[发明专利]一种基于SysML的安全关键自治系统建模方法及工具

权利要求书

1.一种基于SysML的安全关键自治系统建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：针对安全关键自治系统中的各类自然语言需求文档，采用需求模板和约束规则对自然语言需求文档进行规约，定义RNLReq元模型；

步骤2：选取扩展后的SysML子集，以支持RNLReq元模型的功能与非功能扩展，并定义RNLReq元模型到SysML体系结构模型中的不同视图的转换规则；

步骤3：基于转换规则，将RNLReq元模型转换为SysML体系结构模型中的不同视图。

2.根据权利要求1所述的一种基于SysML的安全关键自治系统建模方法，其特征在于：所述RNLReq元模型包括数据字典、领域词库、经需求模板约束后的安全关键自治系统的体系结构的表达、经约束规则约束后的安全关键自治系统的功能/非功能特征的表达；

其中，所述需求模板包括用于表示最高层次需求的系统需求模板和用于表达安全关键自治系统中各组件需求的基本需求模板；

所述系统需求模板可分解为多个子系统需求模板，每个子系统需求模板可分解为多个功能需求模板，每个功能需求模板可分解为多个子功能需求模板；

通过各模板之间的层次关系对安全关键自治系统的体系结构进行表达。

3.根据权利要求1所述的一种基于SysML的安全关键自治系统建模方法，其特征在于：所述约束规则包括：

通用限制规则，用于限制自然语言的使用；

功能需求约束规则，用于根据预定义的功能句式对安全关键自治系统的功能特征的表达进行约束；

非功能需求约束规则，用于根据预定义的非功能句式，对安全关键自治系统的非功能属性特征的表达进行约束；

AI需求约束规则，用于对AI组件的需求的表达进行约束。

4.根据权利要求3所述的一种基于SysML的安全关键自治系统建模方法，其特征在于：所述的功能句式包括：

Send句式，用于表示发送数据的动作；

Assign句式，用于表示对某一数据的赋值动作；

Call句式，用于表示对系统内部的一个功能模块或者外部的一个共享功能模块的调用；

Jump句式，用于表示转移执行功能流程中的指定动作；

ValueCondition句式，用于表示由与/或关系组成的复杂条件；

EventCondition句式，用于表示事件触发型条件；

TimeCondition句式，用于表示时间约束；

ConditionnalSentence句式，用于表示if-else的条件判断；

LoopSentence句式，用于表示循环结构；

ConcurrentSencence句式，用于表示语句的并行操作。

5.根据权利要求3所述的一种基于SysML的安全关键自治系统建模方法，其特征在于：所述的非功能句式包括：

ConstraintSentence，用于对定量的非功能需求进行约束；

RangeSentence，用于对定量的非功能需求进行约束；

PeriodicitySentence，用于将定性的非功能需求与相应的需求模板进行协作；

TradeOffSentence，用于对最优化关系进行描述。

6.根据权利要求2所述的一种基于SysML的安全关键自治系统建模方法，其特征在于：所述步骤3具体包括以下步骤：

对RNLReq元模型进行识别，对识别出不正确的RNLReq元模型进行修复，对识别出正确的RNLReq元模型根据转换规则转换成SysML体系结构模型中的不同视图；

其中，转换规则包括层次结构视图/数据视图的生成算法、内部交互视图的生成算法、功能视图的生成算法和非功能视图的生成算法。