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一种基于SysML/MARTE/pCCSL的信息物理融合系统协同建模方法

黄平 杜德慧

黄平, 杜德慧. 一种基于SysML/MARTE/pCCSL的信息物理融合系统协同建模方法[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2019, (1): 48-57. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.006
引用本文: 黄平, 杜德慧. 一种基于SysML/MARTE/pCCSL的信息物理融合系统协同建模方法[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2019, (1): 48-57. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.006
HUANG Ping, DU De-hui. A co-modelling approach for cyber-physical systems with SysML/MARTE/pCCSL[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2019, (1): 48-57. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.006
Citation: HUANG Ping, DU De-hui. A co-modelling approach for cyber-physical systems with SysML/MARTE/pCCSL[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2019, (1): 48-57. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.006

一种基于SysML/MARTE/pCCSL的信息物理融合系统协同建模方法

doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.006
基金项目: 

国家自然科学基金 61472140

上海市自然科学基金 14ZR1412500

详细信息
    作者简介:

    黄平, 女, 硕士研究生, 研究方向为可信软件.E-mail:aho598@163.com

    通讯作者:

    杜德慧, 女, 副教授, 硕士生导师, 研究方向为软件工程、模型驱动与数据驱动相结合的软件开发方法、信息物理融合系统的建模及验证.E-mail:dhdu@sei.ecnu.edu.cn

  • 中图分类号: TP311

A co-modelling approach for cyber-physical systems with SysML/MARTE/pCCSL

  • 摘要: 信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统.针对这种异构系统的建模问题一直是人们研究的重点,但是,缺乏系统性的方法来建模CPS的特性,如异构性、不确定性、软硬协同和非功能属性(Non-Functional Properties,NFP)等.提出了一种基于SysML(System Modeling Language)/MARTE(Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems)/pCCSL(p Clock Constraint Specification Language)的协同建模方法,实现了从不同视角建模CPS的不同特征,包括系统的结构、行为、时钟约束和NFP.该方法的新颖性在于使用pCCSL规约各模型之间的交互和同步,显式地建模模型之间的逻辑一致性.同时,为了捕捉CPS的特性如随机行为和连续行为,扩展了一些SysML/MARTE的元模型.最后,给出了一个智能建筑的案例以展示所提出的协同建模方法的可用性.
  • 图  1  协同建模方法框架图

    Fig.  1  Framework of co-modelling approach

    图  2  架构图元模型

    Fig.  2  Meta-model of architecture diagram

    图  3  连接图元模型

    Fig.  3  Meta-model of connection diagram

    图  4  状态机元模型

    Fig.  4  Meta-model of state machine

    图  5  建筑布局平面图与外部温度变化

    Fig.  5  Representation of building layout and outside temperature

    图  6  智能建筑的SysML/MARTE/pCCSL模型

    Fig.  6  SysML/MARTE/pCCSL models for energy-aware buildings

    表  1  非功能需求列表

    Tab.  1  Non-functional requirements list

    IDtypevariabletime_boundconditionproperty
    1probenergy48energy within 1 000 000reachability
    2probdiscomfort48discomfort within 50reachability
    3min_valenergy48discomfort within 50safety
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2017-12-21
  • 刊出日期:  2019-01-25

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