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基于混成自动机的CPS行为建模与属性验证
  • ISSN号:1009-3516
  • 期刊名称:《空军工程大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学计算机学院,西安710129, [2]空军工程大学理学院,西安710051
  • 相关基金:国家自然科学基金(61472443)
中文摘要:

系统实时性、安全性和可靠性等非功能属性是信息物理系统在诸多领域应用的关键因素。论文在分析CPS模型构建与分析验证中面临的挑战的基础上,提出了一种CPS行为建模与属性验证方法。该方法首先基于混成自动机对CPS的行为进行建模,然后将此模型转换为混合程序模型,最后在定理证明器KeYmaera中对HP模型的属性进行形式化验证。文中论述了行为模型描述语言的结构,建立了混成自动机模型与HP模型之间的转换规则,分析了模型转换的一致性。应用实例表明:该方法既能简单直观地描述CPS动态行为,又能对CPS的属性进行严格的形式化验证,且有效避免了形式化验证中的状态空间爆炸问题。

英文摘要:

Non-function attribute such as real-time, security, and reliability, etc. is a key factor in cyber- physical systems applied to many areas. On the basis of analyzing CPS modeling and verification, a CPS behavior modeling and attribute verification is proposed in this paper. In this method, three steps are as follows. (1) to model the behavior of CPS based on hybrid automata~ (2) to convert this model to HP model~ (3) to verify the HP model in KeYmarera. The structure of behavior model language is introduced. Rules of converting hybrid automata model to hybrid program (HP) model are established. The consisten- cy of the conversion is analyzed. The result shows that this method can depict the behavior of CPS simply and intuitively, and can also verify the properties of CPS strictly. By doing so, this avoids state space ex- plosion in formal verification effectively.

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期刊信息
  • 《空军工程大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:空军工程大学
  • 主办单位:空军工程大学科研部
  • 主编:于雷
  • 地址:西安市空军工程大学
  • 邮编:710051
  • 邮箱:kgdbjb@163.com
  • 电话:029-8476434
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-3516
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1338/N
  • 邮发代号:52-247
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵"双效"期刊,陕西省优秀科技期刊,2004年中国高校优秀科技期刊二等奖,2006年中国高校优秀科技期刊奖,2008年中国高校优秀科技期刊奖,2009年中国高校科技期刊编辑质量优秀奖,2010年中国高校优秀科技期刊奖,2004年综合性科学技术类核心期刊,2008年综合性科学技术类核心期刊,2009年、2011年RCCSE中国核心学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5808