软件学报

作者：杜德慧，管春琳，王耀，郭童

单位：杜德慧，华东师范大学 软件工程学院, 上海 200062;上海市高可信重点实验室(华东师范大学), 上海 200062;教育部可信软件国际合作联合实验室(华东师范大学), 上海 20006211,管春琳，华东师范大学 软件工程学院, 上海 200062;上海市高可信重点实验室(华东师范大学), 上海 200062;教育部可信软件国际合作联合实验室(华东师范大学), 上海 20006202,王耀，华东师范大学 软件工程学院, 上海 200062;上海市高可信重点实验室(华东师范大学), 上海 200062;教育部可信软件国际合作联合实验室(华东师范大学), 上海 20006203,郭童，华东师范大学 软件工程学院, 上海 200062;上海市高可信重点实验室(华东师范大学), 上海 200062;教育部可信软件国际合作联合实验室(华东师范大学), 上海 20006204

关键词：信息物理融合系统|领域建模语言|元建模|仿真|GEMOC

基金：国家自然科学基金（61972153）；国家重点研发计划（2018YFE0101000）

信息物理融合系统（cyber-physical systems，简称CPS）是深度融合了计算进程和物理进程的统一体，是集计算、通信与控制于一体的下一代智能系统，具有广阔的应用前景.CPS的行为具有混成性、随机性等特征，建模及仿真CPS的动态行为对于开发高质量的CPS系统至关重要.但是目前缺乏面向CPS的领域建模方法及建模CPS的领域建模语言，也迫切需要支持仿真CPS领域模型的仿真工具.针对以上问题，提出一种面向CPS领域的随机混成建模语言（stochastic hybrid modeling language，简称SHML）以支持建模CPS系统的行为.首先，根据CPS的领域特征定义了SHML的元模型作为其抽象语法，并定义了SHML的具体语法和操作语义；其次，基于GEMOC框架实现了SHML的可视化建模工具.此外，集成GEMOC的序列化执行引擎和Scilab的连续行为仿真引擎，实现仿真CPS的混成行为.提出了一种面向CPS领域的建模及仿真方法，设计并实现了一个集成的面向CPS行为的建模与仿真平台，为CPS的建模及仿真提供了一种有效的方法及工具支撑.

来源：2020年第6期

《软件学报》期刊编辑部

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