基于环境的信息物理系统时空需求建模方法研究

项目名称： 基于环境的信息物理系统时空需求建模方法研究

项目编号： No.61202104

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 计算机科学学科

项目作者： 陈小红

作者单位： 华东师范大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 新兴的信息物理系统(CPS)蕴藏着巨大的潜在应用价值，建模CPS软件的时空需求是成功构建CPS软件从而使之得以成功应用的前提条件。根据CPS软件的特点，本研究拟从CPS软件的环境建模出发，从CPS软件的操作环境特性和约束中提取CPS软件时空需求规约。主要研究内容包括：构建具有时空属性的CPS环境本体以及具有时空属性的CPS软件环境交互本体；建立基于环境的CPS的时间需求模型和空间需求模型；整合时间需求模型和空间需求模型，建立基于环境的CPS软件的时空融合需求模型；使用轨道交通领域实际案例进行研究,验证本项目提出的需求建模方法的正确性；最后设计和开发相应的支撑工具支持CPS软件的时空需求建模和分析。

中文关键词： 需求工程；信息物理系统；时空需求；需求建模；环境建模

英文摘要： The emerging Cyber-Physical Systems(CPS) have tremendous potential applications. The spatial-temporal requirements modeling is a prerequisite for successfully constructing CPS softwares with the purpose of further successive applications. According to the characteristics of CPS, this study intends to start from the modeling of the CPS environment to extract spatial-temporal requirements specification from the operating enviroment properties and constraints. The main research topics include: constructing the CPS environment ontology with spatial and temporal properties as well as the CPS interaction ontology; modeling the timing requirements and the location requirements based on the environment; integrating timing and location requirements model to model spatial-temporal requirements on the basis of environment; using case studies from railway transportion area to verify the correctness of the modeling methods proposed in this study; and finally designing and developing tools for supporting spatial-temporal requirements modeling and analysis.

英文关键词： Requirements Engineering；Cyber-Physical Systems；Temporal-spatial Requirements；Requirements Modeling；Environment Modeling