摘要：信息物理系統(tǒng)(cyber-physical system,簡稱CPS)是一個(gè)在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上整合了物理和計(jì)算元素的系統(tǒng),它可以智能地響應(yīng)真實(shí)世界的動(dòng)態(tài)變化,具有重要而廣闊的應(yīng)用前景。然而,CPS工作在復(fù)雜的物理環(huán)境中,周圍的物理變化會(huì)對(duì)CPS的行為產(chǎn)生影響。因此,確保CPS在復(fù)雜環(huán)境中的安全性和可靠性至關(guān)重要。提出了一種面向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)的一體化建模方法,通過定義一系列的規(guī)則,將領(lǐng)域環(huán)境模型組合到運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證過程中去,從而保證CPS在不確定環(huán)境中的安全性和可靠性。該方法首先為環(huán)境建立數(shù)學(xué)模型。然后,設(shè)計(jì)合并規(guī)則將相同系統(tǒng)參數(shù)下僅有一個(gè)環(huán)境影響因子的數(shù)學(xué)模型合并為相同系統(tǒng)參數(shù)下有一個(gè)或多個(gè)環(huán)境影響因子的數(shù)學(xué)模型。之后,定義轉(zhuǎn)換規(guī)則,將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為偽代碼表示的環(huán)境模型。最后,根據(jù)組合規(guī)則將環(huán)境模型組合到運(yùn)行時(shí)監(jiān)視模型中執(zhí)行驗(yàn)證。該方法使得監(jiān)視模型更加完整、準(zhǔn)確,當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí),通過動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)范圍使得CPS中的安全屬性在復(fù)雜的物理環(huán)境中仍然得以滿足。將該方法應(yīng)用到移動(dòng)機(jī)器人避障實(shí)驗(yàn)中,對(duì)影響電池容量的溫度和濕度進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,然后將環(huán)境模型組合到監(jiān)視模型中去,最終實(shí)現(xiàn)在執(zhí)行任務(wù)前可以根據(jù)不同的物理環(huán)境準(zhǔn)確地給出續(xù)航時(shí)間安全提醒。