信息—物理融合系统中建模方法综述

信息—物理融合系统（CPS）不仅包含离散的计算过程、网络通信,还涉及处理连续的物理事件。从CPS所涉及的离散系统和连续系统2个方面出发,分别介绍了当前存在的一些建模理论及基于该理论的开发工具,并概括总结了它们在CPS领域的应用。对CPS亟需解决的问题做了简单介绍,并在此基础上提出了解决CPS建模问题可能存在的4种可行的方法,为CPS建模研究者提供参考。     

基于微分进化的信息物理融合系统网关优化部署方法

为解决信息物理融合系统下无线传感器网络接入互联网的问题,该文提出一种基于微分进化的网关优化部署方法。该方法以最小化网关覆盖半径和负载平衡水平为优化目标,利用微分进化算法寻找网关优化部署方案,通过自适应反向搜索、动态参数调整等方法保障寻优过程的种群多样性,解决几何 中心下的网关部署问题。仿真实验结果表明,该方法具备良好的全局寻优能力和收敛速度,能够在缩小网关集覆盖半径的前提下,进一步平衡各网关之间的负载水平,提高信息物理融合系统的网络QoS水平。     

基于信息物理融合系统的紧耦合网络控制方法

从信息物理融合系统(CPS,cyber physical system)的设计理念来看,要求系统中的通信计算部分和被控制物理对象进行紧密耦合操作。遵照这种紧耦合操作原则,针对无线网络控制系统(WNCS,wireless networked control system),提出一种紧耦合自适应模糊控制方法。模拟实验数据显示这种设计方法能根据实时的NCS紧迫度和网络的拥塞度有效地调整被控系统的采样周期及网络信道占用优先级,从而优化利用了有限的网络资源,改善了整个网络控制系统的性能。     

状态不可观测的信息物理融合系统运行时验证

确保信息物理融合系统（Cyber-Physical System,CPS）运行时行为正确性是至关重要的,尤其在航空航天、汽车、核电和医疗等安全攸关领域.本文针对具有随机行为且状态不可观测的CPS,提出一种基于隐马尔科夫模型的运行时安全性验证方法.首先构造状态不可观测的CPS运行时安全性验证框架,该框架通过隐马尔科夫模型表示系统,使用确定性有限自动机规约系统安全属性的否定,两者的乘积自动机作为运行时监控器,从而将CPS运行时安全性验证问题约简到监控器上的概率推断问题.然后,提出一种增量迭代安全性验证算法以及反例生成算法.实验结果表明本文算法和粒子滤波算法相比预测错误率下降了近20%,并且当系统违背安全属性时,本文的方法能给出反例.     

Improving a Hybrid Method of Indoor Propagation Modeling for Wireless Communications Systems

1　IntroductionThewirelesscommunicationsystemshavebeendevelopedrapidlyintherecentyears.Ithasnotonlycalledresearchers’attentiontomodelingtechniquesinInternet[1 ] ,butalsomoreandmorepeopleen gagedin propagationmodelingforindoorwirelesscommunications.Theeffectivedesign ,assessmentandinstallationofaradionetworkinanindoorenvi ronmentrequireanaccuratecharacterizationoftheradiopropagationchannel.Raytracingisapopularmethodforthepredictionofradiochannelcharacter isticsofwirelesscommunicationsystems.R…