交织场景驱动的信息物理融合系统行为建模与测试技术研究

信息物理融合系统（CPS）为了适应物理环境、运行平台和应用模式而呈现出多重复杂特征，其行为模型是由人机物、时间和空间属性、确定与非确定行为、功能与性能、连续与离散状态变化等交织在一起的场景构成。本课题提出以交织场景作为CPS系统行为建模与测试的基本单元，从交织场景获取、表达、设计、实现和驱动测试的角度，研究基于交织场景的CPS系统行为获取、表达与建模技术，以及基于交织场景模型的测试生成与执行方法、缺陷定位和辅助修复方法，并研制相应的交织场景建模与测试支撑工具，选择典型的应用进行实例研究。

信息物理融合系统（CPS）为了适应物理环境、运行平台和应用模式而呈现出多重复杂特征，其行为模型是由人机物、时间和空间属性、确定与非确定行为、功能与性能、连续与离散状态变化等交织在一起的场景构成。本课题计划提出以交织场景作为CPS系统行为建模与测试的基本单元，从交织场景获取、表达、设计、实现和驱动测试的角度，研究基于交织场景的CPS系统行为获取、表达与建模技术，以及基于交织场景模型的测试生成与执行方法、缺陷定位和辅助修复方法，并研制相应的交织场景建模与测试支撑工具，选择典型的应用进行实例研究。 . 课题组按照项目计划，围绕既定的科学问题和研究内容，在规定的时间内顺利完成各项研究任务，并取得了良好结果。针对CPS的系统特性及核心组成部分（3C）的关键需求入手，基于应用视角研究了CPS复杂交织场景建模、CPS非功能属性建模与验证、CPS通信协议的建模与验证、基于CPS交织场景模型的仿真与测试等方面，取得了重要进展，已在国际期刊、国际学术会议和国内一级学报发表和录用高质量学术论文18篇，其中国际期刊1篇；发表了国际会议13篇，包括旗舰国际会议OOPSLA2013、ISSTA2013等；国内一级学报4篇，包括软件学报（2篇）、中国科学（2篇），所有论文均标注本基金资助；项目组还翻译出版了专著《软件可靠性方法》；部分研究工作取得较好的国际影响，研究工作发表在程序设计语言领域国际学术会议OOPSLA2013（CCF A类）上，并获OOPSLA2013最佳论文奖； . 在项目执行期间，课题组培养了3名博士生获得博士学位、14名硕士生获得硕士学位；课题组6名成员参加国际会议并报告课题组研究成果，课题组邀请了多名国外合作专家来访问，组织承办1次国际会议SETTA2015，多次邀请国内外学者进行学术交流和学术报告。. 通过该项目的研究，项目组研发了一批工具原型，获得授权的技术发明专利10项，申请技术发明专利4项，已获批准软件著作权6项。部分工具已在航天、轨道交通等领域进行示范应用，初见成效。课题组与航天502所、中国铁道科学院建立了良好的合作关系，能够在将来继续参与CPS相关应用领域合作研究，从而为进一步研究工作奠定了良好的基础。