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Cyber-physical-social System in Intelligent Transportation 被引量：14
1
作者 Gang Xiong Fenghua Zhu +4 位作者 Xiwei Liu Xisong Dong Wuling Huang Songhang Chen Kai Zhao 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI 2015年第3期320-333,共14页
A cyber-physical system (CPS) is composed of a physical system and its corresponding cyber systems that are tightly fused at all scales and levels. CPS is helpful to improve the controllability, efficiency and reliabi... A cyber-physical system (CPS) is composed of a physical system and its corresponding cyber systems that are tightly fused at all scales and levels. CPS is helpful to improve the controllability, efficiency and reliability of a physical system, such as vehicle collision avoidance and zero-net energy buildings systems. It has become a hot R&D and practical area from US to EU and other countries. In fact, most of physical systems and their cyber systems are designed, built and used by human beings in the social and natural environments. So, social systems must be of the same importance as their CPSs. The indivisible cyber, physical and social parts constitute the cyber-physical-social system (CPSS), a typical complex system and it's a challengeable problem to control and manage it under traditional theories and methods. An artificial systems, computational experiments and parallel execution (ACP) methodology is introduced based on which data-driven models are applied to social system. Artificial systems, i.e., cyber systems, are applied for the equivalent description of physical-social system (PSS). Computational experiments are applied for control plan validation. And parallel execution finally realizes the stepwise control and management of CPSS. Finally, a CPSS-based intelligent transportation system (ITS) is discussed as a case study, and its architecture, three parts, and application are described in detail. © 2014 Chinese Association of Automation. 展开更多
关键词 Amphibious vehicles Complex networks Embedded systems intelligent systems TRANSPORTATION
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智能汽车信息物理系统状态估计与执行器攻击重构 被引量：1
2
作者 陈丽 唐明珠 郭胜辉 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期59-69,共11页
针对含有网络攻击的非线性广义系统形式描述的信息物理系统,本文研究其状态估计和攻击信号重构问题。首先,将广义系统形式上写成一般系统,利用中间变量重构攻击信号,设计出中间变量观测器;而后,通过线性矩阵不等式得出观测器增益矩阵存... 针对含有网络攻击的非线性广义系统形式描述的信息物理系统,本文研究其状态估计和攻击信号重构问题。首先,将广义系统形式上写成一般系统,利用中间变量重构攻击信号,设计出中间变量观测器;而后,通过线性矩阵不等式得出观测器增益矩阵存在的充分条件;最后,利用数值仿真验证所提方法的可行性。仿真分析中,针对智能汽车的车道保持系统进行建模,将车辆动力模型和车辆保持模型转化为动力系统的形式,从信息物理系统的角度出发,研究车辆的安全状态估计问题。当系统含有网络攻击时,利用所提观测器对车道保持系统状态进行估计,结果表明设计的中间变量观测器能够准确地估计系统状态和攻击信号,且误差系统均在4 s内趋于稳定。 展开更多
关键词 信息物理系统 安全状态估计 中间变量观测器 攻击重构 智能汽车
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面向智能汽车赛博物理系统的领域特定建模语言研究
3
作者 赵静 梁浩 +2 位作者 徐天啸 肖雅月 姜博文 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1370-1381,共12页
智能汽车信息物理系统(IVCPS)是具有多领域交叉融合特征的复杂大系统,在设计IVCPS领域特定建模语言时,应用现有建模语言存在扩展性差、成熟度低、学习成本高等问题,因此,本文根据V模型和创新架构方法,分别从IVCPS顶层设计流程、IVCPS元... 智能汽车信息物理系统(IVCPS)是具有多领域交叉融合特征的复杂大系统,在设计IVCPS领域特定建模语言时,应用现有建模语言存在扩展性差、成熟度低、学习成本高等问题,因此,本文根据V模型和创新架构方法,分别从IVCPS顶层设计流程、IVCPS元语言对象集语言要素定义两部分对面向IVCPS领域特定建模语言(DSML)进行研究,对IVCPS系统层元语言和组件化元语言的规范化进行定义,研究赛博物理组件中表达物理实现、动态特性和赛博计算的组件,以期为赛博物理组件的封装和创建提供参考。 展开更多
关键词 智能汽车赛博物理系统 SYSML 领域特定建模语言 架构设计流程
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智能网联汽车云控系统及其实现 被引量：63
4
作者 李克强 常雪阳 +3 位作者 李家文 许庆 高博麟 潘济安 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期1595-1605,共11页
本文中提出了基于信息物理系统(cyber-physical system,CPS)理论的智能网联汽车云控系统概念,该系统利用新一代信息与通信技术,将人、车、路、云的物理层、信息层、应用层连为一体,进行融合感知、决策与控制,可实现车辆行驶和交通运行... 本文中提出了基于信息物理系统(cyber-physical system,CPS)理论的智能网联汽车云控系统概念,该系统利用新一代信息与通信技术,将人、车、路、云的物理层、信息层、应用层连为一体,进行融合感知、决策与控制,可实现车辆行驶和交通运行安全、效率等性能的综合提升。在介绍系统架构、工作原理与关键技术的基础上,研究了边缘云上融合感知技术与时变时延下车辆控制技术,开发了面向真实道路的云控系统。通过仿真与道路试验,验证了系统的云端计算、融合感知、融合决策与网联控制的性能,展示了系统实际应用的可行性与先进性。 展开更多
关键词 智能网联汽车 云控系统 信息物理系统 融合感知 网联车辆控制
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交通CPS体系结构设计 被引量：2
5
作者 汪治华 张亚杰 杜凯 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期142-146,共5页
为进一步推动智能交通系统的发展,缓解交通拥堵、交通安全等带来的一系列问题,拟将信息物理融合系统运用于现代交通系统中,利用信息物理融合系统计算、通信与控制的高度融合的特点,实现对交通系统的实时感知、动态控制与信息服务。在智... 为进一步推动智能交通系统的发展,缓解交通拥堵、交通安全等带来的一系列问题,拟将信息物理融合系统运用于现代交通系统中,利用信息物理融合系统计算、通信与控制的高度融合的特点,实现对交通系统的实时感知、动态控制与信息服务。在智能交通系统(ITS)的基础上,结合信息物理融合系统的特点,提出了交通CPS的层次结构模型,模型细分为感知层、计算层、控制层、网络层和应用层等5个层次,并详细分析了每个层次的主要特点及在整个模型中的作用。在此基础上以车辆实时诱导系统为例介绍了交通CPS层次结构模型各个层次之间的协同工作流程,最后简单概述了交通CPS研究面临的主要挑战。该模型作为后续对交通系统研究的基础,为推动智能交通系统的进一步发展,具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 智能交通系统 体系结构设计 信息物理融合系统 交通CPS 实时诱导系统
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基于MBSE的智能汽车信息物理系统建模方法 被引量：1
6
作者 徐天啸 梁浩 +2 位作者 赵静 高小栋 闫涵 《汽车文摘》 2023年第10期1-16,共16页
智能车辆信息物理系统(IVCPS)可以基于道路和车辆信息资源实时控制车辆的运行轨迹,在降低车辆能耗方面具有很大潜力。然而,目前对基于云的预测巡航控制(CPCC)体系结构的研究忽略了体系结构实现和应用的可行性,没有对体系结构的合理性进... 智能车辆信息物理系统(IVCPS)可以基于道路和车辆信息资源实时控制车辆的运行轨迹,在降低车辆能耗方面具有很大潜力。然而,目前对基于云的预测巡航控制(CPCC)体系结构的研究忽略了体系结构实现和应用的可行性,没有对体系结构的合理性进行验证。为建立IVCPS体系结构与应用验证之间的联系,促进IVCPS多领域、多学科协同设计、联合仿真、系统集成,提出了基于模型系统工程(MBSE)的IVCPS建模方法。首先,构建了IVCPS的整体分层体系结构,明确了各层体系结构的构成要素。然后选择系统建模语言(SysML)作为建模工具,构建了需求-功能-逻辑-参数(RFLP)建模框架。最后,以IVCPS云预测巡航控制系统为例,利用RFLP框架对CPCC系统的需求、功能、逻辑和参数进行建模和分析。模拟结果证明MBSE可以实现对CPCC系统的需求分析、功能分解、逻辑架构设计和系统参数标定进行统一建模,促进CPCC系统理论架构的仿真验证,并能够测试、分析CPCC架构对于智能网联汽车的运行轨迹优化和油耗降低效果。本研究旨在为提高IVCPS系统建模的交互性、可重用性和兼容性奠定基础。 展开更多
关键词 基于模型系统工程 智能车辆信息物理系统 系统建模语言 基于云的预测巡航控制
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一种面向无人机智能通信的信息物理融合框架 被引量：3
7
作者 王海军 赵海涛 +5 位作者 任保全 马东堂 张姣 熊俊 魏急波 尹浩 《中国科学：信息科学》 CSCD 北大核心 2022年第11期2141-2154,共14页
为了缓解无人机面临的通信瓶颈问题,本文充分利用通信、计算和控制间的共生效应,从信息物理融合的角度探讨一种面向无人机智能通信的框架.首先,分析了计算和控制对通信的耦合作用以及相关研究工作.进而,提出一种信息物理融合框架并阐述... 为了缓解无人机面临的通信瓶颈问题,本文充分利用通信、计算和控制间的共生效应,从信息物理融合的角度探讨一种面向无人机智能通信的框架.首先,分析了计算和控制对通信的耦合作用以及相关研究工作.进而,提出一种信息物理融合框架并阐述各模块的关键作用.该框架将通信决策的维度扩展到计算和控制上,能够更准确地定位和处理通信问题,为实际应用中的通信、计算和控制一体化设计提供启发.最后,以一个应用范例来说明基于所提通信框架进行建模和优化的过程.仿真结果验证了所提框架的有效性和先进性. 展开更多
关键词 无人机 智能通信 信息物理融合 信息物理系统 能耗模型
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