基于时间自动机的实时系统建模及验证

实时系统必须在一个事先定义好的时间限制内对来自外部或内部的事件进行响应,如何有效验证实时模型的正确性和安全性是一个难点.文章通过多个时间自动机来模拟实时系统中的各个对象,并用UPPAAL对模型进行验证,减少了模型验证的状态搜索空间,为实时嵌入式系统开发和验证提供了一种可行、安全的控制机制.实验结果显示了系统的有效性.     

时间自动机模型验证的研究进展

基于时间自动机的模型验证是一种形式化的实时并发系统时间性质验证技术,重大软件对时间行为、时序关系的高可靠性要求,不断刺激时间自动机模型验证技术的发展.介绍了时间自动机理论、模型验证算法及工具,对该领域的研究进展做了综述,指出了时间自动机模型验证存在的问题和研究方向.     

基于时间自动机的信息物理融合系统建模与验证

信息物理融合系统的建模和验证是当前研究的一个热点。本文通过分析信息物理融合系统的体系结构,利用时间自动机为建模工具,将该结构中的各个组件分别进行建模,以表现它们的分布性和实时性。这些时间自动机组成一个网络模型,用于刻划整个系统之间的并发通信和协作过程。最后,提出一组该系统要满足的性质(包括时间约束),运用模型检测工具UPPAAL自动验证本系统的正确性。     

时间自动机与网络协议验证

随着网络协议复杂性的增大，其自身的潜在错误变得更加重要。使用形式化的方法来描述和验证网络协议可以发现其中的潜在错误。时间自动机是形式化方法的一种，可以很好地应用于网络协议验证中。目前基于时间自动机已经开发出了多种自动验证工具。文章介绍了网络协议验证的几种方法，并以KRONOS验证FDDI协议为例说明了用时间自动机验证协议的方法。     

设备自动巡检控制逻辑的层级时间自动机建模与验证

地下建筑工程中的设备系统经常处于静止状态,为保证其在需要时能安全可靠地运行,需对设备进行定期的自动巡检。在自动巡检的过程中,设备自动巡检控制逻辑起到了举足轻重的作用。为了解决复杂的设备自动巡检控制逻辑造成的一系列问题,之前提出了一种层级有限自动机(HFA)的形式化模型,并利用HFA对设备自动巡检控制逻辑实现了行为建模,但并未添加时间属性,也未验证其正确性与可靠性。现提出一种层级时间自动机形式化模型,并利用它对设备自动巡检控制逻辑进行建模,再利用UPPAAL对其进行分析与形式化验证,分别验证其安全性、可达性、活性及时间约束,以此来确保其时效正确性与可靠性。这种建模与形式化验证方法弥补了之前无时间约束的漏洞,有效确保了设备自动巡检控制逻辑的正确性与可靠性。最终,该模型通过了模拟和验证,这充分证明了设备自动巡检控制逻辑是正确可靠的。     

基于时间自动机的道岔自动控制研究

实时系统由于受时间约束,设计和验证具有很高的挑战性。用多个时间自动机来规范模拟道岔自动控制系统,给出了一种自动化的道岔控制模型(TTCQ),并采用UPPAAL作为模型验证工具,证明了该模型具有安全性、有效性和可控性。所采用的方法避免了积的等价类状态空间的爆炸,减少了验证的搜索空间,为铁路交通提供了一种可行的、安全的、智能的控制机制。     

基于时间自动机的道岔自动控制研究

实时系统由于受时间约束,设计和验证具有很高的挑战性.用多个时间自动机来规范模拟道岔自动控制系统,给出了一种自动化的道岔控制模型(TTCQ),并采用UPPAAL作为模型验证工具,证明了该模型具有安全性、有效性和可控性.所采用的方法避免了积的等价类状态空间的爆炸,减少了验证的搜索空间,为铁路交通提供了一种可行的、安全的、智能的控制机制.     

混杂系统的研究进展

混杂系统理论和应用是近年来的一个研究热点．在介绍混杂系统概念的基础上，对混杂系统研究中的常用模型进行分类比较，并对混杂系统的性质分析和混杂控制设计中的主要内容和主要研究方法进行总结，最后对今后的研究方向做了总体展望。     

与线性混杂自动机等价的状态依赖空间模型

混杂系统可以由多种等价系统进行描述,本文研究用状态依赖空间模型对线性混杂自动机进行描述,线性混杂自动机是一类自治的不确定性系统,而状态依赖空间模型是含有输入的确定性系统.在状态依赖空间模型中,通过增加输入变量可以描述线性混杂自动机转换过程中的不确定性,进而将其转换成等价的状态依赖空间模型.本文所提到的等价性是指两个系统产生的轨迹是相同的.     

基于UPPAAL的实时系统模型验证

UPPAAL是一种使用时间自动机模型的实时系统验证工具,它可以避免时间自动机求积时状态空间的爆炸。介绍了时间自动机理论和工具UPPAAL,着重说明如何用UPPAAL进行模型检查,并给出了一个应用实例。     

基于时间自动机的ECA规则交互问题研究

Event-Condition-Action(ECA)规则的评估和执行独立于其他规则,但规则行为间交互作用可能导致系统行为不可预测或不安全。典型的问题有规则的不一致性和终止性。针对上述问题,提出将ECA规则转换为时间自动机,对规则之间的交互进行分析。采用时间自动机验证工具UPPAAL验证规则集合是否存在交互问题。以痴呆老人智能辅助系统为例,实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

物联网系统时间自动机建模的研究与应用

探讨基于时间自动机理论进行物联网系统建模和模型检测的理论、方法、工具和实践.对时间自动机的基础理论进行比较全面和精确的论述,完善部分概念及其精确的形式化定义.提出基于时间自动机理论进行建模的方法,并指出时间自动机理论研究对物联网系统建模的指导意义.介绍时间自动机的建模工具UPPAAL,说明基于UPPAAL建立时间自动机...     

基于时间自动机的物联网服务建模和验证

物联网服务的建模和验证是当前物联网服务提供中的一个重要问题.文中将物联网服务的行为建模为其与相关环境实体的交互,并引入环境实体以刻画物理世界各种物体的属性和行为,从而将物联网服务能力建模为它能够导致的环境实体发生的期望变化.文中以时间自动机为建模工具,分别为将要监测和要控制的物理环境实体以及不同种类的物联网服务独立建模...     

学习自动机在混杂系统切换控制上的初步应用

提出了学习自动机应用于混杂系统切换控制的方法,其主要思路是首先确定一个作为控制信号的行为集,利用学习自动机的学习能力,学习优化行为的发生概率,最终实现满意的控制.对一个实际应用中的混杂对象的切换控制的例子作了仿真,实际结果体现了学习自动机在混杂系统切换控制上的优化能力,证明了它的可实现性.     

UPPAAL--一种适合自动验证实时系统的工具

UPPAAL是一个基于时间自动机的自动验证工具,已成功地用于实时控制器和通信协议等实时系统的验证.本文介绍了UPPAAL的语法,语义和语用,列举了它的几种扩展形式,并归纳了其应用及研究现状.     

使用时间化自动机形式化带有时间扩展的UML状态图

严格建模是嵌入式实时系统设计的核心技术，通过UMI。方法与形式化方法结合可以给严格建模提供很好的工具支持。时间化自动机(Timed Automata)是一种用于描述、验证实时系统的理论模型。文中提出了一种通过时间化自动机来形式化带有时间扩展的UML状态图的方法，这种方法为UMI。与形式化方法的结合构造了桥梁作用。带有时间扩展的UML状态图用于嵌入式系统动态模型的建模，从时间化自动机模型得到形式化规范将更容易。UML状态图的形式化分为两部分完成；层次状态图的平面化以及时间化自动机的构造。     

任务网络到时间自动机的等价模型验证

针对实时调度理论模型缺乏形式化语义的问题,提出将结果行为的语义转换成系统模型的形式化方法。结合定时分析技术,基于已有的任务网络形式方法,证明任务网络模型与候选型体系结构(CTA)模型稳态的等效性,将任务网络模型映射到语义相同的CTA模型,并验证该映射的语义等效性。将该方法应用于实例中,结果表明,该方法能代替调度模型,高效地应用于实时调度系统。     

基于时间自动机的AADL端到端流规约验证方法

体系结构分析及设计语言(AADL)作为一种标准且直观的实时系统分析与设计工具,可以为系统设计、分析、验证、自动代码生成等关键环节提供统一的抽象表示。然而,AADL模型采用仿真的验证方法无法得到精确的端到端延迟验证结果,尤其是对于资源动态分配的实时系统。为解决结果不精确的问题,可结合基于系统有穷状态空间遍历的模型检验方法。首先,将实时系统AADL模型转换为时间自动机(TA)模型,以TA为理论体系进行模型检验。其次,基于反应链的需求分类定义端到端延迟需求表达模式。最后,给出对应需求模式的观察者模型,与系统模型并行组合,优化模型验证的时空资源消耗。     

实时时序逻辑语言XYZ/RE到时间自动机的映射

时间自动机是一种重要的实时系统建模工具。本文建立了实时时序逻辑语言XYZ/RE到时间自动机的一种映射机制,将XYZ/RE所描述的系统进程直接转换为时间自动机,这样不但可以准确捕获实时系统功能和控制行为,还可以利用基于时间自动机的验证工具UPPAAL对XYZ/RE描述的系统正确性进行检测。最后本文通过一个实例的描述与检测,验证了映射机制的有效性。     

基于时间自动机的Web服务模型检测

传统的基于有限状态机的组合Web服务模型检测方法不能保证带有时间约束的组合Web服务的正确性.把组合Web服务看成多智能体系统,将带有时间约束的Web服务智能体建模为时间自动机,通过并发组合构成时间自动机网络,从而用时间自动机验证工具UPPAAL对组合Web服务的运行过程进行模拟,并验证其活性、安全性和死锁等性质.采用该方法对雇员出差安排组合Web服务进行建模和验证,结果表明,该组合Web服务存在死锁问题.最后通过分析死锁产生的路径,完善该组合Web服务的通信协议,从而消除了死锁.