基于時間自動機的時序約束活動異常監(jiān)測系統(tǒng)形式化驗證.pdf

1、物聯(lián)網被認為是繼計算機、互聯(lián)網和移動通信網絡之后的第三次信息產業(yè)浪潮。物聯(lián)網通過傳感設備獲取“物”信息，并通過網絡實現信息交換，以實現智能化識別、定位、跟蹤監(jiān)控和管理的目的?；谖锫?lián)網的車間生產過程異常狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)越來越多，這類系統(tǒng)通過采集生產車間的數據并進行分析處理，以實現車間智能化管理從而提高企業(yè)的經濟利益。但在生產車間監(jiān)控系統(tǒng)中，參與信息交互的對象包含人、機、物等不同類型對象，系統(tǒng)需要處理的是大量結構異質的信息，同時隨著車間規(guī)模的

2、擴大，監(jiān)控也變得更加復雜，無法保證監(jiān)控系統(tǒng)投入運行之前完全符合設計要求。因此，提出一種車間生產監(jiān)控系統(tǒng)建模和驗證方法，在系統(tǒng)實施之前使用形式化方法對生產車間監(jiān)控系統(tǒng)建模并驗證，盡早發(fā)現系統(tǒng)設計的不合理和不正確之處，顯得尤為必要。
　　本文以物聯(lián)網環(huán)境下離散生產車間異常監(jiān)測系統(tǒng)為研究背景，研究了基于時間自動機的時序約束活動異常監(jiān)測系統(tǒng)形式化驗證方法，利用時間自動機驗證方面的優(yōu)勢驗證監(jiān)測系統(tǒng)設計的有效性和完備性。本文首先綜述了復雜事件

3、檢測的國內外研究現狀；分析了生產車間現場的若干特征，定義了基于時間自動機的生產車間現場模型，用狀態(tài)不變式中的時間約束刻畫操作人員等的自主隨機性，用狀態(tài)和變遷分別刻畫不同類型的活動，同時對生產對象的感知行為抽象表示；然后說明了不同的事件使用策略和消耗策略建模方法，分析了事件和事件約束模型構造方法，并提出了復合事件模式采用若干時序相關事件操作符的時間自動機模型構造方法，其中提出了控制模型時間自動機建模方法，控制模型減小了一個事件模式對應自動

4、機模型的規(guī)模；接著為了簡化異常監(jiān)測時間自動機模型性質驗證，建立了包含正常生產情況的輔助生產過程自動機模型；針對生產車間異常監(jiān)控系統(tǒng)的特點，提出從系統(tǒng)功能性、實時性、冗余性及未定義的異常行為四個方面驗證系統(tǒng)設計的正確性和完備性；最后使用時間自動機驗證工具UPPAAL，以粘合加工車間異常監(jiān)測為例，對提出的方法進行了驗證。
　　本文的研究表明：時間自動機形式化方法能夠較好刻畫生產車間異常監(jiān)測系統(tǒng)的相關特性。利用時間自動機形式化建模及驗證