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隨著計(jì)算機(jī)與物理環(huán)境的交互日益密切,信息-物理融合系統(tǒng)(cyber-physical system,簡(jiǎn)稱 CPS)在健康醫(yī)療、航空電子、智能建筑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,CPS 的正確性、可靠性分析已引起人們的廣泛關(guān)注.統(tǒng)計(jì)模型檢測(cè)(statistical model checking,簡(jiǎn)稱 SMC)技術(shù)能夠?qū)?CPS 進(jìn)行有效驗(yàn)證,并為系統(tǒng)的性能提供定量評(píng)估.然而,隨著系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大,如何提高統(tǒng)計(jì)模型檢測(cè)技術(shù)驗(yàn)證 CPS 的效率,是目前所面臨的主要困難之一.針對(duì)此問題,首先對(duì)現(xiàn)有 SMC 技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,總結(jié)各種 SMC 技術(shù)的受限適用范圍和性能缺陷,并針對(duì)貝葉斯區(qū)間估計(jì)算法(Bayesian interval estimate,簡(jiǎn)稱 BIE)在實(shí)際概率接近 0.5 時(shí)需要大量路徑才能完成驗(yàn)證的缺陷,提出一種基于抽象和學(xué)習(xí)的統(tǒng)計(jì)模型檢測(cè)方法 AL-SMC.該方法采用主成分分析、前綴樹約減等技術(shù)對(duì)仿真路徑進(jìn)行學(xué)習(xí)和抽象,以減少樣本空間;然后,提出了一個(gè)面向 CPS 的自適應(yīng) SMC 算法框架,可根據(jù)不同的概率區(qū)間自動(dòng)選擇 AL-SMC 算法或者 BIE 算法,有效應(yīng)對(duì)不同情況下的驗(yàn)證問題;最后,結(jié)合經(jīng)典案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,自適應(yīng) SMC 算法框架能夠在一定誤差范圍內(nèi)有效提高 CPS 統(tǒng)計(jì)模型檢測(cè)的效率,為 CPS 的分析驗(yàn)證提供了一種有效的途徑.。
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