一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法，属于智能交通领域。该方法包括：根据业务场景确定智能汽车信息物理系统设计运行域；利用7S体系框架和需求管理技术获取运行场景的需求，形成对应需求文本；基于所述设计运行域和需求文本，按照需求、功能、逻辑、具体四个阶段进行运行场景的定义；按照节点级、单元级、子系统级、系统级和区域级五个尺度对运行场景的描述对象范围进行划分，完成对智能汽车信息物理系统的解耦；从感知与控制层、通信链路层、计算与决策层、应用与服务层对运行场景进行分层级描述。本发明专利技术能够清楚、完整地描述出具备分层解耦、跨域融合、模块复用特点的智能汽车信息物理系统运行场景。点的智能汽车信息物理系统运行场景。点的智能汽车信息物理系统运行场景。

【技术实现步骤摘要】
一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法


[0001]本专利技术属于智能交通领域，涉及一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法。

技术介绍

[0002]智能汽车信息物理系统是利用新一代信息与通信技术，将车、路、云、网、图融为一体，进行融合感知、决策与控制的一种信息物理系统，能够优化车辆与交通运行的安全、效率等性能，是一种新的汽车交通系统形态，代表着未来交通运输行业发展的重要方向。
[0003]智能汽车信息物理系统作为汽车电子、信息通信和智能交通等高维嵌套和深度融合的产物，具有明显的复杂性、异构性、闭环性和开放性的特点，是典型的复杂信息物理系统，目前在智能汽车信息物理系统的设计、研发、仿真、验证、部署和应用方面，国内外都尚无完善的基础理论、核心方法和专用设计工具，亟待开展体系化的深入研究。
[0004]测试与验证工作是智能汽车技术发展与落地应用的关键，而面向传统汽车的测试工具和方法已经不能满足智能汽车信息物理系统的测试要求。近年来，随着国内外对智能汽车测试与验证的研究不断深入，基于场景的测试方法在测试效率、测试成本等方面体现出巨大的技术优势。然而，面对物理与信息深度融合的智能汽车信息物理系统，缺乏相应的理论基础和方法体系来支撑运行场景的定义，也就无法完成对智能汽车信息物理系统内外部复杂行为规律、功能耦合机理和协同运行机制进行分析、应用和确认。具体而言，当前国内外场景定义存在以下问题：
[0005]1)没有针对智能汽车信息物理系统的场景定义体系能充分体现其内外部复杂行为规律、功能耦合机理和协同运行机制；
[0006]2)场景定义实际上集中在单车、车与路段，不符合智能汽车信息物理系统复杂、异构、开放、闭环的复杂大系统特性；
[0007]3)现有场景的构建仅限于物理范畴，而智能汽车信息物理系统具备物理域与Cyber(赛博)域深度融合的特点，无法满足智能汽车信息物理系统测试验证需求；
[0008]4)缺乏面向全生命周期的场景定义体系保证场景定义的一致性、完备性以及泛化能力。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法。
[0010]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法，该方法包括以下步骤：
[0012]S1：根据业务场景确定智能汽车信息物理系统设计运行域；
[0013]S2：利用7S体系框架和需求管理技术获取运行场景的需求，形成对应需求文本；
[0014]S3：基于所述设计运行域和需求文本，按照需求、功能、逻辑、具体四个阶段进行运行场景的定义；
[0015]S4：按照节点级、单元级、子系统级、系统级和区域级五个尺度对运行场景的描述对象范围进行划分，完成对智能汽车信息物理系统的解耦；
[0016]S5：从感知与控制层、通信链路层、计算与决策层、应用与服务层对运行场景进行分层级描述；
[0017]S6：以组件化的形式对车、路、云、网和图进行跨域融合定义。
[0018]可选的，所述S1具体为：分别从信息视点和物理视点对智能汽车信息物理系统设计运行域进行描述；其中：
[0019]所述信息视点涵盖云端控制、分析决策、应用服务三个维度；
[0020]所述的物理视点涵盖环境因素、行驶态势、行驶区域三个维度。
[0021]可选的，所述S2具体为：需求采集过程采用7S体系框架，即通过战略、利益攸关者、服务、系统、安全、防护以及标准化7种视图对场景定义的需求进行采集，形成不同维度、组件间完整的需求文本，成体系地对各方需求进行分析、归类和存储；
[0022]在所述运行场景定义过程中，需求文本将得到更新，即新组件和新功能的出现将反向指导需求文本的删除、新增或者修改。
[0023]可选的，所述S3包括需求、功能、逻辑、具体四个阶段，进行智能汽车信息物理系统运行场景的定义，包括：
[0024]基于所述需求文本，抽取出运行场景的外部参与者和顶层运行能力，并进一步转化为系统的各项功能，对系统的对每项需求所对应的场景功能进行分析，建立可执行的、完整的功能模型，对系统行为进行定义。因此，在功能场景定义时需要考虑多种因素，例如时间尺度、空间尺度、车路云网图融合控制系统机制下的各域在场景内的具体体现等多维的因素；
[0025]基于所述功能模型，以组件的形式针对每个功能的实现逻辑建立系统逻辑规则，对场景逻辑进行定义，主要包括组件的逻辑接口定义和内部实现逻辑定义；
[0026]基于所述逻辑模型，对场景的物理参数进行标定，实现全系统维度多立场仿真。
[0027]可选的，所述S4中，从时间和空间的角度将信息物理系统进行划分，从较小的尺度到较大的尺度至少包含节点级、单元级、系统级、多系统级和区域级五个尺度，完成智能汽车信息物理系统的解耦，在此基础上对每个尺度下的运行场景，特别是逻辑场景与具体应用场景进行多尺度层级融合定义；
[0028]尺度的划分体现出自适应性，即不同场景中的同一主体或群体可能划分在不同的尺度。
[0029]可选的，所述S5中，从感知与控制层、通信链路层、计算与决策层、应用与服务层对场景进行分层级描述；其中：
[0030]感知与控制层，负责对物理层的信息进行采集并施加控制作用；
[0031]计算与决策层，负责对收集到的数据集进行计算分析，形成实时数字映射，并向控制层提供计算规划结果；
[0032]应用与服务层，是跨域扩展复用重组的应用，与使用服务的用户对接的重要层次，其定位高于计算与决策层，主要体现在服务能力更强、服务对象更多、服务范围更大；
[0033]通信链路层，负责传输感知层采集到的数据、计算与决策层发出的控制命令以及系统间的交互信息，提供高性能可靠通信。
[0034]可选的，所述S6中，以组件的形式对车、路、云、网、图五个不同的领域进行跨域描述。
[0035]一种电子设备，所述电子设备包括：
[0036]处理器和存储器；
[0037]所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如所述的智能汽车信息物理系统运行场景定义方法的步骤。
[0038]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如所述的智能汽车信息物理系统运行场景定义方法的步骤。
[0039]本专利技术的有益效果在于：
[0040](1)本专利技术针对智能汽车信息物理系统复杂、异构、开放、闭环的特点，提供了一种阶段化分层跨域智能汽车信息物理系统运行场景定义方法，为智能汽车信息物理系统运行场景的定义供理论基础和技术支持，依照该方法，能够清晰、完整地描述出具备分层解耦、跨域融合特点的智能汽车信息物理系统运行场景。
[0041](2)基于所述智能汽车信息物理系统运行场景定义方法定义的系统化运行场景，能完成对智能汽车信息物理系统内外部复杂行为规律、功能耦合机理和协同运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：根据业务场景确定智能汽车信息物理系统设计运行域；S2：利用7S体系框架和需求管理技术获取运行场景的需求，形成对应需求文本；S3：基于所述设计运行域和需求文本，按照需求、功能、逻辑、具体四个阶段进行运行场景的定义；S4：按照节点级、单元级、子系统级、系统级和区域级五个尺度对运行场景的描述对象范围进行划分，完成对智能汽车信息物理系统的解耦；S5：从感知与控制层、通信链路层、计算与决策层、应用与服务层对运行场景进行分层级描述；S6：以组件化的形式对车、路、云、网和图进行跨域融合定义。2.根据权利要求1所述的一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法，其特征在于：所述S1具体为：分别从信息视点和物理视点对智能汽车信息物理系统设计运行域进行描述；其中：所述信息视点涵盖云端控制、分析决策、应用服务三个维度；所述的物理视点涵盖环境因素、行驶态势、行驶区域三个维度。3.根据权利要求2所述的一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法，其特征在于：所述S2具体为：需求采集过程采用7S体系框架，即通过战略、利益攸关者、服务、系统、安全、防护以及标准化7种视图对场景定义的需求进行采集，形成不同维度、组件间完整的需求文本，成体系地对各方需求进行分析、归类和存储；在所述运行场景定义过程中，需求文本将得到更新，即新组件和新功能的出现将反向指导需求文本的删除、新增或者修改。4.根据权利要求3所述的一种智能汽车信息物理系统运行场景定义方法，其特征在于：所述S3包括需求、功能、逻辑、具体四个阶段，进行智能汽车信息物理系统运行场景的定义，包括：基于所述需求文本，抽取出运行场景的外部参与者和顶层运行能力，并进一步转化为系统的各项功能，对系统的对每项需求所对应的场景功能进行分析，建立可执行的、完整的功能模型，对系统行为进行定义；基于所述功能模型，以组件的形式针对每个功能的实现逻...

【专利技术属性】
技术研发人员：林景栋，谷振宇，廖孝勇，孙棣华，贺启程，黎杨，章家伟，张天赐，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：