本書系統(tǒng)闡述智能汽車信息物理系統(tǒng)（IVCPS）的核心理念、建模方法與工程應(yīng)用。結(jié)合基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）理論，提出分層解耦認(rèn)知框架，從多時(shí)空維度劃分系統(tǒng)層級(jí)，建立組件化體系架構(gòu)：定義CPS原子組件核心要素，制定復(fù)合組件組合規(guī)則，實(shí)現(xiàn)功能模塊化構(gòu)建。針對(duì)領(lǐng)域建模需求，解析IVCPS特定建模語言核心要素，完整闡明語法設(shè)計(jì)、元模型構(gòu)建及語言開發(fā)驗(yàn)證全流程。在多源異構(gòu)模型融合方面，創(chuàng)新提出接口封裝機(jī)制與融合方法，開發(fā)配套工具鏈，并通過FMI聯(lián)合仿真、S-Function集成等典型應(yīng)用案例驗(yàn)證技術(shù)可行性。在實(shí)踐層面，構(gòu)建車云協(xié)同動(dòng)態(tài)計(jì)算框架，依托城市交通典型的超視距場(chǎng)景（俗稱“鬼探頭”）進(jìn)行多模態(tài)測(cè)試，驗(yàn)證了系統(tǒng)在復(fù)雜工況下的協(xié)同響應(yīng)能力。全書形成涵蓋從理論方法、工具開發(fā)到場(chǎng)景驗(yàn)證的完整知識(shí)體系，為智能汽車研發(fā)提供多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程解決方案。
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2018年度"公路網(wǎng)交通運(yùn)行狀態(tài)分析評(píng)估與預(yù)測(cè)技術(shù)研究" 獲中國(guó)智能交通協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)
目錄
“智能汽車信息管理系統(tǒng)叢書”序
前言
第1章 緒論
1.1 智能汽車信息管理系統(tǒng)(IVCPS)的定義與內(nèi)涵 1
1.2 MBSE及其建模方法概述 3
1.2.1 MBSE概述 3
1.2.2 多領(lǐng)域統(tǒng)一建模方法 4
1.2.3 多領(lǐng)域融合建模方法 6
1.3 基于MBSE的IVCPS建模面臨的挑戰(zhàn) 6
參考文獻(xiàn) 9
第2章 智能汽車信息管理系統(tǒng)認(rèn)知與特征解構(gòu)
2.1 智能汽車信息管理系統(tǒng)分層解耦 10
2.1.1 IVCPS時(shí)空尺度劃分與功能定義 10
2.1.2 節(jié)點(diǎn)級(jí)IVCPS 11
2.1.3 單元級(jí)IVCPS 12
2.1.4 子系統(tǒng)級(jí)IVCPS 12
2.1.5 系統(tǒng)級(jí)IVCPS 13
2.1.6 區(qū)域級(jí)IVCPS 13
2.2 IVCPS系統(tǒng)組件構(gòu)建方法 15
2.2.1 CPS原子組件定義 15
2.2.2 CPS復(fù)合組件及其構(gòu)建方法 22
2.2.3 典型IVCPS原子組件及復(fù)合組件 27
3.2 特定領(lǐng)域建模語言的構(gòu)建方法 46
3.2.1 構(gòu)建流程方法 46
3.2.2 特定領(lǐng)域建模語言語法設(shè)計(jì)方法 46
3.2.3 IVCPS領(lǐng)域建模語言技術(shù) 48
3.3 IVCPS領(lǐng)域建模語言定義 50
3.3.1 IVCPS元模型 50
3.3.2 IVCPS領(lǐng)域建模語言開發(fā)過程 52
3.4 IVCPS語言驗(yàn)證測(cè)試 68
3.4.1 IVCPS領(lǐng)域建模語言驗(yàn)證 68
3.4.2 典型建模場(chǎng)景驗(yàn)證 70
參考文獻(xiàn) 74
第4章 IVCPS多類別異構(gòu)模型融合建模方法 75
4.1 多類別異構(gòu)模型融合建模現(xiàn)狀與分析 75
4.1.1 多類別聯(lián)合仿真技術(shù) 75
4.1.2 分布式聯(lián)合仿真技術(shù) 76
4.1.3 IVCPS 多類別仿真平臺(tái) 78
4.2 多類別異構(gòu)模型融合接口設(shè)計(jì)方法 82
4.2.1 多類別異構(gòu)模型松耦合白盒集成技術(shù) 82
4.2.2 多類別異構(gòu)模型分布式集成技術(shù) 84
4.2.3 多類別異構(gòu)模型融合接口的設(shè)計(jì) 86
4.3 多類別模型融合方法及工具原型 111
4.3.1 多類別模型融合方法研究 111
4.3.2 多類別模型融合工具方案設(shè)計(jì) 127
4.3.3 多類別模型融合工具實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證 133
4.4 用例 140
4.4.1 基于FMI標(biāo)準(zhǔn)的模型融合 140
4.4.2 基于S-Function的模型融合 145
4.4.3 基于代碼集成的模型融合 147
參考文獻(xiàn) 150
第5章 IVCPS車云動(dòng)態(tài)計(jì)算協(xié)同機(jī)制及典型應(yīng)用 152
5.1 IVCPS融合建模的車云協(xié)同典型場(chǎng)景 152
5.1.1 功能場(chǎng)景 152
5.1.2 車路協(xié)同應(yīng)用場(chǎng)景 155
5.1.3 道路交通領(lǐng)域中的商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景 156
5.2 IVCPS車云協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu) 161
5.2.1 車云協(xié)同架構(gòu)設(shè)計(jì)方法 161
5.2.2 IVCPS架構(gòu)需求分析 162
5.2.3 功能架構(gòu) 172
5.2.4 邏輯架構(gòu) 184
5.2.5 物理架構(gòu) 194
5.2.6 IVCPS車云協(xié)同架構(gòu)設(shè)計(jì)總結(jié) 195
5.3 IVCPS車云動(dòng)態(tài)計(jì)算協(xié)同方案 200
5.3.1 IVCPS車云計(jì)算位置 200
5.3.2 IVCPS車云動(dòng)態(tài)計(jì)算協(xié)同架構(gòu) 203
5.3.3 車云計(jì)算協(xié)同虛實(shí)數(shù)據(jù)同步要點(diǎn) 205
5.3.4 IVCPS車云動(dòng)態(tài)計(jì)算協(xié)同策略 209
5.3.5 IVCPS模型的車云動(dòng)態(tài)計(jì)算協(xié)同機(jī)制設(shè)計(jì) 210
5.3.6 IVCPS模型的車云動(dòng)態(tài)計(jì)算協(xié)同機(jī)制總結(jié) 213
5.4 應(yīng)用案例 214
5.4.1 驗(yàn)證場(chǎng)地情況 214
5.4.2 驗(yàn)證所需車路云情況 215
5.4.3 驗(yàn)證結(jié)果 215
參考文獻(xiàn) 219
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