基于大數(shù)據(jù)的信息物理融合系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法.pdf

1、隨著全球數(shù)據(jù)爆炸式增長，巨大的增長速度使數(shù)據(jù)難以處理與存儲。大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨。大數(shù)據(jù)涉及于眾多領(lǐng)域中，如Web文本文件、Web日志、電子商務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)、天文學(xué)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、基因組學(xué)、醫(yī)療記錄、視頻監(jiān)控等等。因而大數(shù)據(jù)需要在多領(lǐng)域中處理分析。另外，大數(shù)據(jù)也帶來新的機(jī)遇，大數(shù)據(jù)中隱藏著數(shù)據(jù)的潛在價值信息，需要通過大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘提取。同時大數(shù)據(jù)也導(dǎo)致了新的挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)集如何有效組織與管理。信息物理融合系統(tǒng)（Cyber-Physical Sy

2、stem，簡稱CPS）由美國自然基金委員會在2006年率先提出。CPS是基于對周圍環(huán)境的感知，融合了通信、計算和控制三大功能的可控、可信、可拓展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備的系統(tǒng)，它使用計算進(jìn)程和物理進(jìn)程的反饋循環(huán)，來實(shí)現(xiàn)融合與實(shí)時交互，并擴(kuò)展或增加新的功能，以可靠、安全、實(shí)時和高效的方式檢測或控制物理實(shí)體。CPS對計算、通信、控制三者進(jìn)行綜合協(xié)作，把計算單元與物理單元的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的動態(tài)控制和實(shí)時感知。
　　本文結(jié)合大數(shù)據(jù)與信息

3、物理融合系統(tǒng)，使用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計語言AADL，對以列車自動控制系統(tǒng)為例的信息物理融合系統(tǒng)進(jìn)行建模，并對系統(tǒng)進(jìn)行分析、擴(kuò)展與驗(yàn)證。文章的內(nèi)容包括:對大數(shù)據(jù)與信息物理融合系統(tǒng)進(jìn)行分析，其中包括大數(shù)據(jù)的6V屬性，MapReduce模型、實(shí)時技術(shù)與基于云的信息物理融合系統(tǒng)，另外提出基于大數(shù)據(jù)的信息物理融合系統(tǒng)建模需求，接著使用AADL結(jié)合大數(shù)據(jù)對時空模型、動態(tài)連續(xù)性與故障模型等進(jìn)行擴(kuò)展分析，然后以列車自動控制系統(tǒng)為例，使用AADL對基于大數(shù)據(jù)的