智能汽车信息物理系统融合建模方法

本书系统阐述智能汽车信息物理系统（IVCPS）的核心理念、建模方法与工程应用。结合基于模型的系统工程（MBSE）理论，提出分层解耦认知框架，从多时空维度划分系统层级，建立组件化体系架构：定义CPS原子组件核心要素，制定复合组件组合规则，实现功能模块化构建。针对领域建模需求，解析IVCPS特定建模语言核心要素，完整阐明语法设计、元模型构建及语言开发验证全流程。在多源异构模型融合方面，创新提出接口封装机制与融合方法，开发配套工具链，并通过FMI联合仿真、S-Function集成等典型应用案例验证技术可行性。在实践层面，构建车云协同动态计算框架，依托城市交通典型的超视距场景（俗称“鬼探头”）进行多模态测试，验证了系统在复杂工况下的协同响应能力。全书形成涵盖从理论方法、工具开发到场景验证的完整知识体系，为智能汽车研发提供多学科交叉的系统工程解决方案。

目录
“智能汽车信息管理系统丛书”序
前言
第1章 绪论
1.1 智能汽车信息管理系统(IVCPS)的定义与内涵 1
1.2 MBSE及其建模方法概述 3
1.2.1 MBSE概述 3
1.2.2 多领域统一建模方法 4
1.2.3 多领域融合建模方法 6
1.3 基于MBSE的IVCPS建模面临的挑战 6
参考文献 9
第2章 智能汽车信息管理系统认知与特征解构
2.1 智能汽车信息管理系统分层解耦 10
2.1.1 IVCPS时空尺度划分与功能定义 10
2.1.2 节点级IVCPS 11
2.1.3 单元级IVCPS 12
2.1.4 子系统级IVCPS 12
2.1.5 系统级IVCPS 13
2.1.6 区域级IVCPS 13
2.2 IVCPS系统组件构建方法 15
2.2.1 CPS原子组件定义 15
2.2.2 CPS复合组件及其构建方法 22
2.2.3 典型IVCPS原子组件及复合组件 27
3.2 特定领域建模语言的构建方法 46
3.2.1 构建流程方法 46
3.2.2 特定领域建模语言语法设计方法 46
3.2.3 IVCPS领域建模语言技术 48
3.3 IVCPS领域建模语言定义 50
3.3.1 IVCPS元模型 50
3.3.2 IVCPS领域建模语言开发过程 52
3.4 IVCPS语言验证测试 68
3.4.1 IVCPS领域建模语言验证 68
3.4.2 典型建模场景验证 70
参考文献 74
第4章 IVCPS多类别异构模型融合建模方法 75
4.1 多类别异构模型融合建模现状与分析 75
4.1.1 多类别联合仿真技术 75
4.1.2 分布式联合仿真技术 76
4.1.3 IVCPS 多类别仿真平台 78
4.2 多类别异构模型融合接口设计方法 82
4.2.1 多类别异构模型松耦合白盒集成技术 82
4.2.2 多类别异构模型分布式集成技术 84
4.2.3 多类别异构模型融合接口的设计 86
4.3 多类别模型融合方法及工具原型 111
4.3.1 多类别模型融合方法研究 111
4.3.2 多类别模型融合工具方案设计 127
4.3.3 多类别模型融合工具实现与验证 133
4.4 用例 140
4.4.1 基于FMI标准的模型融合 140
4.4.2 基于S-Function的模型融合 145
4.4.3 基于代码集成的模型融合 147
参考文献 150
第5章 IVCPS车云动态计算协同机制及典型应用 152
5.1 IVCPS融合建模的车云协同典型场景 152
5.1.1 功能场景 152
5.1.2 车路协同应用场景 155
5.1.3 道路交通领域中的商业应用场景 156
5.2 IVCPS车云协同系统架构 161
5.2.1 车云协同架构设计方法 161
5.2.2 IVCPS架构需求分析 162
5.2.3 功能架构 172
5.2.4 逻辑架构 184
5.2.5 物理架构 194
5.2.6 IVCPS车云协同架构设计总结 195
5.3 IVCPS车云动态计算协同方案 200
5.3.1 IVCPS车云计算位置 200
5.3.2 IVCPS车云动态计算协同架构 203
5.3.3 车云计算协同虚实数据同步要点 205
5.3.4 IVCPS车云动态计算协同策略 209
5.3.5 IVCPS模型的车云动态计算协同机制设计 210
5.3.6 IVCPS模型的车云动态计算协同机制总结 213
5.4 应用案例 214
5.4.1 验证场地情况 214
5.4.2 验证所需车路云情况 215
5.4.3 验证结果 215
参考文献 219