用于复杂信息物理系统设计的RFL(C＆P)方法

本技术涉及系统工程，特别涉及一种用于复杂信息物理系统设计的rfl(c＆p)方法。

背景技术：

1、mbse(model-based systems engineering，基于模型的系统工程)是一种系统工程方法论，通过使用系统模型来描述和分析复杂系统。

2、相关技术中，rflp(requirement、function、logical、physical，需求、功能、逻辑、物理)流程则是mbse的一个具体实践框架，提供了将系统开发过程划分为4个不同阶段的指导，分别为需求分析、功能架构分析、逻辑架构分析和物理架构分析。rflp方法主要用于设计复杂系统，特别是那些需要满足多个需求、包含多个功能、涉及复杂逻辑和物理实现的系统。这些系统可能涵盖各个领域，例如航空航天、汽车、电子设备、通信网络等。

3、然而，rflp流程在物理架构分析阶段，主要考虑的是物理结构和布局的设计，对于信息世界的架构设计没有进一步细化考虑。因此，rflp流程在设计ivcps(intelligentvehicle information physics system，智能汽车信息物理系统)这种复杂大系统，尤其是信息物理深度融合的系统时存在其固有的缺陷，亟待解决。

技术实现思路

1、本技术提供一种用于复杂信息物理系统设计的rfl(c＆p)(requirement、function、logical、(communication＆physical)，需求、功能、逻辑、(信息和物理并行))方法、装置及电子设备，以解决传统rflp流程在信息世界的架构设计上存在局限性等问题，实现了信息与物理的融合，提高ivcps等复杂系统的设计效率和准确性，对于信息物理系统设计领域具有广阔的应用前景。

2、本技术第一方面实施例提供一种用于复杂信息物理系统设计的rfl(c＆p)方法，包括以下步骤：

3、确定用户的至少一个当前用户需求；基于所述至少一个当前用户需求，确定待构建系统的至少一个系统需求，并根据所述至少一个当前用户需求和/或所述至少一个系统需求构建待构建系统的功能架构，其中，所述功能架构包括至少一个系统级功能；根据所述至少一个系统级功能确定所述待构建系统的逻辑架构，并划分所述逻辑架构得到信息架构和物理架构，并根据所述信息架构和所述物理架构之间的关系邻接矩阵得到所述待构建系统。

4、可选地，在一些实施例中，所述待构建系统为智能汽车信息物理系统，当前用户需求包括人为调节各方向合流后的交通流量、保证行人的正常通行、让所有方向的等待车辆都最少中的至少一种；系统级功能包括协同感知功能、地图平台功能、环境监测功能、云控计算功能、设备规控功能、交通管理功能、通信服务功能、系统保障功能、信息安防功能和算法运维功能中的至少一种。

5、可选地，在一些实施例中，所述人为调节各方向合流后的交通流量包括人为调节东向合流后的交通流量、人为调节西向合流后的交通流量、人为调节南向合流后的交通流量和人为调节北向合流后的交通流量。

6、可选地，在一些实施例中，所述基于所述至少一个当前用户需求，确定待构建系统的至少一个系统需求，包括：

7、所述至少一个当前用户需求为人为调节东向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由北向南左转的第一车辆排队状态、由西向东直行的第二车辆排队状态和由南向北右转的第三车辆排队状态；

8、所述至少一个当前用户需求为人为调节西向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由南向北左转的第四车辆排队状态、由东向西直行的第五车辆排队状态和由北向南右转的第六车辆排队状态；

9、所述至少一个当前用户需求为人为调节南向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由北向南直行的第七车辆排队状态、由东向西左转的第八车辆排队状态和由西向东右转的第九车辆排队状态；

10、所述至少一个当前用户需求为人为调节北向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由南向北直行的第十车辆排队状态、由东向西右转的第十一车辆排队状态和由西向东左转的第十二车辆排队状态。

11、可选地，在一些实施例中，所述基于所述至少一个当前用户需求，确定待构建系统的至少一个系统需求，还包括：所述至少一个当前用户需求为保证行人的正常通行，所述至少一个系统需求为监测等待穿行的行人数量。

12、可选地，在一些实施例中，所述基于所述至少一个当前用户需求，确定待构建系统的至少一个系统需求，还包括：所述至少一个当前用户需求为让所有方向的等待车辆都最少，所述至少一个系统需求为根据各方向排队情况调节对应红绿灯的相位和时长，以及所述待构建系统为智能汽车信息物理系统包括感知单元、计算单元和通信单元。

13、可选地，在一些实施例中，所述根据所述至少一个系统级功能确定所述待构建系统的逻辑架构，并划分所述逻辑架构得到信息架构和物理架构，包括：确定任意两个系统级功能之间的待传递信息和所述任意两个系统级功能对应功能模块之间的物理作用；根据所述待传递信息和所述物理作用构建出信息实体和物理实体，并根据所述信息实体得到所述信息架构，且根据所述物理实体得到所述物理架构。

14、可选地，在一些实施例中，在根据所述信息架构和所述物理架构之间的关系邻接矩阵得到所述待构建系统之前，还包括：根据所述信息架构和所述物理架构之间的映射关系生成所述关系邻接矩阵。

15、本技术第二方面实施例提供一种用于复杂信息物理系统设计的rfl(c＆p)装置，包括：

16、确定模块，用于确定用户的至少一个当前用户需求；构建模块，用于基于所述至少一个当前用户需求，确定待构建系统的至少一个系统需求，并根据所述至少一个当前用户需求和/或所述至少一个系统需求构建待构建系统的功能架构，其中，所述功能架构包括至少一个系统级功能；划分模块，用于根据所述至少一个系统级功能确定所述待构建系统的逻辑架构，并划分所述逻辑架构得到信息架构和物理架构，并根据所述信息架构和所述物理架构之间的关系邻接矩阵得到所述待构建系统。

17、可选地，在一些实施例中，所述待构建系统为智能汽车信息物理系统，当前用户需求包括人为调节各方向合流后的交通流量、保证行人的正常通行、让所有方向的等待车辆都最少中的至少一种；系统级功能包括协同感知功能、地图平台功能、环境监测功能、云控计算功能、设备规控功能、交通管理功能、通信服务功能、系统保障功能、信息安防功能和算法运维功能中的至少一种。

18、可选地，在一些实施例中，所述人为调节各方向合流后的交通流量包括人为调节东向合流后的交通流量、人为调节西向合流后的交通流量、人为调节南向合流后的交通流量和人为调节北向合流后的交通流量。

19、可选地，在一些实施例中，所述构建模块，具体用于：

20、所述至少一个当前用户需求为人为调节东向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由北向南左转的第一车辆排队状态、由西向东直行的第二车辆排队状态和由南向北右转的第三车辆排队状态；

21、所述至少一个当前用户需求为人为调节西向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由南向北左转的第四车辆排队状态、由东向西直行的第五车辆排队状态和由北向南右转的第六车辆排队状态；

22、所述至少一个当前用户需求为人为调节南向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由北向南直行的第七车辆排队状态、由东向西左转的第八车辆排队状态和由西向东右转的第九车辆排队状态；

23、所述至少一个当前用户需求为人为调节北向合流后的交通流量，所述至少一个系统需求为监测由南向北直行的第十车辆排队状态、由东向西右转的第十一车辆排队状态和由西向东左转的第十二车辆排队状态。

24、可选地，在一些实施例中，所述构建模块，还用于：所述至少一个当前用户需求为保证行人的正常通行，所述至少一个系统需求为监测等待穿行的行人数量。

25、可选地，在一些实施例中，所述构建模块，还用于：所述至少一个当前用户需求为让所有方向的等待车辆都最少，所述至少一个系统需求为根据各方向排队情况调节对应红绿灯的相位和时长，以及所述待构建系统为智能汽车信息物理系统包括感知单元、计算单元和通信单元。

26、可选地，在一些实施例中，所述划分模块，具体用于：确定任意两个系统级功能之间的待传递信息和所述任意两个系统级功能对应功能模块之间的物理作用；根据所述待传递信息和所述物理作用构建出信息实体和物理实体，并根据所述信息实体得到所述信息架构，且根据所述物理实体得到所述物理架构。

27、可选地，在一些实施例中，在根据所述信息架构和所述物理架构之间的关系邻接矩阵得到所述待构建系统之前，所述划分模块，还用于：根据所述信息架构和所述物理架构之间的映射关系生成所述关系邻接矩阵。

28、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的用于复杂信息物理系统设计的rfl(c＆p)方法。

29、由此，本技术的用于复杂信息物理系统设计的rfl(c＆p)方法，通过确定当前用户需求，基于当前用户需求确定待构建系统的系统需求，进而根据当前用户需求和/或系统需求构建待构建系统的功能架构及其系统级功能，并根据系统级功能确定待构建系统的逻辑架构，划分逻辑架构得到信息架构和物理架构，并根据信息架构和物理架构之间的关系邻接矩阵得到待构建系统。由此，本技术所提出的方法引入了信息与物理端的并行设计，构建信息架构和物理架构及其之间的映射关系，从而实现了信息与物理的融合，解决了传统rflp流程在信息世界的架构设计上存在局限性等问题，提高ivcps等复杂系统的设计效率和准确性，对于信息物理系统设计领域具有广阔的应用前景。

30、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。