【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复杂系统建模，尤其涉及一种基于多视图统一建模语言的建模系统及方法。
技术介绍
1、随着装备系统复杂度的提高，基于模型的系统工程(mbse,model-based systemsengineering)能够有效支持复杂系统全生命周期的需求、设计、分析、验证和确认活动，提高装备设计效率。然而面向装备的复杂系统架构建模往往涉及多阶段多领域，建模语言规范的图类型有限，导致缺乏对复杂系统全生命周期的描述；不同建模语言语义的不一致，导致模型的歧义和质量下降；异构的建模工具构建的模型底层数据不一致，导致模型集成和交互困难，从而降低了装备整体数字化研发效率。
2、基于模型的方法：其基本思想是利用一些已知特性的数学抽象来为目标系统的状态特征和行为特征等构造模型。如z语言、b语言、petri网、图论等都是基于模型的方法。每一种基于模型的方法都会提出一套自己的规范，然后采用数学方法来说明规范。
3、z语言是用于编写规范的符号，以类型化集合理论和一阶逻辑为基础，此外还包含许多用于构造规范的构造，特别是模式，模式的使用提供了一种规范演算，通过这种演算，大型系统的规范可以从较小的部分构建。z语言作底层形式化符号，z的模式结构可以直接链接到类和类结构的概念，在面向对象的结构和形式表达的解释之间提供了一个清晰的链接。france等将uml类图进行了z语言的正式表达，定义了类、类实例和类关联的概念，并提供了集合和泛化结构的形式化形式。通过类图的形式化，对模型结构有更深的理解，并对建模的属性进行严格的推理。但是从语义模型派生的
4、b语言是基于集合论，广义替换语言和一阶逻辑的语言，是一种正式的软件开发方法，涵盖了从规范到实现的软件过程。由一组变量、与这些变量相关的不变性属性和操作组成，系统的状态，即变量值集，只能通过操作进行修改。lano等定义了一个从uml类图到b语言的转换，用于验证uml模型的一致性，并验证这些模型的预期属性。由于b语言针对软件开发的属性，对于复杂系统建模缺少通用性。
5、petri网用于从体系结构到详细设计的系统生命周期的各个阶段的行为建模。例如，levis等使用petri网对离散事件分布式智能系统的体系结构建模。wang等提出了一种使用petri网建模制造控制系统的方法。sysml活动图提供了系统行为的相对容易理解的描述，但是不直接进行形式正确性分析，如果没有正式的验证方法，系统可能直到实现阶段才会被验证，petri网为行为建模提供了形式化的语法和语义，支持系统模型的形式化分析。edward等将sysml活动图中的一组建模元素定义了形式化的数学符号，给出了petir网与活动图之间的映射规则，将活动图中由一组行为模型形式化为等价的petir网模型，应用petri网的分析能力验证系统行为。petri网的形式化主要用于活动、行为图的分析。
6、根据国内外研究现状可知，学者和科研人员对基于模型的装备复杂系统设计过程抽象模型、模型形式化表征，建模语言及工具方面展开了广泛而深入的研究，已经取得了很多有价值的研究成果，但依旧存在一些缺点或不足，具体表现在以下几方面。
7、(1)面向装备的复杂系统设计包含基于模型的任务分析，需求分解与追溯，系统设计与评估生命周期过程，目前的抽象模型在完备性和自洽性方面很难兼备，导致装备复杂系统生命周期一致性描述困难，缺少一套统一的完备且自洽的抽象模型，能够抽取共性的建模要素，以实现分层次递进的模型统一表达过程。
8、(2)在装备复杂系统架构建模过程中，系统生命周期多阶段、多领域建模要素的统一描述及相互关系的建立，要有严格的逻辑性和严谨性，才能避免人类认知的歧义性和保证计算机执行的一致性，图论使用数学理论能够精确定义系统功能的形式化，但目前仍缺少能够解决装备复杂系统生命周期对统一抽象模型进行准确、清晰、一致的形式化表征方法。智能电动汽车架构设计涉及路况、驾驶、环境、通信多方面的影响，是一个复杂的系统设计过程。特别是在智能交通系统中，随着车辆增多、路网扩大、终端设备的增多，导致网络体系复杂、系统交互众多、系统不确定性增加，面临着车辆的正向架构设计越发复杂的问题。
9、(3)目前mbse有多种建模语言，每一种建模语言都有适用的生命周期阶段或适用的领域，但在装备复杂系统设计过程中，视图类型的建模语言缺乏统一的底层语义规范，单一的建模语言很难满足系统生命周期的设计需求，多建模语言的联合应用又面临语义不一致及工具之间接口问题，因此装备复杂系统生命周期的建模缺少具备集成各建模语言规范能力的多视图统一建模语言及环境，以提高设计效率和模型准确性。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供一种基于多视图统一建模语言的建模系统及方法，提供元模型构建环境，既可以满足规范的建模语言，也可以根据具体装备领域的业务需求设计建模语言。提升了建模平台的适应能力和模型集成能力，更适合企业的实际建模需求，能够有效的为装备系统设计人员提供系统多领域多阶段建模支持。
2、本专利技术提供一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：包括
3、属性元模型构建单元，用于构建属性元模型，所述属性元模型用于定义属性类型，用关键词property标识，属性元模型经过被继承，成为其他元模型元素的属性；所述属性元模型包含名称、汽车完整性等级、特征参数、基数、成本花费、组成部分、执行机构角色；
4、角色元模型构建单元，用于构建角色元模型，所述色元模型用于定义对象类型如何连接关系类型，由关键词role标识，关系将在角色上间接关联对象；角色元模型配置在关系元模型之中，实现关系的性能；
5、关系元模型构建单元，用于构建关系元模型，所述关系元模型用于定义对象元模型之间的连接关系，其通过关键词relationship标识；
6、点元模型构建单元，用于构建点元模型，所述点元模型用于为对象如何通过关系连接提供额外的语义或约束，通过唯一标识符pointsystemname进行实例化；所述点元模型包含流的输入输出端口、软件i/o输入输出端口、电源硬件引脚输入输出端口，所述流的输入输出端口定义控制流的输入输出接口属性及位置属性，所述软件i/o输入输出端口定义车辆主机与被控对象进行信息交换的端口，所述电源硬件引脚输入输出端口定义车辆电源系统硬件相关引脚的端口信息；
7、对象元模型构建单元，用于构建对象元模型，所述对象元模型用于定义一组或一类具有相同特征的元素，通过唯一标识符objectsystemname进行实例化；
8、图元模型构建单元，用于构建图元模型，所述图元模型包含对对象元模型、关系元模型的组织，对绑定的定义，以及分解、剖视模式的定义，通过关键词partial用于标识。
9、进一步的，所述属性元模型具有以下特点：依赖性，属性依赖于元模型中的其他元素，不能单独实例化，可在其他元素中被继承；多样性，同一个属性元模型可被不同的元模型元素继承，以表达不同的属性含本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：包括属性元模型构建单元、角色元模型构建单元、关系元模型构建单元、点元模型构建单元、对象元模型构建单元、图元模型构建单元；其中，
2.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于，所述属性元模型具有以下特点：
3.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：所述角色元模型通过唯一标识符roleSystemName进行实例化，RType角色的方向，关系通过声明两端角色的类型及方向，定义数据的流动方向或者关系的传递方向，所述方向包括始端Import和终端Export，包含Import的角色是数据的入口，包含Export的角色是数据的出口。
4.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：
5.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：所述点元模型具有以下特点：
6.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：所述对象元模型包含车辆特征、质量需求、电源端口、
7.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：
8.一种基于多视图统一建模语言的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的一种基于多视图统一建模语言的建模方法，其特征在于：还包括以下步骤：
10.如权利要求8所述的一种基于多视图统一建模语言的建模方法，其特征在于：在所述使命分析步骤之前，还包括智能电动汽车特定域建模语言的元模型设计步骤，利用所述属性元模型、所述角色元模型、所述关系元模型、所述点元模型、所述对象元模型以及所述图元模型构建系统顶层概念图、状态转移描述图、用例图、时序图、包图、时序图、内部模块图、模块定义图、流程图、车辆特征图、车辆功能类型描述图、故障树分析与验证图；
...【技术特征摘要】
1.一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：包括属性元模型构建单元、角色元模型构建单元、关系元模型构建单元、点元模型构建单元、对象元模型构建单元、图元模型构建单元；其中，
2.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于，所述属性元模型具有以下特点：
3.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：所述角色元模型通过唯一标识符rolesystemname进行实例化，rtype角色的方向，关系通过声明两端角色的类型及方向，定义数据的流动方向或者关系的传递方向，所述方向包括始端import和终端export，包含import的角色是数据的入口，包含export的角色是数据的出口。
4.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：
5.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：所述点元模型具有以下特点：
6.如权利要求1所述的一种基于多视图统一建模语言的建模系统，其特征在于：所述对象元模型包含车...
【专利技术属性】
技术研发人员：马君达，鲁金直，董梦如，王国新，卢继平，
申请(专利权)人：北京理工大学长三角研究院嘉兴，
类型：发明
国别省市：
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