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随机混合系统的组合建模和分析框架。 (英语) Zbl 1291.68293号

摘要:混合系统理论是由连续行为和离散控制组成的真实世界系统的一种模型。实际上,此类系统的行为也会受到不确定性的影响,例如测量误差,或由随机算法控制。可以使用随机混合系统对这些方面进行建模和分析。在本文中,我们提出H模型,是对谦逊建模语言最初是为没有复杂连续方面的随机时间系统设计的,它添加了微分方程和包含作为描述连续系统演化的表达方式。谦逊是一种受经典过程代数启发的高级语言,因此组合建模是一个不可或缺的特性。我们定义了H模型并证明它是谦逊这保留了合成建模方法。允许分析H模型模型,我们报告了与最近开发的随机混合系统安全验证工具的连接的实现,并通过一组小但有指导意义的案例研究来说明语言和工具支持。

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87年第68季度 计算机科学中的概率(算法分析、随机结构、相变等)
68问题85 并发和分布式计算的模型和方法(过程代数、互模拟、转换网等)
第68季度第60季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)
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参考文献:

[1] Abate A、Katoen J、Lygeros J、Prandini M(2010)随机混合系统的近似模型检验。欧洲药典控制16(6):624-641·兹比尔1216.93091 ·doi:10.3166/ejc.16.624-641
[2] Abate A,Prandini M,Lygeros J,Sastry S(2008)受控离散时间随机混合系统的概率可达性和安全性。自动化44(11):2724-2734·Zbl 1152.93051号 ·doi:10.1016/j.automatica.2008.03.027
[3] Altman E,Gaitsgory V(1997)由马尔可夫决策过程控制的非线性混合系统的渐近优化。SIAM J控制优化35(6):2070-2085·Zbl 0905.90176号 ·doi:10.1137/S0363012995279985
[4] Alur R、Courcoubetis C、Halbwachs N、Henzinger TA、Ho PH、Nicollin X、Olivero A、Sifakis J、Yovine S(1995)《混合系统的算法分析》。《计算机科学》138:3-34·Zbl 0874.68206号 ·文件编号:10.1016/0304-3975(94)00202-T
[5] Alur R、Dang T、Esposito JM、Hur Y、Ivancic F、Kumar V、Lee I、Mishra P、Pappas GJ、Sokolsky O(2003)《嵌入式系统的层次建模与分析》。程序IEEE 91(1):11-28·doi:10.1109/JPROC.2002.805817
[6] Alur R,Dang T,Ivancic F(2006)混合系统可达性分析的谓词抽象。ACM跨嵌入式计算系统5(1):152-199·数字对象标识代码:10.1145/1132357.1132363
[7] Alur R,Dill DL(1994)时间自动机理论。计算机科学理论126(2):183-235·Zbl 0803.68071号 ·doi:10.1016/0304-3975(94)90010-8
[8] 巴罗格拉夫,H。;Hermanns,H。;Kulshrestha,J。;J.彼得。;瓦尔迪克,A。;Vasudevan,A.,经验证的无线安全关键硬实时设计(2011),纽约
[9] van Beek DA、Man KL、Reniers MA、Rooda JE、Schiffers RRH(2006)《混合Chi的语法和一致方程语义》。J Log Algebr程序68(1-2):129-210·Zbl 1088.68111号 ·doi:10.1016/j.jlap.2005.10.005
[10] 贝尔曼,G。;大卫·A。;Larsen,KG,《uppaal教程》,第3185、200-236号(2004),柏林·Zbl 1105.68350号 ·doi:10.1007/978-3-540-30080-97
[11] 贝伦德森,J。;Jansen,DN;Katoen,JP,《可能准时且在预算内:定价概率时间自动机的可达性》,311-322(2006),洛斯阿拉米托斯
[12] Bernadsky,M。;沙里金,R。;Alur,R.,并发随机混合系统的结构化建模,第3253、309-324号(2004),柏林·Zbl 1109.68510号 ·doi:10.1007/978-3-540-30206-322
[13] Berrang P、Bogdoll J、Hahn EM、Hartmanns A、Hermanns H(2012),采用分散稳定策略的电网可靠性结果。SFB/TR 14 AVACS 83、SFB/TR14 AVACS报告,ISSN:1860-9821。网址:www.avacs.org
[14] Blom H,Lygeros J(2006)《随机混合系统:理论和安全关键应用》。控制与信息科学课堂讲稿,第337卷。柏林施普林格·兹比尔1094.93003 ·doi:10.1007/11587392
[15] J.博格多尔。;大卫·A。;哈特曼斯,A。;Hermanns,H.,mctau:弥合Modest和UPPAAL之间的差距,英国牛津,7月23日至24日,柏林·doi:10.1007/978-3642-31759-0_16
[16] J.博格多尔。;费奥里蒂,LMF;哈特曼斯,A。;Hermanns,H.,《统计模型检验和模拟的偏序方法》,第6722、59-74号(2011),柏林·doi:10.1007/978-3642-21461-54
[17] Bohnenkamp HC、D'Argenio PR、Hermanns H、Katoen JP(2006)《MoDeST:硬时间和软时间系统的组合建模形式主义》。IEEE Trans Softw Eng 32(10):812-830·doi:10.10109/TSE.2006.104
[18] 波恩坎普,HC;J.戈尔特。;Guidi,J。;Katoen,JP,你还在吗-监测自我配置网络中节点存在的轻量级算法,704-709(2005),洛斯·阿拉米托斯
[19] Brinksma,E。;Krilavicius,T。;Usenko,YS,混合系统的过程代数方法(2005),Laxenburg
[20] Bujorianu,ML,扩展随机混合系统及其可达性问题,第2993号,234-249(2004),柏林·Zbl 1135.93373号 ·doi:10.1007/978-3-540-24743-216
[21] 布乔里亚努,ML;Lygeros,J。;Bujorianu,MC,一般随机混合系统的互模拟,第3414号,198-214(2005),柏林·Zbl 1078.93062号 ·doi:10.1007/978-3-540-31954-2_13
[22] 克拉克,E。;Fehnker,A。;韩,Z。;Krogh,B。;俄勒冈州斯特斯伯格。;Theobald,M.,基于反例引导抽象精化的混合系统验证,第2619号,192-207(2003),柏林·Zbl 1031.68078号 ·文件编号:10.1007/3-540-36577-X14
[23] Cuijpers PJL,Reniers MA(2005)混合过程代数。J Log Algebr程序62(2):191-245·Zbl 1090.68071号 ·doi:10.1016/j.jlap.2004.02.001
[24] Dang,T。;Maler,O.,《通过面部提升进行可达性分析》,第1386号,第96-109页(1998年),柏林·doi:10.1007/3-540-64358-3_34
[25] D’Argenio,公关;北卡罗来纳州沃洛维克。;Terraf,PS公司;Celayes,P.,《非确定性标记马尔可夫过程:相互模拟和逻辑表征》,11-20(2009),洛斯·阿拉米托斯
[26] Davis MHA(1993)马尔可夫模型和优化。查普曼和霍尔,伦敦·兹比尔0780.60002
[27] Desharnais J,Edalat A,Panangaden P(2002)标记马尔可夫过程的相互模拟。Inf计算179(2):163-193·Zbl 1096.68103号 ·doi:10.1006/inco.2001.2962
[28] Edwards S、Lavagno L、Lee EA、Sangiovanni-Vincentelli A(1997)《嵌入式系统设计:形式化模型、验证和综合》。程序IEEE 85(3):366-390·doi:10.1109/5.558710
[29] 弗伦泽尔,M。;哈恩,EM;Hermanns,H。;北卡罗来纳州沃洛维克。;Zhang,L.,随机混合系统的可测性和安全验证,43-52(2011),纽约·Zbl 1362.68170号
[30] Fränzle M,Herde C,Teige T,Ratschan S,Schubert T(2007)具有复杂布尔结构的大型非线性算术约束系统的高效求解。J.满意。布尔模型。计算。1(3-4):209-236 ·Zbl 1144.68371号
[31] Frehse G(2008)Phaver:HyTech混合系统的算法验证。国际J Softw Tools Technol Transf 10(3):263-279·数字对象标识代码:10.1007/s10009-007-0062-x
[32] Frehse,G。;格尔尼克,CL;A.Donzé。;棉花,S。;雷·R。;O.勒贝特尔。;Ripado,R。;Girard,A。;Dang,T。;Maler,O.,Spaceex:混合系统的可扩展验证,第6806379-395号(2011),柏林·doi:10.1007/978-3642-22110-1_30
[33] Giry,M.,概率论的分类方法,68-85(1982),柏林·Zbl 0486.60034号 ·doi:10.1007/BFb0092872
[34] 格罗,C。;Hermanns,H。;Pulungan,R.,《时钟精度是否影响Zigbee的能耗?》?,第4878号,174-188(2007),柏林·doi:10.1007/978-3-540-77096-1_13
[35] Grosu R,Stauner T(2002)《混合系统的模块化和可视化规范:HyCharts简介》。表格方法系统设计21(1):5-38·Zbl 1018.68047号 ·doi:10.1023/A:1016001318739
[36] Hartmanns,A.,《随机时间系统的模型检验与仿真》,第6957、372-391号(2010),柏林
[37] 哈特曼斯,A。;Hermanns,H.,《检验概率时间自动机的适度方法》,187-196(2009),洛斯阿拉米托斯
[38] TA Henzinger,《混合自动机理论》,278-292(1996)
[39] Henzinger TA,Ho PH,Wong Toi H(1997)HYTECH:混合动力系统的模型检查器。国际J Softw Tools Technol Transf 1(1-2):110-122·Zbl 1060.68603号 ·doi:10.1007/s100090050008
[40] 赫尔德,C。;艾格斯,A。;弗伦泽尔,M。;Teige,T.,使用HySAT分析混合系统,196-201(2008),洛斯阿拉米托斯·doi:10.1109/ICONS.2008.17
[41] Hermanns H,Herzog U,Katoen JP(2002)用于性能评估的过程代数。计算机科学理论274(1-2):43-87·Zbl 0992.68149号 ·doi:10.1016/S0304-3975(00)00305-4
[42] Hillston J(1994)性能建模的组合方法。爱丁堡大学博士论文·Zbl 1080.68003号
[43] 胡,J。;Lygeros,J。;Sastry,S.,《走向随机混合系统理论》,第1790、160-173号(2000),柏林·Zbl 0962.93082号 ·doi:10.1007/3-540-46430-1-16
[44] Kwiatkowska,M。;诺曼,G。;Parker,D.,《PRISM 4.0:概率实时系统验证》,第6806585-591号(2011),柏林·doi:10.1007/978-3642-22110-147
[45] Kwiatkowska,M。;诺曼,G。;塞加拉,R。;Sproston,J.,《验证连续概率时间自动机的数量特性》,第1877、123-137(2000)号,柏林·Zbl 0999.68125号
[46] Kwiatkowska MZ,Norman G,Segala R,Sproston J(2002)《离散概率分布实时系统的自动验证》。计算机科学理论282(1):101-150·Zbl 1050.68094号 ·doi:10.1016/S0304-3975(01)00046-9
[47] EA Lee;Zelkowitz,M.(编辑),《嵌入式软件》,第56期(2002年),圣地亚哥
[48] Legay,A。;Delahaye,B。;Bensalem,S.,《统计模型检验:概述》,第6418、122-135号(2010年),柏林·doi:10.1007/978-3-642-16612-911
[49] Lynch NA、Segala R、Vaandrager FW(2003)《混合输入/输出自动机》。Inf计算185(1):105-157·Zbl 1069.68067号 ·doi:10.1016/S0890-5401(03)00067-1
[50] Mader A、Bohnenkamp HC、Usenko YS、Jansen DN、Hurink J、Hermanns H(2010)《成本最优计划的综合与随机评估》。国际J Softw Tools Technol Transf 12(5):305-318·doi:10.1007/s10009-009-0129-y
[51] 梅塞盖尔,J。;Sharykin,R.,分布式基于对象的随机混合系统的规范和分析,第3927、460-475号(2006),柏林·Zbl 1178.68350号 ·doi:10.1007/111730637_35
[52] Panangaden P(2008)标记马尔可夫过程。新加坡世界科学
[53] Penna GD,Intrigila B,Melatti I,Tronci E,Zilli MV(2006)用Murphy验证器对马尔可夫链进行有限时域分析。国际J Softw Tools Technol Transf 8(4-5):397-409·doi:10.1007/s10009-005-0216-7
[54] Platzer,A。;Bjørner,N.(编辑);Sofronie-Stokkerman,V.(ed.),《随机混合程序的随机微分动态逻辑》,第6803、446-460号(2011),柏林·Zbl 1341.68030号
[55] Preußig,J。;科瓦列夫斯基,S。;Wong-Toi,H。;Henzinger,T.,矩形自动机近似分析的算法,第1486228-240号(1998),柏林·doi:10.1007/BFb0055350
[56] Ratschan S,She Z(2007)通过基于约束传播的抽象求精对混合系统进行安全验证。ACM跨嵌入式计算系统6(1):8·Zbl 1078.93508号 ·doi:10.1145/1210268.1210276
[57] Segala R(1995)随机分布式实时系统的建模和验证。麻省理工学院博士论文,马萨诸塞州剑桥,美国·Zbl 0803.68071号
[58] Segala R,Lynch NA(1995),概率过程的概率模拟。Nord J计算2(2):250-273·Zbl 0839.68067号
[59] Sproston,J.,概率混合自动机的可判定模型检验,第1926号,31-45(2000),柏林·Zbl 0986.68058号 ·doi:10.1007/3-540-45352-05
[60] 斯特鲁布,S。;Schaft,A。;Cassandras,CG(编辑);Lygeros,J.(ed.),随机混合系统的组合建模,47-77(2006),伦敦·doi:10.1201/9781420008548.ch3
[61] Wolovick N(2012)标记过渡系统中的连续概率和不确定性。博士论文,FaMAF,UNC,科尔多瓦,阿根廷
[62] 岳,H。;波恩坎普,HC;坎普舒尔特,M。;Katoen,JP,分析和提高分布式时隙aloha的能效,第6869号,197-208(2011),柏林·doi:10.1007/978-3-642-22875-9_18
[63] 张,L。;她,Z。;Ratschan,S。;Hermanns,H。;Hahn,E.,概率混合系统的安全验证,第6174号,196-211(2010),柏林·数字对象标识代码:10.1007/978-3-642-14295-621
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