黎作鹏教授对CPS的理解之CPS的特性 - UG爱好者

(1)全局虚拟( Globally Virtual)､局部物理(Locally Physical)性:

局部物理世界发生的感知和操纵,可以跨越整个虚拟网络被安全､可靠､实时地观察和控制｡

嵌入式传感器与执行器使计算被深深地嵌入到每一个物理组件,甚至可能嵌入进物质里,使物理设备具备计算､通信､精确控制､远程协调和自治5大功能,更使计算变得普通了,成为物理世界的一部分｡

物理环境和对象状态的变化构成CPS事件,触发事件→感知→决策→控制→事件的闭环过程,最终改变物理对象状态｡

CPS各个层级的组件与子系统都围绕数据融合(Data Fusion)向上提供服务,数据沿从物理世界接口到用户的路径上不断提升抽象级,用户最终得到全面的､精确的事件信息｡

物理世界的时间动态是不可逆转的,应用对CPS的时间性(Timeliness)提出了严格的要求,信息获取和提交的实时性影响到了用户的判断与决策精度,尤其是在重要基础设施领域｡

CPS的系统规模与复杂性对信息系统安全提出了更高的要求,更重要的是需要理解与防范恶意攻击通过计算进程对物理进程(控制)的严重威胁,以及CPS用户的被动隐私暴露等问题｡CPS的安全性必须同时强调系统自身的保障性(Safety)､外部攻击下的安全性(Security)和隐私(Privacy)｡

CPS包含了许多功能与结构各异的子系统,各个子系统之间要通过有线或无线的通信方式相互协调工作因此CPS也被称为混合系统(Hybrid Systems)或者系统的系统(Systems of Systems)｡

物理世界不是完全可预测和可控的,对于意想不到的条件必须保证CPS的鲁棒性(Robusness);同时系统必须满足可靠性(Reliability)､效率(Efficiencity)､可扩展性(Scalability)和适应性(Adaptivity)｡

组件与子系统都具备自组织(Self-orgnizing)､自配置(Self-configuration)､自维护(Self-maintenance)､自优化(Self-optimization)和自保护(Self-protecting)能力,支持CPS完成自感知 (Self-sensing)､自决策(Self-determination)和自控制(Self-control)｡

CPS的研究必须着眼于工程应用领域,诸如汽车､石油化工､航空航天､制造业､民用基础设施等,要着眼于这些系统的容错､安全､集中控制和社会等方面会如何对它们的设计产生影响｡

这十个就是CPS最经典的特征，但是理想很丰满，显示很骨感，如果真的能实现这些，那这个世界将会翻天覆地的变化，可是现在又实现了多少，尤其在中国，这里商机无限，谁先动谁就有机会，我们一起努力吧。