本书聚焦智能网联汽车“车路云一体化”发展路径，系统解析其复杂系统架构的设计理论与工程实践。面对单车智能向协同智能跃迁的技术挑战，创新提出涵盖架构框架、需求分析、架构建模方法与评估优化的完整方法论。全书以智能汽车信息物理系统为核心，构建多视角建模规范与标准化流程，突破传统系统架构的碎片化局限，并通过典型场景案例验证架构设计的可行性与可扩展性。本书整合全球主流架构与我国实践成果，形成覆盖“概念设计-需求建模-构型优化”的全链条解决方案，为智能网联汽车“车路云一体化”的商业化落地提供理论支撑与实践指南。
样章试读
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“智能汽车信息物理系统丛书”序
序
前言
第1章 概述 1
1.1 背景与挑战 1
1.2 发展现状与趋势 2
1.2.1 CPS发展现状与趋势 2
1.2.2 IVCPS发展现状与趋势 3
1.3 IVCPS内涵 4
1.4 本书章节安排 11
第2章 IVCPS体系架构框架 12
2.1 国际上主流的架构框架 12
2.1.1 Zachman框架 12
2.1.2 美国国防部架构框架 13
2.1.3 英国国防部架构框架 15
2.1.4 北约架构框架 15
2.1.5 开放群组架构框架 15
2.1.6 面向领域的统一架构框架 17
2.1.7 总结 19
2.2 IVCPS体系架构框架设计原则 20
2.2.1 体系类型与层级结构 20
2.2.2 体系设计方式 23
2.2.3 IVCPS体系的简化与解耦 25
2.2.4 IVCPS体系架构框架构成原理 29
2.3 IVCPS体系架构框架七个视角 32
2.3.1 战略视角 35
2.3.2 运行视角 36
2.3.3 服务视角 36
2.3.4 信息物理资源视角 38
2.3.5 信息防护视角 39
2.3.6 实际资源与验证视角 42
2.3.7 标准化视角 42
2.4 视图元模型解析 42
2.4.1 运行时序网格的视图元模型介绍 43
2.4.2 服务连接网格的视图元模型介绍 44
2.4.3 并发进程资源结构网格的视图元模型介绍 47
2.5 从IVCPS体系架构框架到架构设计 50
第3章 IVCPS体系架构框架的架构设计参考流程 53
3.1 定义IVCPS体系构建的驱动因素、使命及体系能力 55
3.2 定义基于应用场景任务的IVCPS体系战略能力及需求 57
3.3 定义基于应用场景任务的IVCPS体系运行方案 61
3.4 定义支持运行方案实现的服务规范(黑盒) 64
3.5 定义实施运行方案和服务规范所需的信息物理资源(实现) 68
3.6 体系运行仿真的验证、确认与方案权衡 71
3.7 IVCPS体系架构中各级需求与能力的追溯逻辑 72
第4章 IVCPS需求体系构建方法 75
4.1 IVCPS需求体系构建面临挑战 75
4.2 需求工程、需求挖掘方法与基于模型的系统工程方法 76
4.2.1 需求工程 76
4.2.2 需求挖掘方法 81
4.2.3 基于模型的系统工程方法 83
4.3 IVCPS需求体系构建框架 84
4.3.1 多视图的需求工程方法 84
4.3.2 IVCPS需求获取方法 86
4.3.3 IVCPS需求分析方法 86
4.4 IVCPS需求体系 90
4.4.1 IVCPS典型应用场景 90
4.4.2 IVCPS功能需求 92
4.4.3 IVCPS“车-路-云-网-图”体系架构需求 98
第5章 IVCPS架构设计 113
5.1 基于模型的系统工程方法论 113
5.1.1 MBSE 建模方法 113
5.1.2 智慧交通参考架构 123
5.2 IVCPS架构建模方法 133
5.2.1 IVCPS体系架构建模方法 133
5.2.2 IVCPS组成系统架构建模方法 139
5.3 IVCPS典型场景架构建模与验证 147
第6章 IVCPS架构评估优化 166
6.1 IVCPS优化指标构建要求 167
6.1.1 IVCPS架构评估要求 167
6.1.2 IVCPS架构分层解耦 170
6.1.3 IVCPS架构特征选取 175
6.1.4 IVCPS优化指标选取 179
6.2 复杂系统架构评估优化方法 180
6.2.1 基于ROSETTA的架构评估优化方法 180
6.2.2 基于FMEA的架构评估优化方法 181
6.2.3 基于加权超网络的架构评估优化方法 183
6.3 IVCPS架构特征集及优化指标 184
6.3.1 IVCPS优化指标体系构建方法 184
6.3.2 IVCPS优化指标对应耦合 184
6.3.3 IVCPS架构特征集及优化指标构建 186
6.4 IVCPS架构构型优化方法 197
6.4.1 IVCPS架构完整性评估 198
6.4.2 基于FMEA的系统架构构型优化方法 203
6.4.3 基于系统要素分析的系统架构构型优化方法 210
参考文献 223
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