16、网络物理系统不确定性测试：原理与方法

网络物理系统不确定性测试：原理与方法

在网络物理系统（CPSs）中，系统与环境的交互日益复杂，尤其是在物理世界中。制造商难以预测CPSs所面临的所有情况，因此需要做出一些假设来使设计和开发过程可控且经济可行。然而，这些不完整的知识会导致假设存在不确定性。一旦在CPSs运行过程中某个假设失效，可能会严重影响其可靠性，甚至对周围的人类造成伤害。所以，找出这些不确定性并对CPSs进行测试，对于提高其可靠性是必不可少的。

1. 不确定性相关概念

• 不确定性的定义 ：不确定性在不同科学和语境中有多种含义。一种定义是“与相关系统完全确定性知识这一无法实现的理想状态的任何偏差”。从动态自适应系统的角度看，不确定性是一种知识不完整或不一致的系统状态，导致无法确定环境或系统配置。
• 不确定性的来源 ：不确定性的信息来源包括不完整、不准确、不可靠、无定论或可能错误的信息。其具体来源有缺失或模糊的需求、错误假设、执行环境中不可预测的实体或现象，以及由不精确、不准确和不可靠的传感器导致的不完整或不一致信息。不确定性可能在需求、设计和运行阶段引入。
• 不确定性的分类
  • 按性质分类 ：分为认知不确定性和变异性不确定性。认知不确定性源于知识缺失，可通过进一步研究减少；变异性不确定性源于人类和自然系统的可变性，也称为随机、随机或本体不确定性，无法通过进一步研究减少。
  • 按知识水平分类 ：从统计不确定性到完全无知分为不同等级。统计不确定