14、弹性多机器人系统的形式化开发与定量评估

弹性多机器人系统的形式化开发与定量评估

在多机器人系统的开发中，需要考虑系统的正确性、可扩展性以及在故障情况下的目标可达性。本文将介绍一种结合精化和概率模型检查的集成方法，用于开发和评估弹性多机器人系统。

1. 系统建模与精化

在系统建模过程中，会对一些抽象事件进行精化。当基站收到某个区域清洁成功的通知后，会在其本地地图中将该区域标记为已清洁，并向其他基站广播此消息。为了对这一过程进行建模，对抽象事件 TaskSuccess 和 UpdateMap 进行了精化。

接下来考虑机器人和基站的故障情况，进行了两次精化：
- 第五次精化 ：目的是对可能的机器人故障进行建模。将机器人划分为活跃和故障两类，通过新变量 active 定义当前所有活跃机器人的集合，初始时所有机器人都是活跃的，即 active = RB 。新事件 RobotFailure 和 TaskFailure 分别模拟可能的机器人故障以及基站对这些故障的检测。同时，对事件 NewTask 、 ReassignRB 和 GetAdditionalResponsibility 进行精化，以反映只有活跃机器人才能被分配清洁任务并重新连接到其他基站。
- 第六次精化 ：在最后一步精化中，对基站故障进行了建模。引入新变量 operating ⊆ BS