9、网络物理元素的整合

网络物理元素的整合

1. 网络物理系统的定义

网络物理系统（Cyber-Physical Systems, CPS）是指由多个相互作用的网络物理对象组成的集合。这些对象包括实现技术过程的互连物理组件、控制该过程的信息组件以及确保系统内外信息交换和传递控制命令的通信组件。CPS的应用范围广泛，从工业自动化到智能家居，再到智能交通系统，它们都在不同层次上融合了网络和物理元素，形成了高度复杂的系统。

关键组成部分

• 物理组件 ：实现技术过程的硬件设备，如传感器、执行器、控制器等。
• 信息组件 ：负责数据采集、处理、传输和控制逻辑的软件和硬件。
• 通信组件 ：确保系统内外信息交换的网络基础设施。

2. 网络物理子系统的互动

在网络物理系统中，网络子系统（Cyber Subsystem, CS）和物理子系统（Physical Subsystem, PS）之间的相互影响至关重要。当其中一个或两个子系统发生故障或失效时，它们之间的相互作用尤为明显。这种相互作用不仅影响系统的性能，还可能引发一系列连锁反应，导致系统整体性能下降甚至崩溃。

相互影响的表现

• 故障传播 ：一个子系统的故障可能会迅速传播到另一个子系统，导致更大范围的系统故障。
• 性能波动 ：网络子系统的延迟或丢包可能导致物理子系统的响应时间延长，进而影响整