基于限定中文自然语言需求的SysML模型自动生成方法

作     者：鲍阳 杨志斌 杨永强 谢健 周勇 岳涛 黄志球 郭鹏 Bao Yang;Yang Zhibin;Yang Yongqiang;Xie Jian;Zhou Yong;Yue Tao;Huang Zhiqiu;Guo Peng

作者机构：南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 高安全系统的软件开发与验证技术工信部重点实验室(南京航空航天大学)南京211106 航空工业计算所西安710065 

出 版 物：《计算机研究与发展》 (Journal of Computer Research and Development)

年 卷 期：2021年第58卷第4期

页      面：706-730页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0839[工学-网络空间安全] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62072233) 航空科学基金项目(201919052002) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(NP2017205)。 

主　　题：安全关键信息物理融合系统 模型驱动开发方法 系统建模语言 术语推荐 限定自然语言需求 模型转换 

摘      要：模型驱动开发方法逐渐成为安全关键信息物理融合系统(safety-critical cyber-physical system,SC-CPS)设计与开发的重要手段.然而,安全关键信息物理融合系统需求往往是通过自然语言描述的,如何自动化或半自动化链接自然语言需求和基于模型驱动的系统设计与开发过程是目前面临的重要挑战.面向安全关键信息物理融合系统,提出基于限定中文自然语言需求的SysML模型自动生成方法RNL2SysML.首先,为了降低自然语言需求表达的二义性,提出一种结构化的限定自然语言需求模板进行需求规约,并通过基于人工智能的(AI)安全关键信息物理融合系统术语提取和推荐方法,对系统需求中的领域术语和数据字典加以自动提取,提高限定自然语言需求规约工作的自动化程度.然后,给出限定自然语言需求规约到SysML系统设计模型的转换方法.最后,基于开源工具Papyrus对所提方法进行了原型工具实现,并通过航空领域的飞机空气增压系统(airplane air compressor system)案例验证了方法的有效性和实用性.