案例
真题
(2021年上半年)
试题三(25分)
阅读下列说明,回答问题1至问题3,将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
某公司长期从事嵌入式系统研制任务。近期公司承担了一项面向交通领域的智能交通系统(ITS),为了将信息、通信、传感、控制及计算机等技术有效地集成运用于整个地面交通管理,达到智能交通管理的要求,经公司讨论决定,采用信息物理融合系统(Cyber PhysicalSystem,CPS)技术来保证ITS达到实时、准确、高效的智能交通管理的目的。公司领导层将此任务交给王工承担论证工作。王工在广泛调研的基础上提交了总体实施方案供讨论,大家在高度肯定总体实施方案的基础上,提出了一些问题,并就这些问题提出了补充意见。
【问题1】(9分)
王工在总体实施方案中指出:CPS是在嵌入式系统、传感器技术和网络技术的基础上发展起来的,嵌入式系统使设备具有智能化能力,传感器网络使设备具有感知能力,这两者的结合就产生了“计算深度嵌入物理过程中”的效果,使得物理系统能力得到扩展,并且计算与物理过程相互影响作用,这正是 CPS的系统目标,也是智能交通管理系统的最终目标。基于此需求,对比现有系统,报告分析出CPS 系统应具有十项需求,其中:异质性(heterogeneity)、分布性((distribution)、动态重组(recomposition)和重配置(reconfiguration)是CPS的关键需求。请用300字以内的文字解释说明上述三个需求的具体含义。
【问题2】(11分)
讨论会上,与会者在CPS 的体系结构构建上出现意见分歧,王工提出的智能交通管理系统拟采用传统的CPS三层体系结构(即物理层、网络层和应用层)。张工对此方案提出了异议,认为三层体系结构不能体现智能、融合等特点,由于智能交通管理系统信息量大,计算和控制是关键,应考虑将系统分解为四层体系结构,以充分体现智能、控制和信息融合的特点。经讨论,最后采纳了张工的建议。图3-1和图3-2分别是王工和张工提出的分层体系结构。请用150字以内的文字简要说明王工提出的三层体系结构中各层的功能划分,并详细分析图3-2,指出张工提出的四层体系结构与王工提出的结构存在的差异,并说明四层体系结构的两个显著优点。
【问题3】(5分)
王工在总体实施方案中强调,智能交通管理系统采用CPS 体系结构后,由于本系统安全与否,直接涉及车辆、驾驶员以及行人的生命安全,因此必须开展智能交通管理系统的安全性分析,寻找出潜在风险。通常风险可分为基本风险和特定风险,而特定风险涵盖了人为因素带来的风险和环境因素带来的风险。请识别出智能交通管理系统存在的5种特定风险。
阅读下列说明,回答问题1至问题3,将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
某公司长期从事嵌入式系统研制任务。近期公司承担了一项面向交通领域的智能交通系统(ITS),为了将信息、通信、传感、控制及计算机等技术有效地集成运用于整个地面交通管理,达到智能交通管理的要求,经公司讨论决定,采用信息物理融合系统(Cyber PhysicalSystem,CPS)技术来保证ITS达到实时、准确、高效的智能交通管理的目的。公司领导层将此任务交给王工承担论证工作。王工在广泛调研的基础上提交了总体实施方案供讨论,大家在高度肯定总体实施方案的基础上,提出了一些问题,并就这些问题提出了补充意见。
【问题1】(9分)
王工在总体实施方案中指出:CPS是在嵌入式系统、传感器技术和网络技术的基础上发展起来的,嵌入式系统使设备具有智能化能力,传感器网络使设备具有感知能力,这两者的结合就产生了“计算深度嵌入物理过程中”的效果,使得物理系统能力得到扩展,并且计算与物理过程相互影响作用,这正是 CPS的系统目标,也是智能交通管理系统的最终目标。基于此需求,对比现有系统,报告分析出CPS 系统应具有十项需求,其中:异质性(heterogeneity)、分布性((distribution)、动态重组(recomposition)和重配置(reconfiguration)是CPS的关键需求。请用300字以内的文字解释说明上述三个需求的具体含义。
【问题2】(11分)
讨论会上,与会者在CPS 的体系结构构建上出现意见分歧,王工提出的智能交通管理系统拟采用传统的CPS三层体系结构(即物理层、网络层和应用层)。张工对此方案提出了异议,认为三层体系结构不能体现智能、融合等特点,由于智能交通管理系统信息量大,计算和控制是关键,应考虑将系统分解为四层体系结构,以充分体现智能、控制和信息融合的特点。经讨论,最后采纳了张工的建议。图3-1和图3-2分别是王工和张工提出的分层体系结构。请用150字以内的文字简要说明王工提出的三层体系结构中各层的功能划分,并详细分析图3-2,指出张工提出的四层体系结构与王工提出的结构存在的差异,并说明四层体系结构的两个显著优点。
【问题3】(5分)
王工在总体实施方案中强调,智能交通管理系统采用CPS 体系结构后,由于本系统安全与否,直接涉及车辆、驾驶员以及行人的生命安全,因此必须开展智能交通管理系统的安全性分析,寻找出潜在风险。通常风险可分为基本风险和特定风险,而特定风险涵盖了人为因素带来的风险和环境因素带来的风险。请识别出智能交通管理系统存在的5种特定风险。