Kiberfizikai rendszerek gráfmintaillesztés alapú elosztott ellenőrzése futási időben
A technológia fejlődésével rohamosan jelennek meg a kiberfizikai rendszerek egyre több tradicionális területen is: a vasúti rendszerek, robot rendszerek megfigyelését egyre több szenzor végzi, autók egymással kommunikálnak, és gyakran már önvezető funkcióval is rendelkeznek. Jellemzője ezen rendszereknek, hogy nagy mennyiségű szenzor adatot kell feldolgozniuk, és a rendelkezésre álló információk alapján gyorsan kell reagálniuk a környezet változásaira.
A kiberfizikai rendszerek gyakran kritikus feladatokat látnak el, ahol elengedhetetlen a helyes működés. Ennek biztosítására azonban nem mindig elegendőek a tradicionális, biztonságkritikus rendszerek esetén alkalmazott megközelítések, hiszen a gyorsan változó környezet, az alkalmazott intelligens megoldások és az elosztottság nem teszi lehetővé a tervezési idejű ellenőrzést. Erre nyújthat megoldást a futásidejű ellenőrzés, amelyre többféle megközelítés is létezik. Az időbeli viselkedéseket jellemzően automata formalizmusok segítségével és temporális nyelvekkel, míg a strukturális felépítést és adat jellegű viselkedést gráfminták segítségével tudjuk specifikálni és gráfmintaillesztés segítségével ellenőrizni. Az irodalomban is több megközelítés ismert, mi ezeket továbbfejlesztve egy olyan gráfmintaillesztés alapú elosztott ellenőrzést megvalósító keretrendszert terveztünk, amely képes egyrészt az elosztott rendszer lokális tulajdonságait vizsgálni, továbbá ezek alapján a rendszer állapotára következtetni és a lehetséges hibákat jelezni.
A keretrendszer egy nyílt forráskódú gráfmintaillesztő rendszerre épül. Munkánk során ezt egészítettük ki új algoritmusokkal, hogy a gráfminta specifikációk bővebb körét tudjuk támogatni. Terveztünk egy nyelvet, amely segítségével a specifikáció dekomponálható, és az ellenőrző komponensekre telepíthető. A megközelítés lehetőséget ad az ellenőrzés menet közbeni átkonfigurálására is az esetlegesen megváltozott körülményeknek megfelelően. Amennyiben az ellenőrzéshez szükséges, az elosztottan futtatott ellenőrzések eredményeiből automatikusan számítjuk a rendszer új állapotát. Nyelvi támogatást adunk a szenzor adatok feldolgozására és a tudásbázisba való integrálásának támogatására. Az általunk fejlesztett gráfmintaillesztés alapú keretrendszerrel támogatjuk az elosztott kiberfizikai rendszerek ellenőrzését, és a megközelítésünk működését egy esettanulmány segítségével demonstráljuk.
szerzők
-
Tóth Krisztián Dávid
Mérnök informatikus szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc) -
Szilágyi Gábor
Mérnök informatikus szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Vörös András
egyetemi docens, Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék -
Búr Márton
PhD hallgató, Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék -
