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ASAM OpenXOntology概念白皮书系列丨十一.什么是物理对象？

2022-12-29 18:56:04来源：CASAM标准组织  

编者寄语：作为打通所有OpenX系列定义以及框架的主体，ASAM OpenXOntology将为ASAM OpenX系列标准提供一个共同的语义库与逻辑映射关系，大幅提高ASAM各标准间的兼容性。在此后的系列解读中，我们将不断深入探索本体论的奥妙之处。该篇为系列解读的第十一篇。


(相关资料图)


在前面的解读中，我们介绍了本体论的架构和运作方式，了解了本体论主要由四个部分组成，即核心本体论、领域本体论、应用本体论和供最终使用的应用集合本体论。本篇文章将介绍什么是物理对象及其状态（PhysicalObjectState）。


01、物理对象概念辨析

物理对象（PhysicalObject）

指一组事物或物理量，而

物理对象状态（PhysicalObjectState）

指

物理对象

在一段时间内保持不变的特征。

物理对象状态

分为两部分：

·空间部分，使用属性

是一部分（PartOf）

表示；

·时间部分，使用属性

是时间段状态（TemporalPartOf）

表示。


物理对象状态的OWL定义


下图表示了

物理对象状态

的基本架构，它是

状态

类的一个子类。

物理对象状态

包括了多个子类，具体包括：


·

行为参与者（Participant）

，如

行人

在某段时间是

横穿道路

行为的参与者；

·

生物对象状态（BiologicalObjectState）

，

生物对象

指具有生命体征、可以繁衍后代的物理对象，如人类、动物、树木等；

·

功能对象状态（FunctionalObjectState）

，

功能对象

指人们为完成某些功能而创造的物理对象，如道路、车辆、交通信号灯等；

·

普通物理对象状态（OrdinaryPhysicalObjectState）

，核心本体论中大部分物理对象都是

普通物理对象

。一旦同时改变所有的组成部分，

普通物理对象

的功能和身份将不复存在；

·

终身物理对象（WholeLifePhysicalObject）

，用于表示整个生命周期中的

物理对象

。


02、物理对象状态如何分类？


本体论将对象的功能划分为了两部分，即物理上的存在功能和作为系统组件的具体功能。比如，某个老旧标志牌替换为新的标志牌时，发生了物理存在层面上的改变，但它作为道路交通系统组件的功能并未发生改变。


为了实现上述的功能划分，我们需要对系统进行建模。建模过程可以利用以下

物理对象状态

类的子类：


用于描述系统的子类


从描述对象物理上的存在功能来看，主要包括以下内容：


·

系统状态（SystemState）

，包括系统的终身状态或时间段状态。

系统

指一组相互关联的物理对象，如车辆（包含发动机、底盘、车身等）、道路（包含车道、标线等）、自然天气系统（包括云层、气旋等）。它是

普通物理对象状态

的子类；

·

功能系统状态（FunctionalSystemState）

，对于具有特定功能的

系统

，如车辆、建筑物、交通信号灯等，我们可以使用该子类更准确地进行建模。它是

系统状态

的子类；

·

终身系统（WholeLifeSystem）

，表示

系统

整个生命周期中的状态。它是

终身普通物理对象

的子类；

·

终身功能系统（WholeLifeFunctionalSystem）

，对于具有特定功能的

系统

，如从制造到拆卸这一完整过程中的车辆，我们可以使用该子类更准确地进行建模。它是

终身系统

的子类。


用于描述系统组件的子类



从描述对象具体功能的角度来看，主要包括以下内容：


·

系统组件状态（SystemComponentState）

，包括

系统组件

的终身状态或时间段状态。

系统组件

在物理层面可以被替换，但功能和身份不会改变，因此它不属于

普通物理对象

。前面提到的道路交通系统中的标志牌就是

系统组件

；

·

功能系统组件状态（FunctionalSystemComponentState）

，对于具有特定功能的

系统组件

，如车辆系统中的发动机，我们可以使用该子类更准确地进行建模。它是

系统组件状态

的子类；

·

终身系统组件（WholeLifeSystemComponent）

，表示

系统组件

整个生命周期中的状态。它是

系统组件状态

、

终身物理对象

的子类；

·

终身功能系统组件（WholeLifeFunctionalSystemComponent）

，对于具有特定功能的

终身系统组件

，如路口中的交通信号灯，我们可以使用该子类更准确地进行建模。它是

终身系统组件

的子类；

·

已安装对象（InstalledObject）

，表示

系统

中从安装到移除期间的

物理对象

。比如，当

标志牌

位于公路系统时，属于

已安装对象

；当它被拆除后，就不再属于

已安装对象

；只有取代它的

新标志牌

才属于

已安装对象

。它是

普通物理对象状态

和

系统组件状态

的子类；

·

已安装的功能系统组件（InstalledFunctionalSystemComponentState）

，表示

功能系统组件

的位置上已安装的实际

物理对象

。同一

功能系统组件

可能对应不同

已安装的功能系统组件

。它是

功能系统组件状态

和

已安装对象

的子类。


举个栗子？


下面的例子说明了如何用

功能系统组件状态

类和

普通物理对象状态

类描述

交通信号灯

。


在这里

交通信号灯

具有两层身份：

·

道路交通系统

的组件，即

功能系统组件状态

类的成员；

·具有质量、颜色等一系列属性的

物理对象

，即

普通物理对象状态

类的成员。



在

交通基础设施系统

中，

交通信号灯

属于

功能系统组件

。在该组件的对应位置，可以先后安装不同型号、不同生产日期的

交通信号灯

（即

普通物理对象

），但该组件在

交通基础设施系统

中的功能和身份不随它所对应的

普通物理对象

而变化。

标签： 系统组件 对象状态 功能系统

责任编辑：hnmd003

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