高可信嵌入式软件工程技术论坛
NASAC/FMAC
嵌入式软件在航天、航空、轨交、汽车、核能等领域广泛应用，是重大装备关键功能的主要实现载体。随着“软件定义装备”特征的不断深化，国家重大工程对可信嵌入式软件的需求更加突出。同时，针对嵌入式软件的软件工程和形式化方法研究也一直都是学术界的重要关注点。
本论坛由北京控制工程研究所高可信嵌入式软件工程专业实验室和北京轩宇信息技术有限公司发起，旨在加强工业需求和学术前沿融合，为工业界现实问题凝练和学术界成果更好服务国家重大需求架起桥梁。
本次论坛邀请了来自工业界和学术界的多位专家，一方面，分享当前国家重大工程中嵌入式软件的发展趋势、案例、科学问题和挑战，另一方面，分享国内学界在嵌入式软件分析、测试、验证以及智能软件工程方面的最新研究进展。
论坛组织委员会：
陈 睿（北京轩宇信息技术有限公司）
论坛支持单位：
北京控制工程研究所高可信嵌入式软件工程专业实验室
北京轩宇信息技术有限公司
论坛主持人：
陈 睿（北京轩宇信息技术有限公司）
日程安排：
时 间：2020年11月20日（星期五）09:00-12:00
地 点：重庆富力假日酒店 会议室7
论坛议程：
时 间 |
主 题 |
讲 者 |
09:00-09:05 |
开场致辞 |
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09:05-09:25 |
星载软件自主任务规划功能验证 |
顾斌，航天科技集团 |
09:25-09:45 |
智能嵌入系统的错误定位和修复技术 |
董云卫，西北工业大学 |
09:45-10:05 |
嵌入式软件开发平台的模型检测工具研制探索 |
孔维强，大连理工大学 |
10:05-10:25 |
面向民用飞机的安全关键软件研制方法及应用 |
尹伟，中国航空无线电电子研究所 |
10:25-10:40 |
茶 歇 |
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10:40-11:00 |
形式化方法在轨道交通领域的应用 |
侯锡立，通号粤港澳（广州）交通科技有限公司 |
11:00-11:25 |
基于Scope Logic的代码形式化验证工具Accumulator的进展 |
赵建华，南京大学 |
11:25-11:50 |
一个新的计算树逻辑验证方法及其应用 |
刘关俊，同济大学 |
报告及嘉宾简介：
1. 顾斌：星载软件自主任务规划功能验证
摘要：随着航天器智能自主控制技术的发展，航天器的在轨运行将越来越多的从以地面遥控方式为主向在轨智能化自主运行方式发展。本报告介绍了对地成像卫星的一种自主任务规划功能，讨论了星载控制软件中难以通过常规测试进行测试验证的两个典型场景。
简介：顾斌，航天科技集团502，研究员。
2. 董云卫：智能嵌入系统的错误定位和修复技术
摘要：针对AI嵌入系统检测存在的Oracle问题，从预期错误位置的风险评估公式性能关系：更频繁优于出发，对任意两组最优风险评估公式的性能进行分析比较，采用最优风险评估公式结合蜕变测试进行错误定位和程序修复技术。针对智能嵌入系统的错误定位和修复技术oracle问题，通过定义蜕变神经元频谱对神经网络中的可疑神经元进行定位，并制定了多种修复算子，成功实现了神经网络的参数修复，提高神经网络的精度，缩短训练周期。
简介：董云卫，博士，西北工业大学计算机学院教授，博士生导师，IEEE可靠性性协会执委会委员、西安分会主席。1991年毕业于哈尔滨工业大学数学系，1994年于哈尔滨工业大学获得硕士学位，2004年于西北大学获得软件工程博士学位。2006年至2007年间在澳大利亚Swinbourne科技大学从事博士后研究工作，与T.Y.Chen教授合作开展嵌入式软件测试研究。主要研究方向：AI嵌入系统构造与验证、系统架构模型设计与分析理论、信息物理融合系统、软件测试。曾任航天科工集团第210研究所工程师、西安协同软件股份有限公司总工程师、西安协同数码股份有限公司总工程师、西安软件工程中心总工程师。目前主持和参加国家自然基金、国家863计划、国防预研、国家高新技术产业化专项计划、国家“核高基”专项计划等近10多项课题，发表学术论文近近百篇，出版专著2部。
3. 孔维强：嵌入式软件开发平台的模型检测工具研制探索
摘要：嵌入式软件开发向大规模化复杂化急剧发展。阶层化状态变迁表（HSTM）以表格的形式描述软件部件的状态、事件及相应动作，多个部件间协作执行构成整体软件系统。基于HSTM的嵌入式软件开发方法已在国内外广泛使用，相关平台可由HSTM自动生成代码框架、测试用例、进行仿真测试等，以便提高软件开发的可靠性。本报告针对HSTM的正确性验证问题，介绍模型检测工具研制的相关工作及进展，研制过程中采用的主要算法包括显式模型检测、无状态显式模型检测、基于混成计算的限界模型、基于插值抽象的底层算法等。
简介：孔维强，大连理工大学软件学院教授、博导、副院长，CCF形式化方法专委会委员。2000年、2003年于武汉大学获学士和硕士学位，2006年于日本北陆先端科学技术大学院大学获博士学位。研究领域为形式化验证技术，包括交互式定理证明及模型检测的工具研制及相关应用。主持和参与多项国家级及企业横向项目，发表相关学术论文50余篇。目前的主要的研究方向为基于插值的状态空间抽象方法，自动驾驶决策的可靠性验证方法及仿真平台研制。
4. 尹伟：面向民用飞机的安全关键软件研制方法及应用
摘要：报告首先介绍了民用飞机航电系统软件研制的过程，提出安全关键软件在航空产业中的研制难点，针对这些难点深入探讨基于MBD和需求建模与验证方法的应用，对自然语言需求的形式化方法、模型开发和验证、搭建工具链环境以及面向适航的DO333标准进行讨论，分析在航电软件领域应用形式化和半形式化建模方法的途径，为实现复杂系统软件的研制提出技术和流程参考。
简介：尹伟，中国航空无线电电子研究所（简称“上电所”）。2009年毕业于西北工业大学自动化学院，获博士学位，并曾于2008年在英国谢菲尔德大学公派留学。主要研究方向为航空电子，控制工程，故障诊断，软件工程。当前的主要从事是复杂系统软件工程、智能计算、形式化、工具链构建等方面的研究。先后主持及参与了多个航电软件项目论证和实施，并在民机科研中形成多项软件工程相关研究成果；在航电系统及航空软件工程技术创新与能力建设规划、工具链建设上有突出贡献，研究成果丰富，申请多项著作权、专利，学术水平优秀，共发表学术论文20余篇（7篇EI检索）。
5. 侯锡立：形式化方法在轨道交通领域的应用
摘要：轨道交通的信号控制系统是典型安全苛求系统，也是形式化方法的典型应用场景。但相比国外，形式化方法在国内轨道交通领域的应用较少。报告将介绍形式化方法在轨交信号系统开发中的应用情况，分析形式化方法在实际应用中面临的困难，分享我们的实际应用经验，介绍如何通过模型架构设计降低形式化技术应用的难度，以及针对特定领域模型检测技术的发展思考等等。
简介：侯锡立，通号粤港澳（广州）交通科技有限公司研发部经理。2004年本科毕业于华中科技大学，2008年硕士毕业于中国科学院，同年加入中国通号从事轨道交通信号系统控制软件开发及验证，先后参与武广高铁、京沪高铁、北京地铁8号线，广州黄埔有轨电车1号线等多条轨交线路关键信号系统，以及仿真测试系统，软件测试平台开发，长期从事MBSE及形式化方法研究及在实际项目中应用，并结合实际应用不断改进。目前从事协同运输系统建模以及自主化建模开发平台的技术研究。
6. 刘关俊：一个新的计算树逻辑验证方法及其应用
摘要：计算树逻辑被应用于嵌入式系统、物理信息系统等并发系统的分析验证上，其扩展形式—知识计算树逻辑（Computation Tree Logic of Knowledge）—也被应用于隐私、安全协议的分析验证上。然而，众所周知，状态爆炸问题是其面临的主要挑战，即使使用OBDD状态压缩技术，也存在难以寻找变量最优序的问题（否则，OBDD仍然状态爆炸）。我们以Petri网（及其扩展KPN——带有知识的Petri网）作为系统模型，充分利用Petri网的结构特性，与OBDD技术相结合，能够很好的克服上述问题；我们的模型检测工具KPNer，使用PC机在14个小时内能够生成并验证具有101100个状态的系统，而被验证的逻辑公式包含了6000多个原子命题与3600多个逻辑运算符。这里，将介绍我们的这些工作，并通过嵌入式系统、物理信息系统、隐私安全协议等方面的几个例子来展示我们工具的效果。
简介：刘关俊，同济大学计算机科学系教授、博士生导师。主要从事Petri网、并发理论、形式化方法、以及模型检测的研究，也从事基于大数据与机器学习的多智能体研究、网络反欺诈研究等。2011年至2013年，于新加坡科技设计大学从事博士后研究工作；2013年至2014年，受德国洪堡基金资助于柏林洪堡大学从事博士后研究工作。已出版学术专著2本、发表学术论文100余篇，其研究得到国家自然科学基金（重点、面上、青年）、上海市曙光人才基金等资助，获得中国电子学会自然科学一等奖、中国自动化学会自然科学一等奖等。目前是计算机学会形式化方法专委会委员、软件工程专委会委员、IEEE senior member等。
7. 赵建华：基于Scope Logic的代码形式化验证工具Accumulator的进展
摘要：报告首先介绍了形式化方法的优点、遇到的困难和可能的解决途径。然后介绍了Scope Logic的基本思想：即使用一阶谓词逻辑公式和递归定义的函数/谓词来描述程序性质，同时通过Memory Scope来刻画一个性质所依赖的内存范围；当一个性质成立时，只要代码不修改该范围内存放的值，那么这个性质就会一直保持。最后介绍了基于Scope Logic的代码验证工具Accumulator的基本思路。该工具通过一系列的自动化方法来帮助验证任意生成规约、自动推导和传播程序的性质。目前，Accumulator可以验证一些实际的C代码和Java代码。
简介：赵建华，南京大学计算机系教授。1999年毕业于南京大学计算机科学与技术系，获博士学位。主要研究方向为形式化方法与软件工程。1998年到联合国大学国际软件技术研究所（澳门）学习研究，主要方向为形式化方法。主持或作为骨干成员参与了包括973项目，863项目，国家自然科学基金项目在内的多项科研项目。两次获得教育部科技进步二等奖。2005年入选教育部新世纪人才培养计划。在国际国内学术会议和学术期刊发表科研论文50余篇。当前的主要研究方向是代码形式化证明的理论和工具的研究。主要研究目标是增强形代码形式化验证的自动化程度，提高验证效率和适用范围。