国家自然科学基金重点项目-子课题（主持）

项目名称：人机物融合场景计算的建模理论与软件定义方法（No. 62032019, 2021.1-2025.12）

项目简介：人机物融合场景计算是人在计算系统协同下通过网络对物理环境实施监测、协调、控制和集成的新型计算模式；人机物融合场景计算系统（HCPS）是深度融合大数据、物联网、泛在计算和云计算等现代计算通信与控制技术构建的工程系统，且充分考虑人在场景中的角色、行为和作用。设计、开发、部署和运维这样的工程系统需新的科学理论和工程方法。本项目将研究建立人机物融合场景的计算模型和计算理论，并在此基础上，研究建立HCPS设计、开发、部署和运维的系统架构建模理论和方法，提出软件定义的程序设计模型和规约语言，研究HCPS系统特征和应用需求的规约、分析、验证和软件生成技术。通过研究这些理论、方法和技术，提供人机物融合场景计算各层次的抽象，为人机物融合场景泛在计算系统软件的设计提供模型基础。项目在理论、方法和技术方面的发现和成果将在灾后联合搜索救援和跨域健康紧急救护两个典型的人机物融合场景案例中应用验证。

国家自然科学基金面上项目（主持）

项目名称：基于Petri网的实时并发系统三位一体化建模与分析（No. 62172299, 2022.1-2025.12）

项目简介：实时并发系统，如实时嵌入式系统和物理信息融合系统，其正确性与可靠性至关重要，因为一旦出现错误，就可能机毁人亡。目前，对系统形式化建模与分析越来越受到学术界与工业界的重视，因为这些数学方法能够发现其他方法（如测试）难以发现的错误。但是，有些错误隐蔽性强，不仅与系统自身有关，而且与其运行支撑环境（如任务/进程调度策略）以及外部不确定环境（如环境致传感器故障及其中断服务例程）有关，仅靠系统自身模型难以发现它们。然而，目前缺少将三者综合建模分析的研究。为此，本项目将实时并发系统的运行支撑环境与外部环境中的要素综合到系统模型之中，开展基于Petri网的三位一体的行为建模研究，并基于模型，研究系统行为正确性与可靠性的时序逻辑表达与模型检测方法，开发一套建模分析的工具软件。成果将为安全攸关的实时并发系统的开发设计及其正确可靠性分析提供模型理论与方法基础。

航天五〇二所“高可信嵌入式软件工程技术重点实验室”开放课题（主持）

项目名称：面向C语言的嵌入式多核软件系统WCET和可调度性评估与死锁检测（No. LHCESET202201, 2023.3-2025.2）

项目简介：随着我国航天事业的快速发展，航天器软件系统的功能和复杂性日益增加，对实时嵌入式系统的性能和集成度等方面提出了更高的要求。多核嵌入式系统能够满足高性能与高集成度的需求，但同时也增加软件分析验证的难度，对软件的可信性提出了更高的挑战。在基于程序源代码的系统性能与功能分析验证时，存在三个主要的挑战：1. 如何在多核平台上保证系统行为的可预测性；2. 如何在保证多核系统调度算法正确性的基础上，保证应用的实时性；3. 源代码模型语义复杂，如何准确完成从源码到形式化模型的转换。针对以上三点挑战，本项目拟研究：从嵌入式软件系统的C程序源代码到形式化模型的转换规则、基于Petri网的实时多核嵌入式软件系统的WCET（最坏执行时间）和可调度性评估以及死锁检测方法，从而提高多核软件系统的安全性与可靠性，并通过典型案例，验证上述理论和方法的有效性。

上海市“科技创新行动计划”项目－人工智能科技支撑专项（主持）

项目名称：鲁棒抗噪的多智能体强化学习理论模型与缺陷诊断方法（No. 22511105500, 2022.9-2024.8）

项目简介：深度强化学习方法在机器人控制、自动驾驶、物流调度等领域都有着广泛的应用。与深度神经网络相似，深度强化学习的决策网络也具有近似能力强、但抗噪能力弱的特点。事实上，由于传感器误差或恶意攻击的存在，带扰动的状态对诸如自动驾驶、无人机作战之类的安全敏感的应用中会造成严重的后果。本项目拟围绕多智能体强化学习算法，从鲁棒训练框架展开研究，提出一套抗噪的多智能体鲁棒训练框架与带有缺陷的随机博弈与分布式部分可观测的马尔科夫模型，在此基础上，设计具有可靠性保证的缺陷诊断方法，并且针对缺陷提出基于因果关系模型修复方法。