T_CI 020-2023 面向人机物融合应用的资源建模规范.pdf

ICS 35.080CCS L60/69T/CI 0202023面向人机物融合应用的资源建模规范Resource Modeling Specification for Human-Cyber-Physical(HCP)Applications中国国际科技促进会发 布CI团体标准2023-3-2 发布2023-3-2 实施T/CI 0202023I目 次前言.III1 适用范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.13.1 资源模型.13.2 服务.13.3 特征.13.4 事件.23.5 人力资源.23.6 机资源.23.7 物资源.23.8 代理.23.9 服务模型.24 缩略语.25 概述.36 资源建模的主要参与者.36.1 资源管理方.36.2 资源提供方.36.3 应用开发方.37 资源模型要素构成.37.1 资源类型.37.1.1 人力资源.37.1.2 物资源.47.1.3 机资源.47.2 特征.47.3 服务.5T/CI 0202023II7.4 事件.57.5 资源模型要素衔接.58 资源接口建模.68.1 接口描述.68.2 输入参数定义.78.3 输出参数定义.78.4 扩展说明.89 资源建模的一般步骤.89.1 资源发现与划分.89.2 资源规约.99.3 资源使用.9附录 A人力资源数据字典.11附录 B物资源数据字典.12附录 C机资源数据字典.13附录 D特征数据字典.13附录 E服务数据字典.14附录 F事件数据字典.15附录 G任务数据字典.16T/CI 0202023III前言本文件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。注意本文件中的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由杭州电子科技大学提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件起草单位：杭州电子科技大学、浙江科技学院、杭州电子科技大学舟山同博海洋电子信息研究院、浙江智扬互联网信息有限公司、浙江云智迪科技有限公司、武汉光谷联合集团有限公司。本文件主要起草人：殷昱煜、李尤慧子、张纪林梁婷婷、万健、李玉、曾艳、张新、高飞、韩勇、孙茜茜。T/CI 02020231面向人机物融合应用的资源建模规范1 适用范围本文件确立了异构人机物资源建模中的要求，规定了异构人机物资源模型的术语和定义。本文件适用于异构人机物资源模型的构建和使用。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB8566 计算机软件开发规范GB/T11457 软件工程术语GB/T33745 物联网 术语GB/T33529 人力资源服务术语3 术语和定义本文件的所有引用文件里界定的术语与定义皆适用于本文件。3.1资源模型资源模型是一种对各种资源进行抽象表示的语义数据模型。3.2服务服务是资源能力的具化体现，是资源对外提供的功能，可以被使用方调用。3.3特征特征描述资源实体的配置和属性。T/CI 020202323.4事件事件是实体向外部传达信息的行为。3.5人力资源人力资源是与人机物融合应用存在社会关联的信息化人，包括个人和组织。3.6机资源机资源是与机器形态无关的信息对象，包括丰富的互联网应用及云端服务。3.7物资源物资源是能信息化的自然世界中的物理设备。3.8代理代理充当人力资源与信息世界的中间角色，限定人力资源特征的范围和形式，方便系统接入人力资源。3.9服务模型形式化地表示服务的功能，资源提供方通过服务模型统一服务接口。4 缩略语下列缩略语适用于本文件。HCP：人机物（Human-Cyber-Physical）IOT：物联网（Internet of Things）SDK：软件开发工具包（Software Development Kit）T/CI 020202335 概述本文件帮助解决人机物融合应用需求变化频繁，应用场景动态多变，资源模型的异构性和封闭性严重等问题，通过对异构人机物资源进行统一建模，可以用规范且便捷的方式进行资源的管理及使用，通过这种资源模型可以让开发人员完成高效的开发。本文件提供一套通用的资源建模规范，完整地定义了异构资源模型的语义规范，为异构人机物资源模型提供了正式的定义和描述。6 资源建模的主要参与者6.1 资源管理方资源管理方是人机物融合应用的拥有者，关注资源的管理与调度。资源管理方基于已注册的资源模型，注册对应的人机物资源实体，并且负责管理人机物融合应用中的资源模型和资源实体。6.2 资源提供方资源提供方是人机物资源的实际拥有者，通过异构人机物资源模型向资源管理方提供资源，确保资源的可用性。6.3 应用开发方应用开发方是资源的使用者，在人机物融合应用业务的驱动下，对资源实体进行编排以构建完整的人机物融合应用。7 资源模型要素构成资源模型由资源类型、特征、服务以及事件构成，其中，特征、服务、事件为资源的属性。7.1 资源类型7.1.1 人力资源人力资源的基本元素包括资源 ID、资源类型、资源名字、资源类别、服务、社会属性、时间属性、空间属性、特征、事件等 10 个属性，其中，资源类别包括资源类目的具体路径，其数据字典详见附录 A。人力资源可以指单个的社会人、组织里的角色或整个组织部门，社会属性是对人力资源所在单位组织架构的完整描述，由部门和角色来刻画其社会关系，部门描述组织架构中的隶属关系，角色描述组织内部的分工。任务的基本元素包括所属权责和相关上下文等 2 个属性，其数据字典详见附录 G。人力资源无法直接接入信息世界，要通过与代理的结合才能成为信息化人。T/CI 02020234代理面向人力资源模型时，后者通过继承前者特征的方式形成自身的属性和配置，并提供服务的访问方式。代理面向人力资源实体时，收集人力资源实体的信息并向其提供与通知、反馈任务有关的人机交互接口。7.1.2 物资源物资源的基本元素包括资源 ID、资源类型、资源名字、资源类别、服务、社会属性、时间属性、空间属性、特征、事件等 10 个属性，其中，资源类别包括资源类目的具体路径，其数据字典详见附录 B。7.1.3 机资源机资源的基本元素包括资源 ID、资源类型、资源名字、资源类别、服务、特征、事件、地址等 8 个属性，其中，资源类别包括资源类目的具体路径，其数据字典详见附录 C。7.2 特征特征的基本元素包括是否必需，特征名字，特征 ID，特征变动事件，数据模式等 5 个属性，其数据字典详见附录 D。特征分为两类，分别为配置特征和属性特征。配置特征描述资源实体的外在状态，是与人机物融合应用业务相关的特征，配置特征内涵社会角色(归属单位)。属性特征描述资源实体的内在状态，是与资源自身相关的特征，属性内涵时间(运行时长)和空间(设备定位)。异构资源拥有各自独有的特征，代表了资源自身所能提供的特有的服务，具体如下，人力资源不同于其他资源所具备的特有特征为决策、激励和感知，这三种特征均与人力资源自身相关，属于属性特征。决策是不同人力资源在面对不同情景或相同情境下可能采取的处理措施不同。激励可以提高人力资源的效率，当其受到的激励越多，所体现出的工作效力越高。感知是人力资源能够对外界发生的一切事情有所感知并对其进行相应动作，这使人力资源在处理紧急情况的时候具备应急处理能力。物资源不同于其他资源所具备的特有特征为社会角色，时间，空间等。社会角色是物资源的归属单位，定义的是资源属于谁。时间描述该物资源的运行时长。空间描述该物资源所处的地理位置。机资源无独有特征。T/CI 020202357.3 服务服务的基本元素包括服务 ID、服务名称、服务概括、服务描述、类目、服务结果、是否可重复、是否异步等 8 个属性，其中，类目包括服务来源的具体路径，其数据字典详见附录 E。服务是资源能力的具化体现，包括人力服务、信息服务和设备服务，分别被人力资源、机资源以及物资源所拥有，是各种异构资源能够对外提供的功能。人力资源服务、机资源服务和物资源服务均具有各自的服务模型。机资源拥有的信息服务包括应用接口与人机接口。应用接口和人机接口是由服务模型进行描述。应用接口的交互对象为系统软件，系统软件是无状态的。人机接口的交互对象为用户，用户的输出受关联的上文影响，上文即服务执行实例的历史记录，包括服务的输入、输出和资源的状态。物资源拥有的设备服务包括感知服务和驱动服务。其中，驱动服务不仅会产生输出还会对自身甚至其它资源的状态产生影响，感知服务仅会产生输出而不造成影响。人力资源拥有的人力服务在感知服务和驱动服务的基础上还拥有决策服务。决策服务虽同感知服务一样不对资源状态产生影响，但决策服务会产生新的信息。在人力服务的基础上引入任务。任务的本质是人力服务所提供的功能的具体化描述（例如车辆提供运输服务，从某地运输到某地则为任务），同时满足人类和应用的可理解性。7.4 事件事件的基本元素包括消息名字、事件名字、事件 ID、事件负载、关联特征 ID、关联服务 ID 等 6 个属性，其数据字典详见附录 F。事件可分为特征变动事件和服务反馈事件。其中，特征变动事件是向外界传达指定特征发生改变的消息，例如，当摄像头的位置发生改变时，会相应地触发特征变动事件，将位置改变信息向外通知和同步。服务反馈事件是传达异步服务完成情况的消息，例如，当云服务器完成数据计算时，会相应地触发服务反馈事件，将计算结果反馈给请求系统。7.5 资源模型要素衔接资源模型要素衔接在单一资源内特征、服务、事件属性彼此交互的过程中有所体现。特征对资源进行描述，服务对外提供功能而被调用，事件因某些因素而被触发。这三者之间互有关联，缺一不可，只有相互协作才能保证单一资源的完整性。T/CI 02020236图 1 资源模型要素衔接示例如图 1 所示，物资源实体摄像头拥有 ID、位置等特征，这些特征的改变均会触发特征变动事件，例如，当摄像头的 ID 发生改变时，会触发特征变动事件，将 ID 改变信息向外通知和同步。与此同时，摄像头对外提供监控服务，服务情况的反馈将会触发服务反馈事件，例如，当摄像头的监控服务开启或关闭时，会触发服务反馈事件，将监控服务开启或关闭情况实时反馈给系统。8 资源接口建模异构资源功能是通过对外提供资源接口实现的，因此需要统一资源接口标准，对资源接口进行建模。异构资源接口建模对接口进行规范定义，包括资源接口描述、输入参数定义、输出参数定义及扩展说明。8.1 接口描述接口描述对接口名称、接口说明、接口地址、请求方式、接口技术语言、接口技术框架进行说明，具体信息见表 1。表 1 接口描述类型描述是否必须有接口名称使用所实现的功能的英文名定义，命名规则如下：（1）首字母大写（2）简单、直观地体现接口功能（3）采用驼峰式命名法是接口说明对接口所提供的功能进行说明是T/CI 02020237接口地址URL 地址：（1）本地开发环境：URL 地址 1，选填（2）正式生产环境：URL 地址 3，必填（3）其他是请求方式以 HTTP 请求为默认方式：（1）GET（2）POST（3）DELETE（4）PUT可按需进行扩充，如 RPC 等是接口技术语言所调用接口使用的语言技术：JAVA、TypeScript/JavaScript、Vue 等否接口技术框架所调用接口使用的技术框架：（1）单体架构（2）微服务架构否8.2 输入参数定义接口输入参数定义参数名、参数类型、是否必填、示例值及参数说明，具体信息见表 2。表 2 接口输入参数序号参数名类型是否必填示例值说明1参数 1：英文名数据类型名是/否可为空参数说明2参数 2：英文名数据类型名是/否可为空参数说明8.3 输出参数定义接口输出参数定义参数名、参数类型、是否必填、示例值及参数说明，具体信息见表 3。表 3 接口输出参数序号参数名类型是否必填示例值说明1参数 1：英文名数据类型名是/否可为空参数说明2参数 2：英文名数据类型名是/否可为空参数说明T/CI 020202388.4 扩展说明针对异构资源接口扩展，应当遵循以本文件相关内容为规则标准，在不改变本文件定义的基础上，再进行必要性扩展。对资源接口的扩展可以分为垂直扩展和水平扩展。（1）垂直扩展是对功能进行更加具象的描述，让功能更加集中于解决某个问题的具体点。（2）水平扩展是对功能进行扩展，让异构资源适用于更多解决方案。扩展时要在现有资源接口的基础上制定新的接口。9 资源建模的一般步骤本文件确定的异构人机物资源建模的一般步骤如下：（1）资源发现与划分（2）资源规约（3）资源使用9.1 资源发现与划分逻辑上，对异构资源建模的第一步是确定需要哪些资源。用于鉴别和发现候选资源的可行性技术有两种，即自顶向下分析、自底向上分析。（1）自顶向下分析自顶向下分析从人机物融合应用业务着手进行分析，将业务进行流程分解，具体按照以下步骤操作：步骤 1.确定人机物融合应用的顶层业务流程，作为业务流程分解的输入。步骤 2将业务流程根据功能分解成子流程或者子业务活动。步骤 3.将子业务流程按照步骤 2 操作，即逐级进行分解，直到每个人机物融合应用业务活动都是具备业务含义的最小单元。按照上述步骤进行流程分解，得到业务活动树上的每一个节点，即服务候选者。以服务为基础再往下分析服务的输入输出和运行需求，列出所需要的资源，以此便得到了整个应用所需要的人机物异构资源叶节点。（2）自底向上分析T/CI 02020239自底向上分析从已有资源着手进行分析，将已有资源进行稳定性分析，其中，稳定性分析是将资源中易变的部分和稳定的部分区分开来，通过将易变的资源剥离出来，保证未来的变化不会破坏现有设计，从而提升应用的稳定性。具体按照以下步骤操作：步骤 1.对现有的人机物融合应用资源以及未来需求进行梳理。步骤 2.根据步骤 1 的结果验证资源候选者是否满足应用需求或者发现新的资源候选者。步骤 3.确定好纳入系统的资源后，对资源的类别进行划分。上述步骤 2 中的资源候选者代表在将来可能会加入人机物融合应用的资源，这样就可以预先扩展好相关资源接口，等将来添加新资源的时复用。上述步骤 3 中的资源类别划分应以本文件定义为依据，本文件规定资源分为三类，分别是人力资源、机资源以及物资源。9.2 资源规约理论上，所有的客观事物都可以定义为资源，但是一旦定义为资源并划入人机物融合应用，该资源就必须要满足特定规则，因此必须按照一定的规则来决定将哪些资源纳入人机物融合应用。这些规约包含以下几个方面：（1）服务目标：该资源可以支持的相关人机物融合应用业务流程和业务目标（2）可组装：该资源满足技术中立（任何语言皆可使用该资源）、自包含（该资源自成一体，不需要其他依赖便可以独自工作）等特点。（3）可重用：该资源可以在不同的应用、流程中重用，从而减少重复的功能实现，降低开发和维护的成本。基于应用开发的经验，可以进一步扩展其他方面的考虑。9.3 资源使用资源主要用来实现人机物融合应用的各种业务需求，例如清洁（清洁人员打扫卫生）、安保（安保人员保护小区）、天气预报查询（自动调用天气预报查询 API 获取当前天气情况）、监控（使用摄像头实现对特定区域的视频监控）等。异构人机物资源的调用是通过资源数字对象对外提供的统一服务接口来实现的。当应用开发方想要使用某个资源服务时，可以通过调用这个资源服务的 GET 接口来获取服务。例如构建一个智能电梯维修的应用，需要电梯维修工（人力资源）的维修服务，电梯（物资源）的特征信息，以及智能故障分析服务（机资源）。电梯运行过程中，其特征数据会产生变化，例如所处楼层位置、开关门状态、速度数据、运转情况等，当特征数值变化时（或超过规定阈值时），便会触发特征变动事件，T/CI 020202310事件内包含具体的电梯数据。特征变动事件会将特征改变信息向外通知和同步，当事件通知到智能故障分析服务，该服务通过分析比对电梯数据，给出初步故障信息，将数据传送给维修工人。维修工人根据现场电梯情况，结合故障分析服务数据，进行电梯维修。维修服务完成后会触发服务反馈事件，使用 POST接口将服务完成情况实时反馈给应用，同时，使用 PUT 接口更新电梯运行状态（特征）为正常。若要删除某个资源服务或者移除某个资源，则使用 DELETE 接口进行删除。另外，资源间的衔接是通过各资源所提供的服务进行服务组合来实现的。例如，人力资源、机资源和物资源分别可以提供多种服务，则可通过服务组合的方式将三类资源组合在一起，实现人机物融合应用的复杂业务，这种方式简化开发过程，方便开发人员对资源进行合理的应用。T/CI 020202311附录 A人力资源数据字典序号中文名字段名数据类型1资源 IDresourceIDstring2资源类型resourceTypeResourceType3资源名字resourceNamestring4资源类别resourceCategoryCategoryInfo名称namestring树路径treePathCategoryItem根路径rootPathCategoryItem类别名称namestring类别 IDidstring5服务servicesHumanService6社会属性socialHumanSocial部门departmentsDepartment部门 IDdepartmentIDstring角色rolesRole角色名字roleNamestring角色 IDroleIDstring概要summarystring授权authoritiesAuthority授权 IDauthorityIDstring概要summarystring描述descriptionstring7时间属性timeTime8空间属性spaceSpace9特征featuresarrayobject10事件eventsarrayobjectT/CI 020202312附录 B物资源数据字典序号中文名字段名数据类型1资源 IDresourceIDstring2资源类型resourceTypeResourceType3资源名字resourceNamestring4资源类别resourceCategoryCategoryInfo名称namestring树路径treePathCategoryItem根路径rootPathCategoryItem类别名称namestring类别 IDidstring5服务servicesPhysicalService6社会属性socialDeviceSocial所属部门belongingDepartmentHRIdentify维修部门maintenanceDepartmentHRIdentify7时间属性timeTime8空间属性spaceSpace9特征featuresarrayobject10事件eventsarrayobjectT/CI 020202313附录 C机资源数据字典序号中文名字段名数据类型1资源 IDresourceIDstring2资源类型resourceTypeResourceType3资源名字resourceNamestring4资源类别resourceCategoryCategoryInfo名称namestring树路径treePathCategoryItem根路径rootPathCategoryItem类别名称namestring类别 IDidstring5服务servicesCyberService6特征featuresarrayobject7事件eventsarrayobject8地址addressstring附录 D特征数据字典序号中文名字段名数据类型1是否必需requireboolean2特征名字featureNamestring3特征 IDfeatureIdstring4特征变动事件changeEventFeatureChangeEvent相关特征 IDrelatedFeatureIDstring5数据模式dataSchemaDataSchemajson 数据模式jsonSchemaJsonSchema表单数据模式formSchemaJsonSchemaT/CI 020202314附录 E服务数据字典序号中文名字段名数据类型1服务 IDserviceIDstring2服务名称serviceNamestring3服务概括summarystring4服务描述descriptionstring5类目functionalCategoryobject名称namestring树路径treePathCategoryItem根路径rootPathCategoryItem类别名称namestring6服务结果resultobject输出outputOutPut元类型mediaTypestring|undefined参数名字parameterNamestring事件信息responseEventServiceResponseEvent相关服务 IDrelatedServiceIDstring消息名称messageNamestring时间名字eventNamestring事件 IDeventIDstring消息负载payloadSchema结果影响effectEffect影响范围effectRangestring影响内容effectContentstring结果反馈responseResultResponse是否成功successboolean错误消息errorMessagestring前提preconditionConditionT/CI 0202023157是否可重复repeatabilityboolean8是否异步asyncServiceboolean附录 F事件数据字典序号中文名字段名数据类型1消息名字messageNamestring2事件名字eventNamestring3事件 IDeventIDstring4事件负载payloadDataSchemajson 模式jsonSchemaobject类型typestring表单模式formSchemaobject标题titlestring类型typestring5关联特征 IDrelatedFeatureIDstring6关联服务 IDrelatedServiceIDstringT/CI 020202316附录 G任务数据字典序号中文名字段名数据类型1所属权责belongAuthoritiesAuthority授权 IDauthorityIDstring概要summarystring描述descriptionstring2相关上下文relatedContextFeature是否需要requireboolean特征名字featureNamestring特征 IDfeatureIDstring特征变动事件changeEventFeatureChangeEvent数据模式dataSchemaDataSchemajson 模式jsonSchemaJsonSchema表单模式formSchemaJsonSchema