CPS中的数据管理关键技术
智能制造案例：CPS在智能电网、智能交通和智能医疗中的应用
智能制造案例：ＣＰＳ在智能电网、智能交通和智能医疗中的应用CPS的应用领域十分广泛。
不仅是在制造业，在其他行业中也有着广泛的应用。
下面就以智能电网、智能交通和智能医疗为例，介绍CPS 的应用。
1 智能电网对于像德国和欧洲这样的国家和地区，能源的消耗也正处于一场巨变当中。
长期以来，人们都认为，能源可以从传统的发电企业（煤炭发电、燃气发电、核能发电等）逐渐被可再生能源所替代。
但是，风能和太阳能并不总是可以随时获得的——它们依赖于天气和一天里不同的时间。
这种波动的和分布式的能源会根据季节与地区对消费产生不同的影响。
然而，从稳定的能源供应角度来看，电网的供应总是要多于需求。
因此，对于分布式的能源及其波动供应需要进行更多的管理。
为了实现这一目标，可以进行能源转换（例如能源的存储、气能转换），能源的价格也可以根据供应进行灵活的设计。
但是，这就需要广泛的信息管理，不断地记录消费者数据、建立消费预测，并对设备进行管理。
为了在未来确保能源的可靠供应，要求电网必须做到智能。
无论是能源生产企业、能源存储设施、电网管理者还是能源消费者，相互之间都需要连接起来。
这实际上就是建立一个“能源互联网”或“智能电网”（见图），这也是德国政府从2007年以来就开始推动的项目。
而CPS则是这一项目的基础技术。
图智能电网的原理和应用智能电网（Smart Grid ）是包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备在内的，以物理电网为基础，将现代化的先进传感测量技术、网络技术、通信技术、计算技术、自动化和智能控制技术等与物理电网进行高度集成而形成的新型电网。
它是一个完全自动化的供电网络，其中每一台发电设备、每一个输配电设备乃至用电设备和每一个节点都得到了实时监控，并保障从发电厂到用户端电器之间的每一点上的11。
让你秒懂什么是_SEM、EDM、CPS、CPA、ROI、SEO……分析
让你秒懂什么是 SEM、EDM、CPS、CPA、ROI、SEO……SEM：Search Engine Marketing的缩写，意即搜索引擎营销；EDM：Electronic Direct Marketing的缩写，就是电子邮件营销；AdWords：Google的关键词竞价广告；CPS：Cost Per Sales的缩写,即销售分成；CPA：Cost Per Action，每次动作成本，即根据每个访问者对网络广告所采取的行动收费的定价模式。
对于用户行动有特别的定义，包括形成一次交易、获得一个注册用户、或者对网络广告的一次点击等；CPM：(Cost Per Mille，或者Cost Per Thousand；Cost Per Impressions)每千人成本；CPC：(Cost Per Click；Cost Per ThousandClick-Through)每点击成本；ROI：Return On Investment的缩写，投资报酬率；SEO：Search Engine Optimization的缩写，搜索引擎优化；转化率：Conversion Rate的缩写，是指访问某一网站访客中，转化的访客占全部访客的比例；UV：Unique Vister的缩写，独立访客；Alexa排名：是专门发布网站世界排名的网站，网站排名有两种：综合排名和分类排名；二跳率：二跳率，由99click最先提出，网站页面展开后，用户在页面上产生的首次点击被称为“二跳”，二跳的次数即为”二跳量”。
二跳量与浏览量的比值称为页面的二跳率；跳出率：跳出率是指浏览了一个页面就离开的用户占一组页面或一个页面访问次数的百分比；人均访问页面：PV总和除以IP，即可获得每个人平均访问的页面数量。
至少人均访问页面需要超过10个以上，才算是优质的用户；CNNIC：中国互联网络信息中心；EDI：EDI是英文Electronic Data Interchange的缩写，中文可译为“电子数据交换”。
3.方案符合CPS技术特征的要点总结叙述
3.方案符合CPS技术特征的要点总结叙述感知和自动控制是 CPS 实现的硬件支撑。
CPS 使用到的感知和自动控制技术主要包括智能感知技术和虚实融合控制技术。
1、智能感知技术（1）CPS 系统主要使用的智能感知技术是传感器技术。
（2）传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
（3）RFID 是最常用的一种传感器，即射频识别传感器。
主要包括感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。
2、虚实融合控制技术（1）CPS 虚实融合控制是多层“感知-分析-决策-执行”循环，建立在状态感知的基础上，感知往往是实时进行的，向更高层次同步或即时反馈。
如下图所示，包括嵌入控制、虚体控制、集控控制和目标控制四个层次。
（2）首先通过嵌入式软件，从传感器、仪器、仪表或在线测量设备采集被控对象和环境的参数信息而实现“感知”，通过数据处理而“分析”被控对象和环境的状况，通过控制目标、控制规则或模型计算而“决策”，向执行器发出控制指令而“执行”。
不停地进行“感知-分析-决策-执行”的循环，直至达成控制目标。
工业软件固化了 CPS 计算和数据流程的规则，是 CPS 的核心。
CPS 应用的工业软件技术主要包括：嵌入式软件技术、MBD 技术、CAX/MES/ERP 软件技术3、嵌入式软件技术（1）嵌入式软件技术主要通过把软件嵌入在工业装备或工业产品之中，这些软件可细分为操作系统、嵌入式数据库和开发工具、应用软件等。
（2）他们被植入硬件产品或生产设备的嵌入式系统之中，达到自动化、智能化的控制、监测、管理各种设备和系统运行的目的，应用于生产设备，体现采集、控制、通信、显示等功能。
（3）嵌入式软件技术是实现 CPS 功能的载体，其紧密结合在 CPS 的控制、通信、计算、感知等各个环节4、MBD 技术（1）MBD（Model Based Definition）技术采用一个集成的全三维数字化产品描述方法来完整地表达产品的结构信息、几何形状信息、三维尺寸标注和制造工艺信息等，将三维实体模型作为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统以工程图纸为主，而以三维实体模型为辅的制造方法。
智能制造中基于CPS的产品设计与开发
智能制造中基于CPS的产品设计与开发智能制造是指运用现代信息技术（如云计算、物联网、大数据等）和先进制造技术（如机器人、智能传感器、无人驾驶等），通过智能化的生产设备和系统，实现生产过程的智能化、灵活化和高效化的一种制造模式。
智能制造的核心是将物理世界与虚拟世界无缝连接，实现生产过程的数字化和网络化。
CPS（Cyber Physical Systems），即“网络物理系统”，是指由计算设备和物理设备组成的系统，通过物理信息传感器、嵌入式系统和连接设备，将物理世界与虚拟计算平台相连接，实时地感知、处理和控制物理实体，从而实现物理世界与数字世界的融合。
在智能制造中，CPS扮演着关键角色，通过与云计算、大数据、物联网等技术的结合，实现了生产过程的自动化、智能化和灵活化。
在产品设计与开发领域，基于CPS的应用可以提供更高效、更准确、更灵活的产品设计和开发方案。
首先，基于CPS的开发工具和平台可以实现产品设计的数字化和网络化。
通过传感器和嵌入式系统，可以实时地获取产品的实际工作状态和性能数据，并将这些数据传输到云平台进行分析和处理。
这样，设计师可以基于实际数据进行设计优化，提高产品的性能和质量。
其次，基于CPS的产品设计和开发可以实现生产过程的自动化和灵活化。
通过CPS，产品设计和开发可以与生产设备和系统实现无缝连接，实现产品的快速生产和定制化生产。
例如，通过在产品设计中嵌入可感知环境和控制行为的嵌入式系统，可以实现产品的自适应性和智能化，提供更好的用户体验。
此外，基于CPS的产品设计和开发还可以实现智能制造中的生命周期管理。
通过产品的数字化和网络化，可以实时地获取和管理产品的全生命周期数据，包括设计、制造、销售和服务等各个环节。
这样，可以提高产品的追溯性和可维护性，有效地解决产品质量问题和生产管理问题。
总之，基于CPS的产品设计与开发在智能制造中具有重要的意义。
它可以提供更高效、更准确、更灵活的产品设计和开发方案，实现产品设计的数字化和网络化，并实现生产过程的自动化和灵活化。
cps逻辑
cps逻辑CPS（即Closed-loop Power System，闭环电力系统）是一种新型的电力系统，其特点是能够实时监测和优化电力系统中的能源流动，以实现能源的高效利用和系统的稳定运行。
本文将从CPS的概念、技术架构、关键技术等方面进行详细介绍，并探讨其在能源领域的应用前景。
一、CPS的概念与特点CPS可以被认为是一种能够灵活地适应电力系统内外因素变化的电力系统。
传统的电力系统往往是单向流动的，即电力从发电厂经过输电线路传输到用户，而CPS采用闭环的结构，不仅能够实现能量的多方向流动，还能够实时监测能源的生成、传输和消费情况，并根据实际需求进行动态调整。
CPS的特点主要体现在以下几个方面：1. 实时监测和控制能源流动：CPS能够通过各种传感器和监测设备实时监测电力系统内各个环节的能源流动情况，包括发电、输电、配电和用户消费等环节。
通过实时监测，CPS能够及时发现电力系统中的异常情况，并采取相应的控制措施，以保证系统的稳定运行。
2. 动态优化能源分配：CPS能够根据实际需求和电力系统的运行情况，动态地调整能源的分配方式，以实现系统的高效利用。
例如，在电力需求高峰期，CPS可以将电力集中分配给用户，以满足其需求；而在电力需求低谷期，CPS则可以将电力分配到储能系统中进行储存，以便在需要时供应给用户。
3. 能源管理的智能化：CPS借助人工智能、大数据等技术，能够对能源管理进行智能化处理。
通过对历史数据和实时数据的分析和预测，CPS可以提前预测能源的需求和供应情况，并采取相应的措施进行调整，以保证系统的安全稳定运行。
二、CPS的技术架构CPS的技术架构主要包括以下几个模块：数据采集模块、数据处理模块、控制模块和通信模块。
具体来说：1. 数据采集模块：该模块负责收集电力系统内各个环节的能源流动数据，包括发电厂的发电数据、输电线路的输电数据、用户的用电数据等。
这些数据可以通过传感器、智能仪表等设备进行采集，并通过无线通信等方式上传至数据处理模块。
CPS与物联网
CPS与物联网CPS与物联网一、概述进入21世纪以来，信息技术的快速发展与应用给人们的生活带来了诸多改变。
而CPS（Cyber\Physical Systems，即网络物理系统）作为一种集成计算、通信和控制技术的新型智能系统，与物联网（Internet of Things，即物联网）的发展密切相关。
本文将详细介绍CPS与物联网的概念、特点、应用领域以及未来发展方向。
二、CPS的概念CPS是一种将计算机系统与实际物理系统相结合的智能系统。
它通过各类传感器获取物理系统的状态信息，并通过网络传输和计算机技术对其进行分析和控制，实现对物理系统的远程监测和智能化控制。
CPS主要由物理实体、计算机系统和网络系统三个组成部分构成。
三、物联网的概念物联网是一种通过网络将各种物理设备（如传感器、执行器等）连接起来的智能化系统。
物联网通过感知、识别和网络化的方式，实现对物理世界的感知与控制，为人们的生产生活带来便利。
物联网的核心技术包括传感技术、通信技术和数据处理技术。
四、CPS与物联网的关系CPS与物联网紧密相连，可以说物联网是CPS的一种具体应用。
物联网通过利用CPS的技术手段，实现对物理设备的远程监测、数据采集、分析与控制。
CPS为物联网提供了强大的计算和控制能力，使物联网的应用更加智能化、自动化和高效化。
五、CPS与物联网的特点1\实时性：CPS与物联网要求对物理系统的感知和响应具有实时性，以满足对系统状态的及时监测和控制需求。
2\大规模性：CPS与物联网的应用涉及的设备数量庞大，需要能够同时管理和控制大量的物理设备。
3\高可靠性：CPS与物联网的应用通常涉及到人们的生活和安全，对系统的可靠性要求较高，能够及时发现并处理潜在的问题。
4\节能性：CPS与物联网的应用需要高度节能，对能源的使用效率有较高要求。
六、CPS与物联网的应用领域1\智能交通：利用CPS与物联网技术，实现对交通要素的实时监测和调度，提高交通效率，减少交通拥堵和事故发生率。
简述信息物理系统 (CPS) 及其网络安全风险
简述信息物理系统(CPS) 及其网络安全风险本文首先详细介绍了信息物理系统（CPS）的概念及其特点，其次简要概述了CPS的网络安全保护措施以及针对CPS的攻击及隐私泄露问题，并给出了典型的具体案例。
摘要：本文首先详细介绍了信息物理系统（CPS）的概念及其特点，其次简要概述了CPS的网络安全保护措施以及针对CPS的攻击及隐私泄露问题，并给出了典型的具体案例。
当前关注的重点应当放在那些有针对性的专门攻击CPS系统并可能造成物理损害的网络攻击。
一、信息物理系统概述Cyber-PhysicalSystems(CPSs)即信息物理系统，它是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，信息物理系统这个概念与物联网概念相似，但与物联网相比，信息物理系统更注重强调控制。
CPSs这个词是2006年由美国国家科学基金会（NSF）的海伦·吉尔首次进行详细的描述，其认为信息物理系统是通过计算核心（嵌入式系统）实现感知、控制、集成的物理、生物和工程系统。
信息物理系统的功能由计算和物理过程交互实现。
此后得到美国政府和科学界的高度重视，随后各个国家都提出了相似的技术框架和相应的标准，其中最具代表性的包括“德国工业4.0”和“中国制造2025”。
CPSs存在于众多嵌入式计算机和通信技术的物理系统的自动化行业，包括航空航天、汽车、化工生产、民用基础设施、能源、医疗、制造业、新材料和运输等领域。
CPSs主要包括3个部分，这三个部分为感知层、数据传输层（网络层）和应用控制层。
感知层主要是由传感器、控制器和采集器等设备组成。
感知层中的传感器是作为信息物理系统的末端设备，其主要作用是采集环境中的信息数据，并且定时的发送给服务器，服务器在接收到数据之后作出相应的处理，再返回给物理末端设备作出相应的变化。
数据传输层主要是连接信息世界与物理世界的桥梁，主要实现的是数据传输，为系统提供实时的网络服务，保证网络分组实时可靠。
应用控制层则是根据认知结果，将物理设备传回来的数据进行分析，并以可视化的客户端界面呈现给客户。
工业智能与工业互联网共性关键技术
工业智能与工业互联网共性关键技术摘要：德国工业4.0、美国先进制造业国家战略计划、日本科技工业联盟、英国工业2050战略及“中国制造2025”表明，各国均将制造业向智能化转型作为国家战略目标。
通过信息化实现生产全自动化、个性化、柔性及系统优化，提高生产资源利用率，降低生产成本，实现分布式、柔性、定制化的生产制造模式。
作为“中国制造2025”中五大工程之一，智能制造工程将关键工序智能化、生产过程智能优化控制、关键岗位机器人替代等作为重点攻关项目，这也是中国智能制造战略卡脖子的核心技术之一。
工业互联网是实现工业智能的基础支撑，在产品设计、生产、制造、管理等环节进行高效、精准决策、实时动态优化、敏捷灵活响应。
所谓工业互联网，并非互联网技术和工业制造领域的简单融合，而是在技术、内涵层面进行深度外延。
工业互联网技术既是实现工业智能化转型的关键基础设施，也是云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术与工业经济深度融合的应用模式，更是一种新业态，将重塑企业形态、供应链和产业链。
工业智能和工业互联网技术将推动传统制造业进行新兴裂变和升级演化，推进核心硬件、基础软件、机理分析与算法等基础技术融合发展，逐步构建工业智能和工业互联网技术产业体系。
关键词：工业智能；工业互联网；工业4.0；中国制造2025；人工智能引言随着电子化、信息化和自动化技术的进一步发展，工业生产过程逐步实现了由人力为主向机械机器为主的转变，各类高精尖智能设备的应用使智能制造成为了当前工业社会的发展主流方向，企业纷纷投身于智能制造技术的研发与尝试，并在生产效率、质量、经济收益等方面逐步获得回报。
然而在实际生产的过程中，新技术的应用仍在一些因素的限制下阻碍了其进一步发展。
其中，工业智能制造中的网络安全问题便是最为突出的一项。
1分析“5G+工业互联网”时代下高端装备智能制造所面临的挑战在现代社会快速发展的背景下，我国进入了“5G+工业互联网”时代。
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信息物理融合系统（CPS）中的数据管理关键技术1 信息产业发展的新趋势－CPS自二十世纪六十年代以来，电子技术，计算技术和网络技术等取得了飞速发展，特别是网络技术的革新成为了这场方兴未艾的伟大IT革命的重要动力源泉。
网络的规模及其新应用领域正日益得到扩展，其最引人举目的是新网络技术和物理设备系统的结合。
随着传感器、嵌入式计算设备或终端、高性能通信设备、各种消费类和工程类电子设备等物理设施的大量接入，新型计算机化和网络化的物理设备系统网络的规模得以急剧膨胀。
同时，随着国家大型电力网络、航空航天交通控制网络、高速公路交通控制网络、卫生防疫应急响应网络、远程医疗与社区医保网络、海洋搜寻与救援网络等大型或者特大型网络物理设备系统的蓬勃发展，以及网络家电、汽车引擎智能网络控制系统、心房脉冲产生器、纳米级制造控制系统等小型或者微型网络物理设备系统的出现，突破了传统物理领域中的网络应用形式，使得用联网计算方式来整合物理系统和计算系统以实现物理设备的功能扩展成为物理系统发展的新趋势，并由此导致出现了新一代的并由此导致出现了新一代的工程系统：信息物理融合系统（Cyber—physical Systems，CPS）。
CPS网络在工业生产与国民经济生活中的基础性、全局性作用正日益增强。
2 什么是CPSCPS，从广义上来理解，就是一个在环境感知的基础上，深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统，它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制物理实体。
CPS的终极目标是实现信息世界和物理世界的完全融合，构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络，并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的方式[1]。
新的信息世界观认为现代世界是由物理世界、信息世界和人类社会所组成的三元世界。
人－机－物三元世界[2]（如下图1所示）是一个多人、多机、多物组成的动态开发的网络世界。
从交互的角度来看，融合了信息世界和物理世界的CPS改变了我们人和物理世界交互的方式，正如Internet改变了我们彼此之间的交互方式一样。
CPS这种新方式所完成的是物理设备系统的“三化”：信息化、网络化和智能控制化。
因此，从本质上来理解，CPS实际上是一个“3C”（Computation, Communication and Control）融合系统，体现了信息科学，物理科学，控制科学和系统科学的交叉与融合，它以信息处理任务为核心，计算部件完成计算功能，并通过高性能通信网络完成数据通信，通过开放的大规模循环控制实现对物理实体的监测与控制，其体现的“3C”概念模型如图2所示。
从结构上来看，CPS系统需要包括这样几个部分：（1）传感器，用于感知物理世界的信息；（2）控制器/执行器，用于实施对物理实体的操作；（3）计算部件，可能是集中式的也可能式分布式的，能根据物理信息做出恰当的处理与分析，并做出控制/执行策略；（4）通信网络，用于连接以上各个单元以及相关的信息、对象、事件和人物，网络的规模式是大规模甚至于全球级的互联。
从功能上来看，CPS具备五大功能特性：（1）计算功能；（2）网络通信功能；（3）精确控制功能；（4）远程协作功能；（5）自治功能。
3 CPS中数据的新特征如前所述，CPS的终极目标是实现信息世界和物理世界的完全融合，并改变我们和物理世界的交互方式，其基本形式都是通过在物理系统的物理部件中引入计算部件和网络通信部件，并使得计算进程和物理进程进行实时交互来增强物理设备的功能或者增添物理设备新的功能[3—5]。
由此，CPS系统中的数据应具有五个关键特征：（1）异构性：CPS系统网络支持多种异构网络互联和支持多种复杂的异构应用系统集成，因而涉及到多种多样的异构数据。
例如从数据本身的属性来看，有描述物理不同特征的数据；从数据的基本格式来看，有数据格式、科学文本格式以及XML格式等；从数据的结构来看，有结构化数据、半结构化数据和非结构化数据等；从数据语义来看，有采集的底层原始数据和数据聚合后的高层概括性数据等。
（2）动态性：描述CPS实体的数据具有显著的动态性。
数据的动态性主要表现在三个方面：一是CPS系统网络中物理设备的加入、删除和移动等情况，导致数据处于不断动态变化中；二是CPS系统网络中的数据是上下文相关的，即具有情景相关性；三是CPS系统的功能和显著特点是通过物理实体和计算实体的交互表现出来的，因而CPS的物理设备之间以及物理进程与计算进程之间具有紧密交互的特征，这种紧密交互行为也导致数据处于不断动态变化中。
而数据的动态性则会进一步导致部分数据存在不确定性。
（3）实时性：大多数CPS系统的建立为了支持实时应用，如实时观测、实时监控、实时控制和实时预测等，以便及时了解物理设备的现况，通过网络化控制手段对物理设备和环境进行必要的控制和干预。
因此，CPS数据处理必须满足实时需求，保证在限定的时间内给出正确的处理结果。
（4）海量性：CPS系统网络有数亿或者数十亿个物理设备彼此连接和整合而成的动态网络，这些数量庞大的智能设备进行实时数据采集和彼此之间信息交互，产生巨大的数据量。
例如用CPS技术实现的智能交通系统中，可能在一辆汽车中需要处理的由各个传感器节点所采集的实时数据就会达到海量的程度。
因此，海量数据处理的需求会变得非常普遍。
（5）可信性：由于CPS系统网络的复杂性，系统中存在许多不可预知的因素，这些不可预知的因素所产生的数据不确定性将影响数据处理的各个阶段，包括数据采集、数据传输、数据加工和数据反馈等，尤其是在数据加工处理的聚集计算、查询处理、数据分析中更需要保证数据处理的可信性，对可能出现的错误或者系统故障，应具有容错能力，保证数据处理结果的正确性、可靠性和安全性。
可信性包含的另外一个方面是隐私保护，要求在对原始数据内容保密的情况下仍然提供定制的服务。
4 CPS中数据管理关键技术CPS会被应用到非常广泛的各种领域中，这些系统需要实现支持异构网络互联和支持异构应用系统集成，因此，CPS是一种非常典型的复杂系统，其数据管理的关键技术涉及各个方面，主要包括：多源、异构、海量数据的融合与集成技术；低耦合、高扩展的不确定数据并行查询处理与概率推演技术；从原始数据到受信任知识的处理依赖链相关新理论和建模技术；知识的可信性及其推演机制；数据服务的安全保障与隐私保护技术。
多源、异构、海量数据的融合与集成技术：数据融合与集成技术是管理大规模、异构数据源不可或缺的关键技术。
由于异构数据源的语义、模型以及映射与转换机制等都可能存在差异，需要将异构数据源转换成共享的中间模式，并基于中间模式处理数据交互与通信。
同时由于数据规模是海量的，这些海量数据难以全部都保存下来，需要对CPS系统中的源数据进行数据聚合计算和融合处理，形成有意义的逻辑数据，并对高层的逻辑数据进行数据集成，以满足高层应用系统的需求。
低耦合、高扩展的不确定数据并行查询处理与概率推演技术：查询处理技术是数据管理技术的重要内容。
由于在异构的、分布式的CPS环境下，数据具有相异的时空特性（即数据来源于不同的数据源且产生于不同的时刻）和动态变化特性，尤其是不确定性数据对于不同的应用具有不同的意义，意味着不同事件的产生，需要通过低耦合、高扩展的不确定性数据并行查询处理，获得物理设备的状态信息或者相关事件信息，制定相应的系统反应与处理措施。
此外，相对于确定数据查询处理的概率值概念而言，不确定数据查询处理需要引入概率维度概念，当各个数据元组的取值必须通过概率分布函数来描述，且在概率分布函数无法预先指定的情况下，就需要采用不确定数据概率推演技术来解决问题。
从原始数据到受信任知识的处理依赖链相关新理论和建模技术：一堆纷繁复杂的原始数据对应用系统来说，没有直接的应用价值，因此需要采用数据挖掘技术从大量纷繁复杂的原始数据中获取受信任的知识，即需要捕获从原始数据到受信任的知识过程处理依赖链。
CPS 中环境感知系统的节点需要进行实时数据采集和彼此之间信息交互，这些数据通常以流（Stream）的形式产生，并且在通常情况下是高速产生的。
因而这种实时的数据流挖掘和从静态数据中获取知识有很大的不同。
这不仅仅需要简单的吞吐量，尽管这对它本身是一个挑战，更需要更好地理解如何保持和操控多个数据元组，有一些更接近样本数据，一些更抽象，这样就可以更高效地检索和浏览实时数据了。
我们也需要记录历史的和信息感知的数据存储，让我们能更有目的性和方向性，也更高效地检索有意义的数据。
知识的可信性及其推演机制：数据源的可靠性和知识的可信性都是必需的，同时把对创建知识的评价反馈给物理层也很重要[6]。
当数据存在不确定性时，数据的推演过程既是不确定性不断演化的过程，也是数据世系不断丰富的过程，而世系可以用来追踪、评价数据质量和可靠性。
CPS系统中，数据质量可以用准确度、置信度和完整性等指标来衡量。
数据服务的安全保障与隐私保护技术：数据管理中的安全性和私密性论题是CPS科学理论挑战的重要内容[7]。
由于CPS系统的开放性，在保证数据有效性和可用性的前提下，如何保护海量数据的安全性和隐私性成为了一个棘手问题。
CPS面临新的安全威胁――物理系统可能遭受来自网络空间的攻击，并且网络空间也可能遭受来自物理设备的攻击，同时物理系统会泄漏信息，能够被隐藏的隐私信息很有限，例如由于多数收发器上存在的物理层指纹而导致的容易泄漏位置和时间以及个人身份信息。
CPS面对非常规的在当前网络系统中还没发现的安全攻击是很脆弱，难于抵御新型CPS攻击。
因此，需要提供适合CPS特征的轻量级数据安全保障和隐私保护解决方案。
此外，数据安全保障与隐私保护，还涉及到社会法律等问题。
5 总结与展望本文在分析当今信息产业发展新趋势的基础上，阐述了CPS的本质内涵，并进一步结合CPS系统中数据的异构性、动态性、实时性、海量性和可信性等鲜明特征，阐述了CPS系统中数据管理的若干关键技术，包括多源、异构、海量数据的融合与集成技术；低耦合、高扩展的不确定数据并行查询处理与概率推演技术；从原始数据到受信任知识的处理依赖链相关新理论和建模技术；知识的可信性及其推演机制；数据服务的安全保障与隐私保护技术。
信息物理融合系统CPS的研究与发展，离不开数据管理技术的支持，并随着CPS中的应用需求越来越多，其数据管理技术研究将变得日益重要。
但同时我们也要看到，由于CPS 中的数据管理关键技术研究尚处于起步阶段，因而相关研究成果还比较少，即使已有的一些研究成果也还存在许多不足之处，需要我们进一步深入细致的开展相关研究工作。
参考文献：[1] 何积丰, Cyber—Physical Systems. 中国计算机学会通讯，第6卷，第1期，pages 25—29，2010[2] 李国杰, 21世纪上半叶发展信息科学技术的战略取向. 2009年度中国计算机大会报告.[3]Edward A.Lee,Cyber Physical Systems:Design Challenges. Technical Report No.UCB/EECS—2008—8. /Pubs/TechRpts/2008/EECS—2008—8.html.[4] Insup Lee, George Pappas, Rance Cleaveland, John Hatcliff, Bruce Krogh, Peter Lee, Harvey Rubin, Lui Sha, “High—Confidence Medical Device Software and Systems,”IEEE Computer, vol 39, no 4, April 2006. pp. 33—38..[5] Edward A. Lee，Cyber—Physical Systems –Are Computing Foundations Adequate? NSF Workshop on Cyber—Physical Systems: Research Motivation, Techniques and Roadmap, Oct. 16—17, 2006[6] Prepared by the CPS Steering Group, USA. Cyber—physical Systems Executive Summary,March6,2008./summit/CPS—Executive—Summary.pdf.[7]NSF workshop on Cyber—physical Systems. /cps/。