Page 22 - 《软件学报》2021年第7期

1940 Journal of Software 软件学报 Vol.32, No.7, July 2021

计定义阶段的不确定性并将其运用到信息物理系统和物联网.而自适应信息物理系统更多地关注设计定义
阶段和运行阶段.

Fig.7 The distribution of the primary studies concerning different types of systems along
the various stages of the system development life cycle
图 7 不确定性在系统生命周期及运用领域的分布情况

4.6 研究问题6:复杂系统的不确定性可分成哪些类型?
4.6.1 外部、内部和传感器不确定性
针对复杂系统的不确定性类型,我们通过对文献进行深入的分析,提出了 3 种不同类型的不确定性:外部不
确定性(external uncertainty)、内部不确定性(internal uncertainty)和传感器不确定性(sensor uncertainty).外部不
确定性着重考虑系统边界外的不确定,内部不确定性指的是系统本身的不确定性.传感器为联系系统外部和内
部的纽带,很多文献都将传感器不确定性从外部不确定性这个类别里独立出来成为一个新的分类.因此,在本文
中,我们也将传感器不确定性作为一个独立的类别.基于上述定义,我们统计了研究人员处理不同类型的不确定
性文献统计的数量.如图 8 所示,研究人员更多地关注外部不确定性(64 次),内部不确定性(54 次)次之,而传感器
不确定性(11 次)较少.其中,33 篇文献同时关注内部和外部两种不确定性.另外,在调研的 142 篇文献中,46 篇文
献没有讨论外部、内部以及传感器不确定性.
为了更好地展示不确定性不同层次的分类情况,我们进一步将 3 种不确定性类型进行了细粒度的分类.外
部不确定性是一个非常受研究人员关注的不确定性类型,系统在其开发和运行过程中,时刻受到多方面外部因
素的影响.本文将外部不确定性分成环境不确定性、基础设施不确定性、用户行为不确定性以及经济属性不确
定性,并对文献进行标注并统计,统计结果如图 9 所示,4 种外部不确定性的相关文献分别为 44 篇、15 篇、8 篇
以及 6 篇.进一步分析后得到了 4 种外部不确定性出现的原因.首先,系统在运行过程中直接与环境进行交互,而
环境是时刻变化的,所以研究人员更多地关注环境的不确定性(如文献[3638]).其次,随着复杂系统在各行业的
广泛应用,复杂系统的规模越来越庞大.系统运行需要更多的基础设施,从而引入了更多的不确定性,比如网络
的不确定性(如文献[39,40]).此外,系统在与用户交互时,用户行为的不确定性也是导致系统行为变化或不确定
的主要因素之一 [13,41] .最后,由于一些信息物理系统(如智能电网 Smart Grid)的运行依赖于一些动态变化的经济