近年来,由一组相互独立的系统组合而成的复杂系统,亦即“系统的系统”(System of Systems, SoS)逐渐引起了研究人员的重视。由于SoS的地理上的分散性、系统之间的复杂的交互性,使得构建一个SoS系统成为一项具有挑战性的工作。而正是由于SoS的大规模和高代价,使得在实际实现系统之前构建一个正确有效的模型是非常有必要的。本文即着眼于利用UML/SysML以及Coloured Petri-Nets为SoS建立高效可靠的模型,并对模型进行衡量进而反馈到系统设计,使得最终得到相对较优的模型。本文对SoS进行建模的方法分为几个阶段：·首先对SoS进行分解,充分利用UML/SysML描述复杂系统的能力为SoS建立静态模型：利用需求图明确建立需求,利用框图给出系统间大粒度的架构,并最后利用活动图/时序图描述模型中的模块,细化到流程的层次。·随后将得到的静态模型转换到可执行模型。这里我们将UML/SysML的活动图扩展,使其可以记录时间属性,并将其转换到赋时着色Petri网(Timed Coloured Petri Nets, TCPN)。为了给出形式化的转换,我们定义了一个扩展的活动超图(Extended Activity HyperGraph, EAH)模型,并通过将其映射到时钟变迁系统(Clocked Transition System, CTS)为其赋予弱语义。该EAH模型将作为从带有时间属性的活动图到TCPN模型的中间模型。文中分别给出了从活动图到EAH模型的转换规则,并强调了如何处理活动图中扩展的时间属性,以及从EAH模型向TCPN模型的转换规则,给出了如何处理分支、并发以及循环结构的规则。·最后,文章讨论了如何利用CPN Tools对已经得到的可执行的TCPN模型进行仿真和验证。利用CPN Tools,可以向指定变迁节点添加数据收集器,进而在仿真过程中对模型中的数据流量进行收集和分析,从而评估模型性能。文章通过两个实例,讨论和演示了对SoS建模的方法：在静态建模阶段利用“全球观测系统”(Global Earth Observation System of Systems, GEOSS)演示如何充分利用UML/SysML对复杂系统分解和描述的能力,在模型转换和仿真分析阶段,利用一个微型的具有系统间交互的性能攸关的GameCapture程序来演示如何利用中间模型EAH和文章给出的转换规则,将扩展的带有时间属性的活动图转到TCPN模型。并通过对模型仿真收集数据,从而衡量模型性能。本文通过学习和研究前人的工作,总结和改进了一种利用静态模型得到可执行模型的SoS建模方法,利用了SysML的描述复杂系统的能力和TCPN的动态分析模型的能力,并提出了一种形式化的从活动图到TCPN模型的转换方法。