CESA-2021-2-028《智能无人系统资源封装接口》团体标准征求意见稿编制说明

中国电子工业标准化技术协会

一、工作简况

根据中国电子工业标准化技术协会2021年第二季度第三批的团体标准制修

订项目的通知，西北工业大学负责《智能无人系统资源封装接口》（项目编号：

CESA-2021-2-028）标准的制定工作。本标准由西北工业大学提出，由中国电子

技术标准化研究院、中国电子工业标准化技术协会归口。标准起草单位为西北工

业大学、中国人民解放军国防科技大学、南京大学、北京大学、北京神舟航天软

件技术有限公司、中国电子技术标准化研究院等。其中西北工业大学根据标准编

制组的任务分工，负责标准相关资料的搜集和调研、标准框架编制、标准内容起

草、反馈意见整理等工作。

本标准的起草过程简述如下：

标准编制过程分为：工作组成立、标准研究和实践、标准草案编制三个阶段。

2019年8月1日，中国人民解放军国防科技大学等多家国内产学研用单位

共同发起启动《智能无人系统资源封装接口》标准的研制工作，对该标准的立项

达成共识，共同收集相关资料，形成标准草案，并由西北工业大学负责开展草案

编写工作。

2019年12月9日中国人民解放军国防科技大学智能无人系统标准组组织中

国电子技术标准化研究院、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学召开标

准编写评审会议。标准参与单位对标准草案的研制思路、标准框架、标准内容等

进行了详细深入的讨论，进一步修改完善《移动智能终端信息无障碍通用规范》

草案。

2021年5月10日-11日，智能无人系统标准组组织中国电子技术标准化研

究院、北京大学、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学、南京大学、北

京神舟软件公司召开标准编写评审会议。中国电子技术标准化研究院专家董建、

赵坤、徐洋，北京大学专家赵俊峰研究员对标准内容进行质询，确定了下一步标

准编写工作主要任务与方向。

中国电子工业标准化技术协会

2021年5月-7月标准起草工作组多次召开了标准讨论会，对专家提出的意

见、建议进行了认真分析和总结，并进一步修改和完善标准草案，于2021年7

月形成标准征求意见稿。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

本标准的制定工作遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原

则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性的原则，按照GB/T1.1-2020《标

准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则编写。定

义了智能无人系统中的异构资源基于能力的统一描述、资源抽象为能力表现特性

以及资源的访问和操控接口规范。适用于智能无人系统异构资源管理的软件接

口，实现任务驱动的资源高效管理。机器人资源管理软件的开发和设计亦可参考

使用本标准。

标准技术内容分为范围、规范性引用文件、术语定义和缩略语、资源封装模

型概念、资源访问和操控接口共5个部分，核心内容为资源封装模型概念及资

源访问和操控接口两个章节。

1.标准编制原则

本标准编制遵循以下原则：

1)科学性原则

目前，智能无人系统广泛应用于军事、工业、农业、商业等领域，随着人工

智能的快速发展，其应用领域将进一步得以拓展。因此，本标准在制定时，既参

考和借鉴了国内外各类无人系统相关标准的有关内容，同时也充分考虑了当前我

国智能无人系统行业的实际应用需求，确保标准内容合理正确，能够全面客观地

反映我国智能无人系统技术的基本特征和技术水平，以保证标准的科学性。

2)适用性原则：

本标准制定过程中，充分了解和调研了当前智能无人系统及相关行业的技术

水平、应用现状及应用需求，同时深入分析和研究了现行的智能无人系统中资源

封装管理的相关标准，明确了本标准作为国家推荐性标准的技术内容定位，既保

障了标准的可操作性性和适用性，也满足各行业对智能无人系统资源封装管理的

规范性要求。同时，在标准编制工作中，采用了编制、测评、修改的PDCA的工

作路径，提高了标准的实用性。

中国电子工业标准化技术协会

3)兼容性原则：

作为智能无人系统系列标准之一，本标准在制定过程中保持了与其他相关标

准（如GB/T33263-2016（机器人软件功能组件设计规范）、GB/T33267—2016《机

器人仿真开发环境接口》、MH/T2009—2017《无人机云系统接口数据规范》的

相互协调统一，同时也与现有相关行业标准在基本技术指标和技术要求上保持统

一，避免新制定标准与已经发布实施的相关标准之间出现冲突和矛盾，确保本标

准与相关标准的协调统一。

2.确定主要内容的依据

智能无人系统资源封装与管理的相关研究已经成为国内外科研的重要阵

地，对智能无人系统进行标准规范已经是一项体系工作。

异构资源的封装方法有基于本体的封装模型、面向对象的封装模型。本体建

模方法在国内外已经有很深入的研究，如七步本体建模方法、TOVE四步本体建

模方法、骨架本体建模方法、IDEF-5本体建模方法等。七步本体建模方法由斯

坦福大学提出的并应用在领域本体的建模方法。七步本体建模方法主要步骤为：

确定本体概念所处的领域、判断已有本体概念模型的复用率、术语列举、定义类

的形式化表述及其等级、定义类的属性、插入实例模型。TOVE四步本体建模方

法也称为评估法。TOVE的主要步骤为：确定适用的场景，构造基本本体能力，

形式化表征能力，需求形式化语言表征，形式化公理定义证明。骨架本体建模方

法主要用于描述本体建模流程。骨架本体建模方法五大主要步骤为：确定描述范

围；词汇属性分析；概念形式化表达；模型定量评测；模型构建。IDEF-5本体

建模方法是为了说明抽象概念、属性和属性之间的关系，采用了细粒度的图表方

法。IDEF-5本体建模方法五大核心步骤为：定义领域范围与主题概念；属性数

据采集；数据解析；本体流程初步研发；本体可行性验证。面向对象的封装模型

和面向本体的封装模型在开发方法学和粗粒度上是相似的。不同的是，面向对象

的封装模型就是将资源个体或者设备作为自然分类的对象。封装的对象、封装的

属性、封装对象和属性之间的关联作为面向对象封装的三要素。封装对象和属性

之间的关联一般分为三种，一般与特殊的关系、整体与部分的关系、引用关系。

在描述特定领域内的资源时，需要描述不同的结构和行为。这种描述方法产生大

量的对象，需要强大的数据库进行支撑，管理功能中需要设计大量并发线程以保

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证系统的平稳运行。

智能无人系统资源封装规范的研制国内尚处于起步阶段，目前尚无已发布的

相关国家标准和行业标准，比较接近的国家标准包括2016年发布的GB/T33263

—2016，即机器人软件功能组件设计规范，GB/T33267—2016，即机器人仿真开

发环境接口，行业标准包括MH/T2009—2017，即无人机云系统接口数据规范。

另外，国内关于机器人的标准也多为机器人个体的集成安全、设计规范、实时框

架、通信总线协议、通信总线性能、通信总线接口规范、人机交互协作等，并未

有针对集群系统制定通用的一些设计标准规范，也没有针对无人系统资源管理系

统发布相应的设计标准规范。在当前时机对智能无人系统资源封装接口标准进行

研制，有助于弥补已发布相关国家标准规范更新维护滞后的不足。

标准工作组经过充分的行业调研和讨论，确定本标准的标准化对象是智能无

人系统资源管理与封装。本标准围绕智能无人系统异构资源基于能力的统一描

述、资源抽象为能力表现特性以及资源基于能力的访问和操控接口规范三个核心

问题，制定一致性抽象封装规范，屏蔽底层资源异构性，在任务驱动的场景下提

高资源使用和调度的灵活性，对在智能化、集群化条件下完成复杂群体任务有重

要意义。同时，整个标准编制工作采了编制、测评、修改、实践的PDCA的工作

路径，力求提高标准的实用性。

3.标准内容简介

本标准的内容是智能无人系统资源封装管理，具体包括智能无人系统异构资

源基于能力的统一描述、资源抽象为能力表现特性以及资源基于能力的访问和操

控接口规范。适用于：智能无人系统异构资源管理的软件接口，实现任务驱动的

资源高效管理。

本本标准主要技术内容包括：

1)基于能力的资源封装模型概念：本标准定义的智能无人系统的资源封装

功能主要包括基于能力的资源访问和资源操控，通过底层异构资源接口获取资源

参数，和外部动态环境参数一起传递到资源-能力自适应映射接口，映射接口通

过传入的参数自适应选择资源-能力的转换计算模型，将资源参数转换为适应于

任务驱动的能力参数，能力参数通过量纲表现出一定的能力等级，供应系统进行

能力匹配与任务规划。主要包括六项原子能力：运动能力、感知能力、通信能力、

中国电子工业标准化技术协会

计算能力、载重能力、续航能力以及需要扩展的其他能力。能力接口中还包括基

于能力的资源操控，控制资源完成指定的行为。基于能力的资源封装结构图如图

1所示：参考架构能作为智能无人系统标准化的基本参考点，同时也为智能无人

系统的基本概念和原则提供一个总体框架。智能无人系统参考架构如图1所示。

图1基于能力的资源封装结构图

2)资源访问接口：在拥有相应权限的条件下获取和使用无人节点的资源参

数，将资源封装为能力后，通过资源-能力的自适应转换接口获取和使用更高层

的能力参数进行任务规划和能力匹配。

3)资源操控接口：在拥有相应权限的条件下控制和操作无人节点资源完成

指定的行为或动作，将资源封装为能力后，控制和使用能力。

4.解决的主要问题

第一个解决的主要问题是关于能力抽象、资源管控：对异构智能无人系统资

源的结构、功能及行为等基础元素进行一致性的抽象、封装，屏蔽资源的异构性，

实现资源操作的透明性，建立统一的资源优化管理平台，将实现异构资源的实

时管控，突破智能无人系统异构资源利用率低的瓶颈，为更多动态复杂环境下的

资源需求提供切实有力的保障。

中国电子工业标准化技术协会

第二个解决的主要问题是关于牵引研发、填补空白：弥补了已发布相关国家

标准在智能无人系统资源管理标准规范研制方面的空缺，本项目研究智能无人系

统资源管理，从标准规范出发，提出的一致性抽象封装规范，屏蔽底层资源异构

性，在任务驱动的场景下提高资源使用和调度的灵活性，对在智能化、集群化条

件下完成复杂群体任务有重要意义。

三、主要试验[或验证]情况分析

无。

四、知识产权情况说明

本标准不涉及知识产权。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果

对智能无人系统资源封装与管理进行规范是本标准的目的，既符合国际、国

内相关法规要求，又能结合国情、行业现状与发展需求，使标准的贯彻实施更能

切实可行。

本标准旨在通过对无人系统企业的调研及与企业内各业务部门的密切合作，

对国际国内无人系统的相关标准进行研究，制定智能无人系统资源管理与封装标

准，是为了改进产品、过程和服务的适用性，防止贸易壁垒，促进技术合作，让

相关单位有行业通用、共性和基础性的参考架构规范，进一步促进企业加强管理，

提高技术水平，从而促进行业开放性的发展。同时，本标准的研制可以有效支撑

智能无人系统相关理论的发展，集群系统中存在大量的资源，如何管理好这

些资源，为集群系统提供更优质的服务是智能无人节点集群研究的重点。智能无

人节点集群资源管理可以根据任务的需求，统一管理和调度集群系统的软、硬件

资源，保证任务公平合理地共享资源，形成对任务透明的管理系统，提高资源的

利用率和吞吐率，从而达到更高的总体性能。智能无人节点集群资源因为拥有分

布性、异构性、动态性、非可靠性等特性而使得资源管理变的比较复杂。

六、转化国际标准和国外先进标准情况

无。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

本标准遵循现行法律、法规、规章及标准，与现有标准协调配套。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

中国电子工业标准化技术协会

无。

九、贯彻标准的要求和措施建议

在中国人民解放军国防科技大学的组织协调下，以标准起草组成员为主，成

立标准宣贯小组。标准宣贯小组组织撰写标准宣贯材料，组织标准宣贯培训，争

取标准颁布实施后尽快在中国标准化创新战略联盟推广。

十、替代或废止现行相关标准的建议

无。

十一、其它应予说明的事项

无。

团体标准《智能无人系统资源封装接口》

编制起草组

2021-09-03

中国电子工业标准化技术协会

一、工作简况

根据中国电子工业标准化技术协会2021年第二季度第三批的团体标准制修

订项目的通知，西北工业大学负责《智能无人系统资源封装接口》（项目编号：

CESA-2021-2-028）标准的制定工作。本标准由西北工业大学提出，由中国电子

技术标准化研究院、中国电子工业标准化技术协会归口。标准起草单位为西北工

业大学、中国人民解放军国防科技大学、南京大学、北京大学、北京神舟航天软

件技术有限公司、中国电子技术标准化研究院等。其中西北工业大学根据标准编

制组的任务分工，负责标准相关资料的搜集和调研、标准框架编制、标准内容起

草、反馈意见整理等工作。

本标准的起草过程简述如下：

标准编制过程分为：工作组成立、标准研究和实践、标准草案编制三个阶段。

2019年8月1日，中国人民解放军国防科技大学等多家国内产学研用单位

共同发起启动《智能无人系统资源封装接口》标准的研制工作，对该标准的立项

达成共识，共同收集相关资料，形成标准草案，并由西北工业大学负责开展草案

编写工作。

2019年12月9日中国人民解放军国防科技大学智能无人系统标准组组织中

国电子技术标准化研究院、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学召开标

准编写评审会议。标准参与单位对标准草案的研制思路、标准框架、标准内容等

进行了详细深入的讨论，进一步修改完善《移动智能终端信息无障碍通用规范》

草案。

2021年5月10日-11日，智能无人系统标准组组织中国电子技术标准化研

究院、北京大学、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学、南京大学、北

京神舟软件公司召开标准编写评审会议。中国电子技术标准化研究院专家董建、

赵坤、徐洋，北京大学专家赵俊峰研究员对标准内容进行质询，确定了下一步标

准编写工作主要任务与方向。

中国电子工业标准化技术协会

2021年5月-7月标准起草工作组多次召开了标准讨论会，对专家提出的意

见、建议进行了认真分析和总结，并进一步修改和完善标准草案，于2021年7

月形成标准征求意见稿。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

本标准的制定工作遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原

则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性的原则，按照GB/T1.1-2020《标

准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则编写。定

义了智能无人系统中的异构资源基于能力的统一描述、资源抽象为能力表现特性

以及资源的访问和操控接口规范。适用于智能无人系统异构资源管理的软件接

口，实现任务驱动的资源高效管理。机器人资源管理软件的开发和设计亦可参考

使用本标准。

标准技术内容分为范围、规范性引用文件、术语定义和缩略语、资源封装模

型概念、资源访问和操控接口共5个部分，核心内容为资源封装模型概念及资

源访问和操控接口两个章节。

1.标准编制原则

本标准编制遵循以下原则：

1)科学性原则

目前，智能无人系统广泛应用于军事、工业、农业、商业等领域，随着人工

智能的快速发展，其应用领域将进一步得以拓展。因此，本标准在制定时，既参

考和借鉴了国内外各类无人系统相关标准的有关内容，同时也充分考虑了当前我

国智能无人系统行业的实际应用需求，确保标准内容合理正确，能够全面客观地

反映我国智能无人系统技术的基本特征和技术水平，以保证标准的科学性。

2)适用性原则：

本标准制定过程中，充分了解和调研了当前智能无人系统及相关行业的技术

水平、应用现状及应用需求，同时深入分析和研究了现行的智能无人系统中资源

封装管理的相关标准，明确了本标准作为国家推荐性标准的技术内容定位，既保

障了标准的可操作性性和适用性，也满足各行业对智能无人系统资源封装管理的

规范性要求。同时，在标准编制工作中，采用了编制、测评、修改的PDCA的工

作路径，提高了标准的实用性。

中国电子工业标准化技术协会

3)兼容性原则：

作为智能无人系统系列标准之一，本标准在制定过程中保持了与其他相关标

准（如GB/T33263-2016（机器人软件功能组件设计规范）、GB/T33267—2016《机

器人仿真开发环境接口》、MH/T2009—2017《无人机云系统接口数据规范》的

相互协调统一，同时也与现有相关行业标准在基本技术指标和技术要求上保持统

一，避免新制定标准与已经发布实施的相关标准之间出现冲突和矛盾，确保本标

准与相关标准的协调统一。

2.确定主要内容的依据

智能无人系统资源封装与管理的相关研究已经成为国内外科研的重要阵

地，对智能无人系统进行标准规范已经是一项体系工作。

异构资源的封装方法有基于本体的封装模型、面向对象的封装模型。本体建

模方法在国内外已经有很深入的研究，如七步本体建模方法、TOVE四步本体建

模方法、骨架本体建模方法、IDEF-5本体建模方法等。七步本体建模方法由斯

坦福大学提出的并应用在领域本体的建模方法。七步本体建模方法主要步骤为：

确定本体概念所处的领域、判断已有本体概念模型的复用率、术语列举、定义类

的形式化表述及其等级、定义类的属性、插入实例模型。TOVE四步本体建模方

法也称为评估法。TOVE的主要步骤为：确定适用的场景，构造基本本体能力，

形式化表征能力，需求形式化语言表征，形式化公理定义证明。骨架本体建模方

法主要用于描述本体建模流程。骨架本体建模方法五大主要步骤为：确定描述范

围；词汇属性分析；概念形式化表达；模型定量评测；模型构建。IDEF-5本体

建模方法是为了说明抽象概念、属性和属性之间的关系，采用了细粒度的图表方

法。IDEF-5本体建模方法五大核心步骤为：定义领域范围与主题概念；属性数

据采集；数据解析；本体流程初步研发；本体可行性验证。面向对象的封装模型

和面向本体的封装模型在开发方法学和粗粒度上是相似的。不同的是，面向对象

的封装模型就是将资源个体或者设备作为自然分类的对象。封装的对象、封装的

属性、封装对象和属性之间的关联作为面向对象封装的三要素。封装对象和属性

之间的关联一般分为三种，一般与特殊的关系、整体与部分的关系、引用关系。

在描述特定领域内的资源时，需要描述不同的结构和行为。这种描述方法产生大

量的对象，需要强大的数据库进行支撑，管理功能中需要设计大量并发线程以保

中国电子工业标准化技术协会

证系统的平稳运行。

智能无人系统资源封装规范的研制国内尚处于起步阶段，目前尚无已发布的

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