CN113051040A - 一种异地远程分布式联合仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种异地远程分布式联合仿真方法，通过异地远程分布节点对云平台上共享仿真资源的调用，配置形成虚拟集成仿真环境，实现异地远程分布式模型的虚拟集成仿真，具体的通过调用基于云的模型适配服务，将各分布节点的仿真模型转变成为可实时运行的仿真任务，调用基于共享内存总线技术的虚拟集成总线，结合同步/异步联合仿真运行机制，实现分布式模型的实时、协调仿真运行。本发明属于机载***仿真技术领域，具体是提供了一种采用基于云的仿真资源库为中心、面向服务的架构，实现异地远程的分布式联合仿真，能够满足多种类型、分布式的模型的集成、联合仿真运行的要求的异地远程分布式联合仿真方法。

Description

一种异地远程分布式联合仿真方法
技术领域
本发明属于机载***仿真技术领域，具体是指一种异地远程分布式联合仿真方法。
背景技术
随着技术的进步，机载***的复杂性呈超线性增长，机载***之间的交联关系也越来越复杂，机载***的跨区域的异地联合仿真测试需求愈来愈强烈，一方面在机载***研制前期开展***级的虚拟集成，从而避免设计错误在总机集成期间才能够被发现及修正的大量成本和时间损失。另一方面在设计阶段无法开展跨***级的联合仿真测试。本发明提出一种异地远程分布式联合仿真的方法，在未来机载***单位在研制各个阶段进行跨区域的联合仿真测试应用中具有重要意义。
专利文献CN111880433A(申请号：CN202010627292.7)公开了异地异构半实物仿真试验任务自动化实现***及方法，提出一种基于双网C/S架构的异地异构半实物仿真试验自动化方法。搭建异地异构以太网+反射内存网的客户端-服务器架构，实现试验任务全流程自动化运行，该申请是使用以太网和反射内存网为基础架构，以太网+反射内存网的有效作用距离限制了该方法只能应用于同区域范围内的不同实验室之间的异地互联，而不能实现跨区域的联合仿真。
专利文献CN104899404A(申请号：CN201510393815.5)公开了一种仿真云平台及实施方法，集合现有工作站、服务器以及有限元分析工具，建立云计算分析平台，实现异地即时、协作的仿真，该方法基于云平台实现针对特定学科的异地即时仿真，基于云平台实现针对特定学科的异地即时仿真，无法满足异地异构模型联合仿真的需要。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种采用基于云的仿真资源库为中心、面向服务的架构，实现异地远程的分布式联合仿真，通过基于云平台的仿真资源共享机制，面向跨区域的机载单位提供基础仿真资源共享、复用服务，能够满足多种类型、分布式的模型的集成、联合仿真运行的要求的异地远程分布式联合仿真方法。
本发明采用的技术方案如下：一种异地远程分布式联合仿真方法，包括以下步骤：
1)云平台部署有包含虚拟集成总线、模型适配器、仿真管理工具、数据采集工具、数据采集监控工具、数据激励工具、飞行仿真环境仿真资源，平台的服务层将平台的仿真资源进行封装并注册为服务，云平台提供的基础仿真资源通过服务接口向远程用户端开放访问；
2)通过云平台的角色权限控制实现各异地远程用户对云平台仿真资源的获取权限控制；
3)各异地远程用户通过浏览器页面访问方式，调用云平台提供的试验配置管理服务，配置当前试验所需的虚拟集成总线、模型适配器、仿真管理工具等此类基础仿真资源，按需申请服务，形成一个针对当前联合仿真任务的虚拟集成仿真环境；
4)评估定制化的虚拟集成仿真环境，平台为特定的虚拟集成仿真任务生成虚拟容器，云平台将基础计算机资源进行虚拟化后统一管理，按需分配基础计算机资源，实现对共享云资源的高效利用，形成对基础设施资源高效利用；
5)各异地远程用户通过浏览器页面访问的方式，调用云平台提供的模型适配服务，配置模型输入输出参数与总线数据的映射关系，并且对模型进行解析，结合总线控制接口函数，生成可与总线集成的源代码，最后编译链接生成可执行文件；
6)将本地生成的可执行文件上传至云平台并运行，形成一个可与总线集成的仿真任务；
7)仿真总线基于虚拟共享内存开发，各仿真任务作为独立运行的应用程序，通过对虚拟共享内存数据的读取和写入实现模型间的数据交互；
8)在多模型联合仿真进行数据交互过程中，基于虚拟共享内存的读写同步机制，各仿真任务对共享内存的读和写操作分开处理，确保多模型联合仿真的协同运行；
9)异地远程用户通过对仿真管理服务的调用，向总线发送仿真控制命令信息，各仿真任务接收仿真
控制命令，按照规定的工作模式运行；
10)支持独立设置各自仿真任务同步/异步工作模式，虚拟集成仿真环境支持以同步和异步的混合工作
模式运行；
11)异地远程用户通过对数据监控服务的调用，对试验数据进行采集，配置需要监测的试验数据并且图表化显示。
进一步地，步骤4)所述的基础计算机资源包括计算资源、网络资源和存储资源。
进一步地，步骤6)所述仿真任务的具体内容包括接受总线控制、反馈任务运行状态、与总线进行数据交互。
进一步地，步骤9)所述仿真控制命令信息包括实时、加速、超时设置以及仿真任务启动、暂停、单步、快照操作。
采用上述方案本发明取得有益效果如下：本发明异地远程分布式联合仿真方法,基于云平台的共享资源灵活配置复用机制，实现异地远程的联合仿真，以共享资源为中心，面向服务为架构，构建开放、灵活的基于云平台的虚拟集成仿真环境，实现仿真资源及基础设施资源的共享和重用，采用基于云的仿真资源库为中心、面向服务的架构，一方面实现了跨地域的联合仿真，使联合仿真不再局限于本地域的试验室之间或试验室内部；另一方面本发明基于云的仿真资源为中心，形成通用仿真资源的汇聚、集成和重用机制，便于资源的高效利用以及仿真的高效协同。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明一种异地远程分布式联合仿真方法的总体架构框图；
图2为本发明一种异地远程分布式联合仿真方法的流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和2所示，本发明一种异地远程分布式联合仿真方法，包括以下步骤：
1)云平台部署有包含虚拟集成总线、模型适配器、仿真管理工具、数据采集工具、数据采集监控工具、数据激励工具、飞行仿真环境等多种仿真资源，平台的服务层将平台的仿真资源进行封装并注册为服务，云平台提供的基础仿真资源通过服务接口向远程用户端开放访问；
2)通过云平台的角色权限控制实现各异地远程用户对云平台仿真资源的获取权限控制；
3)各异地远程用户通过浏览器页面访问方式，调用云平台提供的试验配置管理服务，配置当前试验所需的虚拟集成总线、模型适配器、仿真管理工具等此类基础仿真资源，按需申请服务，形成一个针对当前联合仿真任务的虚拟集成仿真环境；
4)评估定制化的虚拟集成仿真环境，平台为特定的虚拟集成仿真任务生成虚拟容器，云平台将基础计算机资源进行虚拟化后统一管理，按需分配基础计算机资源，实现对共享云资源的高效利用，形成对基础设施资源高效利用；
5)各异地远程用户通过浏览器页面访问的方式，调用云平台提供的模型适配服务，完成如下功能：
导入模型，自动分析scade/simulink模型，抽取模型接口信息：模型需要哪些参数和输入输出，包括其数据类型、初始值等；配置输入、输出变量与实时总线中数据的映射关系；自动生成适配器代码：
读取数据映射表，从数据总线中读取数据，将结果提交至数据总线，并接受调度指令；自动实现模型与适配器代码的封装，形成一个可执行的仿真任务；结合总线控制接口函数，生成可与总线集成的源代码，最后编译链接生成可执行文件；
6)将本地生成的可执行文件上传至云平台并运行，形成一个可与总线集成的仿真任务；
7)仿真总线基于虚拟共享内存开发，各仿真任务作为独立运行的应用程序，通过对虚拟共享内存数据的读取和写入实现模型间的数据交互；
8)在多模型联合仿真进行数据交互过程中，基于虚拟共享内存的读写同步机制，各仿真任务对共享内存的读和写操作分开处理，确保多模型联合仿真的协同运行；
9)异地远程用户通过对仿真管理服务的调用，实现如下功能：配置仿真任务中仿真相关参数，如服务器信息、同步时间间隔、超时时间间隔等；根据仿真任务的需要，对参数进行调整，如实时或加速模式、实时监测的参数等；检查各仿真任务、对各仿真任务进行初始化、并根据定义将仿真任务恢复至指定的状态。在仿真任务执行的过程中，可根据需要进行启动、暂停、单步、快照等操作；向总线
发送仿真控制命令信息，各仿真任务接收仿真控制命令，按照规定的工作模式运行；
10)支持独立设置各自仿真任务同步/异步工作模式，虚拟集成仿真环境支持以同步和异步的混合工作
模式运行；
11)异地远程用户通过对数据监控服务的调用，对试验数据进行采集，配置需要监测的试验数据并且图表化显示。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种异地远程分布式联合仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)云平台部署有包含虚拟集成总线、模型适配器、仿真管理工具、数据采集工具、数据采集监控工具、数据激励工具、飞行仿真环境仿真资源，平台的服务层将平台的仿真资源进行封装并注册为服务，云平台提供的基础仿真资源通过服务接口向远程用户端开放访问；
2)通过云平台的角色权限控制实现各异地远程用户对云平台仿真资源的获取权限控制；
3)各异地远程用户通过浏览器页面访问方式，调用云平台提供的试验配置管理服务，配置当前试验所需的虚拟集成总线、模型适配器、仿真管理工具等此类基础仿真资源，按需申请服务，形成一个针对当前联合仿真任务的虚拟集成仿真环境；
4)评估定制化的虚拟集成仿真环境，平台为特定的虚拟集成仿真任务生成虚拟容器，云平台将基础计算机资源进行虚拟化后统一管理，按需分配基础计算机资源，实现对共享云资源的高效利用，形成对基础设施资源高效利用；
5)各异地远程用户通过浏览器页面访问的方式，调用云平台提供的模型适配服务，配置模型输入输出参数与总线数据的映射关系，并且对模型进行解析，结合总线控制接口函数，生成可与总线集成的源代码，最后编译链接生成可执行文件；
6)将本地生成的可执行文件上传至云平台并运行，形成一个可与总线集成的仿真任务；
7)仿真总线基于虚拟共享内存开发，各仿真任务作为独立运行的应用程序，通过对虚拟共享内存数据的读取和写入实现模型间的数据交互；
8)在多模型联合仿真进行数据交互过程中，基于虚拟共享内存的读写同步机制，各仿真任务对共享内存的读和写操作分开处理，确保多模型联合仿真的协同运行；
9)异地远程用户通过对仿真管理服务的调用，向总线发送仿真控制命令信息，各仿真任务接收仿真控制命令，按照规定的工作模式运行；
10)支持独立设置各自仿真任务同步/异步工作模式，虚拟集成仿真环境支持以同步和异步的混合工作模式运行；
11)异地远程用户通过对数据监控服务的调用，对试验数据进行采集，配置需要监测的试验数据并且图表化显示。
2.根据权利要求1所述的一种异地远程分布式联合仿真方法，其特征在于，步骤4)所述的基础计算机资源包括计算资源、网络资源和存储资源。
3.根据权利要求1所述的一种异地远程分布式联合仿真方法，其特征在于，步骤6)所述仿真任务的具体内容包括接受总线控制、反馈任务运行状态、与总线进行数据交互。
4.根据权利要求1所述的一种异地远程分布式联合仿真方法，其特征在于，步骤9)所述仿真控制命令信息包括实时、加速、超时设置以及仿真任务启动、暂停、单步、快照操作。
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