CN115134034B - 一种云边端虚实结合仿真时间同步方法及*** - Google Patents

一种云边端虚实结合仿真时间同步方法及*** Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种云边端虚实结合仿真时间同步方法及***。所述方法包括：对边缘中心在不同温度下发送的时间同步数据包计算相邻两次数据包的接收时间差，对接收时间差进行平均值计算，根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组，根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，通过得到的边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间。采用本方法能够实现云边端虚实结合仿真的时间同步。

Description

一种云边端虚实结合仿真时间同步方法及***
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种云边端虚实结合仿真时间同步方及***。
背景技术
目前，学术界和工业界广泛研究和使用的仿***要包括两类：虚拟仿真和实物仿真，其中虚拟仿***要通过构建关于物理世界的纯数字模型并驱动这些模型按照一定顺序交互运行产生结果，而实物仿真则是互联物理世界中的实体并由数据驱动这些实体交互产生结果，虚拟仿真用以支撑虚拟建模、多时空、多分辨率、多样本寻优及变速率仿真运行，实物仿真用以采集物理世界数据实时校正虚拟模型、人/物在回路训练和控制。从仿真应用的现实需求来看，虚实结合的仿真***(VRSS)兼顾两种仿真形式的优点，被认为是一种更为理想的仿真形式，能够有效满足各类仿真应用需求。现代仿真(包括各类训练***) 一般都需要多地协同仿真，而云计算、边缘计算以及各类异构计算终端等新型计算平台的发展给仿真带来了新的机遇。与云边端三级体系结构对应的，在云端建立全局仿真，进行多样本变速率的仿真运行，进行全局监测与寻优，同时接收边缘中心的数据校正模型；根据实际需要，灵活开设边缘中心上报局部数据并可从云端拉取当时运行的最优方案，同时可以支撑一定规模的局部仿真和训练；终端上报数据给边缘中心或接收动作指令等，如此形成了相互协同的云边端(Cloud-Edge-Terminal，CET)三级仿真体系(CET Architecture， CETA)。CETA云端和边缘中心的运行偏向于虚拟仿真，而端多为实物仿真，从而可以将VRSS运行于CET三级平台上，形成了面向云边端体系结构的虚实结合仿真(VRSS oriented to CET,VRSSoCET)。
时间是仿真的核心概念，其主要作用是标定事件之间的先后顺序，从而在事件处理过程中避免因果序错误，保证仿真的正确性。VRSS同时包含虚拟时间(一般用浮点数表示并以仿真开始时刻作为0时刻，主要由数字模型的事件发出)和墙钟时间(即事件发生的物理时间，主要由实物模型的事件发出)两种时间，因此VRSS正确性的必要前提是对齐两种时间。CET是典型的分布式计算平台***，包括云中心，边缘设备和末端设备，***内的每个平台都具有本地***时间(最快捷和高效的时间来源)，但是由于温度差异、制造工艺差异及网络延迟等原因云中心，边缘设备和末端设备等***平台的***时间之间存在较大的偏差，也就是说CET内的墙钟时间也不是统一的。为了保证VRSSoCET的正确性，必须在对齐***内墙钟时间的基础上对齐虚实时间。
对于对齐墙钟时间而言，目前广泛使用的GPS或北斗***授时，能耗高且受信号强度影响较大，不适用于小型设备(如手机、平板、嵌入式开发板等) 长期使用，精确时间协议(Precision Time Protocol，PTP)需要在设备之间迭代交换时间同步消息，迭代计算开销过大而造成时间同步的开销和延迟均较高。虚实时间转换目前广泛使用两类算法：一类是在***内设置一个中央授时进程给其它的进程授予虚拟起始时间，此后在时间同步协议控制下推进仿真，显然此类算法的精度受网络延迟影响较大，不适用于CET这样的分布式***；一类是通过物理总线连接虚实时间***，通过物理总线电子信号的互斥性，来推断事件的先后顺序，显然此类算法亦不适用CET这样的分布式***。
综上，现有方法尚未解决云边端虚实结合仿真的时间同步问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决云边端虚实结合仿真的时间同步问题的云边端虚实结合仿真时间同步方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种云边端虚实结合仿真时间同步方法，所述方法应用在在分布式***中，包括：
边缘中心选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向云中心发送超过4个时间同步数据包；
云中心根据接收的每个时间同步数据包的***时间构建记录集，并计算记录集中相邻两次数据包的接收时间差；
对接收时间差进行平均值计算，得到所有数据包之间的时间差平均值；
根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组；
根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数；边缘中心时间偏移系数为边缘中心的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；
利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间。
在其中一个实施例中，末端设备选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向边缘中心发送超过4个时间同步数据包进行时间同步转换，得到端到边时间偏移系数；端到边时间偏移系数为末端设备的***时间相对于边缘中心的***时间的时间偏移系数；
根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数；端到云时间偏移系数为末端设备的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
根据端到云时间偏移系数对末端设备的***时间进行校正，得到末端设备同步后的***时间；
利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到末端设备同步后的虚拟时间。
在其中一个实施例中，根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数，包括：
根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数为αi表示边缘中心i相对于云中心的时间偏移系数，/>表示边缘中心i的第j个末端设备相对于边缘中心i的时间偏移系数。在其中一个实施例中，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组，包括：
利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组为TQT＝ET
其中，η、T(t)和Tideal分别表示边缘中心的时间部件振荡器温敏系数、实时工作温度和理想工作温度，i表示边缘中心的序号，/>表示参数向量中的元素，T表示范德蒙德矩阵，QT表示参数向量，()T表示转置运算，E表示时间误差向量。
在其中一个实施例中，根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数，包括：
根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数为
其中，分别表示边缘中心的时间部件振荡器温敏系数、实时工作温度和理想工作温度的估计值。
在其中一个实施例中，根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间，包括：
根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间为其中，ETi表示边缘中心的***时间。
在其中一个实施例中，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间，包括：
根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间为
其中，TDF＝Uv/Ur表示虚实时间膨胀系数，Ur表示实物仿真***的时间单位，Uv表示虚拟仿真***时间单位，st(Ei，rtx)表示任意时刻rtx边缘中心同步后的***时间，st(Ei,rt0)表示边缘中心时刻rt0同步后的***时间。
一种云边端虚实结合仿真时间同步***，所述***包括云中心、边缘中心和末端设备；
边缘中心选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向云中心发送超过4个时间同步数据包；
云中心根据接收的每个时间同步数据包的***时间构建记录集，并计算所述记录集中相邻两次数据包的接收时间差；
云中心对接收时间差进行平均值计算，得到所有数据包之间的时间差平均值；根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组；根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数；边缘中心时间偏移系数为边缘中心的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
边缘中心根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间；
末端设备选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向边缘中心发送超过4个时间同步数据包进行时间同步转换，得到端到边时间偏移系数；端到边时间偏移系数为末端设备的***时间相对于边缘中心的***时间的时间偏移系数；
末端设备根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数；端到云时间偏移系数为末端设备的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
末端设备根据端到云时间偏移系数对末端设备的***时间进行校正，得到末端设备同步后的***时间；利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到末端设备同步后的虚拟时间。
上述一种云边端虚实结合仿真时间同步方法及***，本申请通过采用***时间作为时间来源，对边缘中心在不同温度下发送的时间同步数据包计算相邻两次数据包的接收时间差，然后对接收时间差进行平均值计算，根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组，再根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数，通过边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；最后利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间，实现了云边端虚实结合仿真的时间同步。
附图说明
图1为一个实施例中一种云边端虚实结合仿真时间同步方法的流程场景图；
图2为一个实施例中一种云边端虚实结合仿真时间同步***的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种云边端虚实结合仿真时间同步方法，包括以下步骤：
步骤102，边缘中心选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向云中心发送超过4个时间同步数据包。
目前，电子设备广泛使用的时间部件是基于振荡器的时间部件，其根据固有的振荡频率输出一定的频率的电子信号再经过整流产生时间信号，一般而言生产制造的时间部件在测试条件下都能保证较高的时间精度，但其时间精度受工作环境温度影响较为明显，当大量电子设备工作在不同的环境温度下后其***时间会产生较大的偏移，因此不能直接将***时间作为仿真***的墙钟时间使用。
云中心，边缘设备和末端设备都具有本地***时间(最快捷和高效的时间来源)，但是由于温度差异、制造工艺差异及网络延迟等原因云中心，边缘设备和末端设备的***时间之间存在较大的偏差，在进行云边端虚实结合仿真时，需要进行时间同步，边缘中心是一般由中小型服务器提供，具备一定的计算和存储能力，能够支撑一定规模的仿真运行。边缘中心Ei选取k(k∈(3,20))个不同的工作温度{Ti,i＝0,1,…,k-1}，在相同的温度下以固定的周期τi向云中心发送 L,L>4个时间同步数据包边缘中心的振荡器的工作温度会影响其时间精度，故需要在多个工作温度下发送多个时间同步数据包来进行时间同步，减小误差。
步骤104，云中心根据接收的每个时间同步数据包的***时间构建记录集，并计算记录集中相邻两次数据包的接收时间差；对接收时间差进行平均值计算，得到所有数据包之间的时间差平均值。
云中心多指大型公用云中心，如阿里云、腾讯云等，***时间指仿真***从宿主操作***获取的时间，***时间是分布式平台最便捷和节能的时间来源，因此申请采用***时间作为时间来源，提供任意物理时刻的***时间CT(t)。
云中心接收边缘中心发送的时间同步数据包，并记录完整收取每个数据包的***时间形成记录集此后形成依次计算相邻两次数据包接收时间差再求得时间差平均值/>
步骤106，根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组。
在k个工作温度下分别求得其时间差平均值，得到向量
构造范得蒙德矩阵为
进一步地引入参数向量Q＝[qm,m＝0,1,…,k-1]，此时可建立时间同步线性方程组TQT＝ET，那么有QT＝T-1ET。
步骤108，根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数；边缘中心时间偏移系数为边缘中心的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数。
不用***平台的***时间产生偏差的原因是由于其振荡器产生的***时间偏差主要受工作温度影响，从而根据振荡器的温敏系数、实时工作温度和理想工作温度，构建了偏差估计模型为
其中，τ为数据包交换周期。
当k取3时(或从多个温度场景中选取3个)，T为3阶范得蒙德方阵，又有数据点T0和1互不相同(这里避免取温度值为1和0)，那么T逆矩阵存在T-1，即可求解矩阵QT，再将构建的偏差估计模型式展开得：
此时可得构建的偏差估计模型中参数估计值为
将构建的偏差估计模型中参数估计值代入构建的偏差估计模型中，可以得到边缘设备Ei上的***时间ETi相对于云中心***时间的时间偏移系数。
步骤110，根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间。
虚拟时间是指仿真***中用来表示仿真事件发生时刻的数据结构，用来标定事件之间的先后关系，在实现上可以是任何可以比较大小的数据类型，如整数、浮点数等。本申请通过计算出边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；再利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间，实现了云边端虚实结合仿真的时间同步，从实物模型中发出的事件根据其本地的***时间转换为云边端全***一致的全局虚拟时间，并以虚拟时间作为事件时戳进行排队处理，此后便可将其作为一个不可回滚不可撤销的虚拟事件对待，以此保证云边端虚实结合仿真当中事件的因果序约束，保证仿真的正确性。
上述一种云边端虚实结合仿真时间同步方法中，本申请通过采用***时间作为时间来源，对边缘中心在不同温度下发送的时间同步数据包计算相邻两次数据包的接收时间差，然后对接收时间差进行平均值计算，根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组，再根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数，通过边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；最后利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间，实现了云边端虚实结合仿真的时间同步。
在其中一个实施例中，末端设备选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向边缘中心发送超过4个时间同步数据包进行时间同步转换，得到端到边时间偏移系数；端到边时间偏移系数为末端设备的***时间相对于边缘中心的***时间的时间偏移系数；
根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数；端到云时间偏移系数为末端设备的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
根据端到云时间偏移系数对末端设备的***时间进行校正，得到末端设备同步后的***时间；
利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到末端设备同步后的虚拟时间。
在其中一个实施例中，根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数，包括：
根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数为αi表示边缘中心i相对于云中心的时间偏移系数，/>表示边缘中心i的第j个末端设备相对于边缘中心i的时间偏移系数。
在具体实施例中，如图2所示，末端设备一般只需要与其所属的边缘中心同步和转换时间，当所有的末端设备和边缘中心都完成与云中心的时间对齐和转换过程，便可在任意两个设备之间的***时间进行换算，进一步在全***内进行事件调度。
在其中一个实施例中，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组，包括：
利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组为TQT＝T
其中，η、T(t)和Tideal分别表示边缘中心的时间部件振荡器温敏系数、实时工作温度和理想工作温度，i表示边缘中心的序号，/>表示参数向量中的元素，T表示范德蒙德矩阵，QT表示参数向量，()T表示转置运算，E表示时间误差向量。
在其中一个实施例中，根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数，包括：
根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数为
其中，分别表示边缘中心的时间部件振荡器温敏系数、实时工作温度和理想工作温度的估计值。
在其中一个实施例中，根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间，包括：
根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间为其中，ETi表示边缘中心的***时间。
在具体实施例中，根据也可以反推云中心***时间相对于边缘设备的Ei偏移。
在其中一个实施例中，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间，包括：
根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间为
其中，TDF＝Uv/Ur表示虚实时间膨胀系数，Ur表示实物仿真***的时间单位，Uv表示虚拟仿真***时间单位，st(Ei,rtx)表示任意时刻rtx边缘中心同步后的***时间，st(Ei,rt0)表示边缘中心上某时刻rt0同步后的***时间。
在具体实施例中，以云中心上某时刻rt0(如2022年1月1日0时0分0 秒)的***时间st(C,rt0)＝CT0作为仿真起始时间，其下属某个边缘中心Ei在rt0时刻的经校正的***时间为st(Ei,rt0)，rt0对应于虚拟时间vt(C,rt0)＝0时刻，设定实物仿真***的时间单位Ur，虚拟仿真***时间单位Uv，给定虚实时间膨胀系数TDF＝Uv/Ur，可建立任意时刻rtx边缘设备Ei上的***时间到虚拟时间的对应关系：
从实物模型中发出的事件根据其本地的***时间转换为虚拟时间，并以虚拟时间作为事件时戳进行排队处理，此后便可将其作为一个不可回滚不可撤销 (这里假设末端设备不具备回滚和撤销事件的能力)的虚拟事件对待。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种云边端虚实结合仿真时间同步***，包括：云中心CT、边缘中心ET和末端设备PT，其中：
边缘中心ET选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向云中心发送超过4个时间同步数据包；
云中心CT根据接收的每个时间同步数据包的***时间构建记录集，并计算所述记录集中相邻两次数据包的接收时间差；
云中心CT对接收时间差进行平均值计算，得到所有数据包之间的时间差平均值；根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组；根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数；边缘中心时间偏移系数为边缘中心的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
边缘中心ET根据边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间；
末端设备PT选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向边缘中心发送超过4个时间同步数据包进行时间同步转换，得到端到边时间偏移系数；端到边时间偏移系数为末端设备的***时间相对于边缘中心的***时间的时间偏移系数
末端设备PT根据端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数；端到云时间偏移系数为末端设备的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
末端设备PT根据端到云时间偏移系数对末端设备的***时间进行校正，得到末端设备同步后的***时间；利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对同步后的***时间进行转换，得到末端设备同步后的虚拟时间。
上述一种云边端虚实结合仿真时间同步***中，本申请通过申请采用***时间作为时间来源，对边缘中心在不同温度下发送的时间同步数据包计算相邻两次数据包的接收时间差，然后对接收时间差进行平均值计算，根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组，再根据预先构建的偏差估计模型对时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数，通过边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；最后利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据虚实时间膨胀系数对边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间，实现了云边端虚实结合仿真的时间同步。
关于一种云边端虚实结合仿真时间同步的具体限定可以参见上文中对于一种云边端虚实结合仿真时间同步方法的限定，在此不再赘述。上述一种云边端虚实结合仿真时间同步中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程 ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限， RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步 DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM (ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus) 直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种云边端虚实结合仿真时间同步方法，其特征在于，所述方法应用在分布式***中，包括：
边缘中心选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向云中心发送超过4个时间同步数据包；
云中心根据接收的每个时间同步数据包的***时间构建记录集，并计算所述记录集中相邻两次数据包的接收时间差；
对所述接收时间差进行平均值计算，得到所有数据包之间的时间差平均值；
根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用所述时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组；
根据预先构建的偏差估计模型对所述时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数；所述边缘中心时间偏移系数为边缘中心的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
根据所述边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；
利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据所述虚实时间膨胀系数对所述边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间；
末端设备选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向边缘中心发送超过4个时间同步数据包进行时间同步转换，得到端到边时间偏移系数；所述端到边时间偏移系数为末端设备的***时间相对于边缘中心的***时间的时间偏移系数；
根据所述端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数；所述端到云时间偏移系数为末端设备的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
根据所述端到云时间偏移系数对所述末端设备的***时间进行校正，得到末端设备同步后的***时间；
利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据所述虚实时间膨胀系数对所述同步后的***时间进行转换，得到末端设备同步后的虚拟时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数，包括：
根据所述端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数为其中αi表示边缘中心i相对于云中心的时间偏移系数，/>表示边缘中心i的第j个末端设备相对于边缘中心i的时间偏移系数。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的方法，其特征在于，利用所述时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组，包括：
利用所述时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组为TQT＝ET
其中，η、T(t)和Tideal分别表示边缘中心的时间部件振荡器温敏系数、实时工作温度和理想工作温度，i表示边缘中心的序号，/>表示参数向量中的元素，T表示范德蒙德矩阵，QT表示参数向量，()T表示转置运算，E表示时间误差向量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据预先构建的偏差估计模型对所述时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数，包括：
根据预先构建的偏差估计模型对所述时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数为
其中，分别表示边缘中心的时间部件振荡器温敏系数、实时工作温度和理想工作温度的估计值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间，包括：
根据所述边缘中心时间偏移系数对边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间为其中，ETi表示边缘中心的***时间。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述虚实时间膨胀系数对所述边缘中心同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间，包括：
根据所述虚实时间膨胀系数对所述同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间为
其中，TDF＝Uv/Ur表示虚实时间膨胀系数，Ur表示实物仿真***的时间单位，Uv表示虚拟仿真***时间单位，st(Ei,rtx)表示任意时刻rtx边缘中心同步后的***时间，st(Ei,rt0)表示边缘中心时刻rt0同步后的***时间。
7.一种云边端虚实结合仿真时间同步***，其特征在于，所述***包括云中心、边缘中心和末端设备；
边缘中心选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向云中心发送超过4个时间同步数据包；
云中心根据接收的每个时间同步数据包的***时间构建记录集，并计算所述记录集中相邻两次数据包的接收时间差；
云中心对所述接收时间差进行平均值计算，得到所有数据包之间的时间差平均值；根据不同工作温度下的时间差平均值构建时间误差向量，利用所述时间误差向量、预先构建的范德蒙德矩阵和参数向量建立时间同步线性方程组；根据预先构建的偏差估计模型对所述时间同步线性方程组进行计算，得到边缘中心时间偏移系数；所述边缘中心时间偏移系数为边缘中心的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
边缘中心根据所述边缘中心时间偏移系数对所述边缘中心的***时间进行校正，得到边缘中心同步后的***时间；利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据所述虚实时间膨胀系数对所述同步后的***时间进行转换，得到边缘中心同步后的虚拟时间；
末端设备选取多个不同的工作温度，在每个工作温度下以固定的周期向边缘中心发送超过4个时间同步数据包进行时间同步转换，得到端到边时间偏移系数；所述端到边时间偏移系数为末端设备的***时间相对于边缘中心的***时间的时间偏移系数；
末端设备根据所述端到边时间偏移系数和边缘中心时间偏移系数进行计算，得到端到云时间偏移系数；所述端到云时间偏移系数为末端设备的***时间相对于云中心的***时间的时间偏移系数；
末端设备根据所述端到云时间偏移系数对所述末端设备的***时间进行校正，得到末端设备同步后的***时间；利用实物仿真***的时间单位和虚拟仿真***的时间单位构建虚实时间膨胀系数，根据所述虚实时间膨胀系数对所述同步后的***时间进行转换，得到末端设备同步后的虚拟时间。
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