CN105653250A - 一种用于三维模拟系统的任务控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维模拟引擎设计领域，具体的说是一种用于三维模拟系统的任务控制系统。任务控制系统是模拟演练系统服务器端重要的组成部分，任务控制系统包括剧本加载模块、剧本解析模块、任务控制模块、简单作业解析模块、任务状态监听模块、任务状态同步模块、任务发布模块、作业发布模块。本发明具有以下优点及有益效果：利用剧本管理与任务控制相结合的方式对于模拟系统的角色进行控制，对任务并发、任务协同以及任务监听控制等进行协同管理，提高了三维模拟系统的运行效率，并且防止了任务管理机制的混乱。

Description

一种用于三维模拟系统的任务控制系统

技术领域

本发明涉及三维模拟引擎设计领域，具体的说是一种用于三维模拟系统的任务控制系统。

背景技术

预案是模拟系统演练过程中非常重要元素，模拟演练是以预案为基础的，因此，预案也是模拟系统剧本的来源和依据。预案一般是由一个或多个事故问题，多个连贯的问题解决方案组成的，将预案分解就得到了一些问题和问题解决方案，这些就构成了模拟系统剧本的雏形。

将分解得到的事故问题和问题解决方案都以“任务”为代名词，事故问题作为系统的场景任务，问题解决方案则作为系统的演练任务。场景任务是指发生安全事故事件，演练任务是指各个应急救援部门所做的救援行动。此外，演练任务又可以细分出具体的行为。如“某商场一楼发生火灾，消防队前去消防灭火。”，按照以上方式分解后，“商场一楼发生火灾”是场景任务，“消防队员灭火”是演练任务，演练任务又可以分解成消防员到达现场、消防员营救受伤群众、消防员喷水灭火等简单的作业。

根据以上分解方式，就可以将任何应急预案分解成剧本中的场景任务和演练任务，这些任务又可以分解出更细的可执行的作业。剧本、任务、作业相互关联层层递进，就形成了模拟演练系统的任务模型。

实地应急演练的地图是固定不变的，但是对于模拟演练，可以在同一地图上设计出多种安全事故和多种应急救援方案。因此，在模拟演练系统中，一个地图可以对应不同的剧本，但是剧本一旦确定后，这个剧本就只能适应于该地图，因此，剧本和地图之间就形成了一种多对一的关系。一个剧本是由多个任务的协调配合完成的，剧本和任务之间是一种一对多的关系。任务可以分解出多个作业，所以，任务和作业也是一对多关系，模拟演练系统的任务模型如图1所示。

作业是模拟演练系统中最小执行单元，当某个非用户控制角色接受到一个作业就可以直接执行。作业只存在于模拟演练的推演情况，在非推演时不存在作业。一个任务可以包换任意多个作业。作业的属性包括：作业唯一标识(作业编码)、作业触发条件、作业执行角色、技能、技能参数、目标角色、作业目标、异常重发次数。

作业触发条件包括时间触发和前置作业触发两种，触发条件可以是一个时间点或者某一作业触发或完成后的一个时间段，也可以是任意多个前置作业状态；作业目标是作业技能的属性状态或者被执行角色的状态。异常重复次数是作业发布异常时重发的次数。

任务是演练部门演练内容的描述，多项关联任务组成了模拟演练的整个流程。任务是非推演情况的最小执行单元。一个演练剧本包含多个任务。任务属性包括：任务唯一标识(任务编码)、任务触发条件、任务执行部门、任务目标、作业集、任务发布状态、任务完成状态、异常重发次数。

作业集是该任务下属的作业ID和作业状态的集合。任务触发类型有时间触发和前置任务触发两种，因此，任务的触发条件可以是某一个时间点或任意多个前置任务状态；任务目标是某一个或多个场景角色达到的状态；异常重发次数是任务发布异常时重新发布的次数。

剧本是应急演练过程的标准化描述，剧本包括两部分，一部分是剧本信息部分，描述了剧本编号、剧本名称、剧本的基本描述、剧本类型、剧本关联地图名称等信息，其中剧本类型包括推演和非推演两种；另一部分是任务和作业的集合。剧本来源于应急预案，是由安全管理部门技术人员根据应急预案通过剧本编辑器编制的。

任务控制问题必须满足以下约定：

1.非推演类型剧本是用于训练参演人员，检验实际操练的熟练程度和协调配合能力的，因此除了场景任务的作业外，剧本其他部分最低只要求到任务级别，可以没有演练任务的作业部分。

2.推演类型剧本是用于检验预案的合理性的，要求没有人为操作干预就能从头到尾执行完成的，因此，剧本的所有的任务都必须解析成可执行的作业。

基于任务和作业的定义及其以上两个约定，任务控制就是将具有相互关联关系的任务或作业，按照关联先后顺序解析、调度、发布，根据反馈调整后再调度、在发布的循环过程，不同任务和作业之间可以并发控制。

发明内容

针对于三维模拟系统任务管理的技术需求，本发明主要提供一种用于三维模拟系统的任务控制系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于三维模拟系统的任务控制系统，包括：

剧本加载模块，用于读取剧本文件到内存，接收地图选中消息，以备剧本解析模块调用将任务作业文件和地图选中消息；

剧本解析模块，用于将加载到内存的剧本文件通过约定好的解析规则解析出任务和作业，将每个任务下相对应的作业填充到任务的作业集属性部分，以建立任务与作业之间的关联关系；

任务控制模块，用于对剧本解析模块解析出的任务进行任务发布和任务状态更新；

简单作业解析模块，用于对剧本解析模块解析出的作业进行作业发布和作业状态更新；

任务状态监听模块，用于监控任务的作业集的作业状态是否完成和任务目标集属性是否为空；

任务状态同步模块，用于接收任务状态同步消息，更新任务状态，筛选任务，通过任务状态消息广播到各个客户端的任务显示组件；

任务发布模块，用于任务消息的处理以及已发布任务的发布状态回写；

作业发布模块，用于检验简单作业队列中作业的触发条件是否满足，将发布成功后的作业发布状态回写到简单作业发布队列，发布失败后重新发布。

所述剧本解析模块解析出的任务放到任务队列中，作业放到作业预发布队列中。

所述任务控制模块根据任务触发条件判断任务是否可发布，如果是，则将该任务以消息的形式经过消息管理器传递到客户端任务显示组件，并将发布出去任务发布状态属性置于“已发布”状态。

所述触发条件分为条件触发和时间触发，每个任务都有一个或多个触发条件，当所有触发条件都满足后能触发当前任务。

所述任务控制模块接收来自作业执行器反馈回来的作业执行结果消息和角色状态变更消息，根据作业执行结果消息更新任务的完成状态属性和任务下作业集中作业的状态，根据角色状态变更消息检查任务目标集属性中描述的角色状态是否达到，如果达到，立即将该条目标状态删除，反之则不。

所述任务状态监听模块如果发现任务的作业集中所有作业状态都完成则修改任务状态为完成，如果发现任务目标集属性为空则修改任务状态为完成

所述任务状态同步模块执行以下步骤：

接收来自服务器任务控制器组件发来的消息，分解出消息体中任务实例，遍历任务列表，检查该任务是否在任务队列中存在；

如果存在，则更新任务队列中的任务；如果不存在，则将该任务添加到任务列表并更新状态；

筛选状态改变的任务放到任务发布缓冲队列中；

将待发布显示的任务发送到本地客户端的GUI组件，并将发布出去的任务从缓冲队列中移除。

所述任务发布模块在接收到客户端发来任务请求消息后时，按任务ID的顺序依次将任务提出并封装成任务消息，发送到客户端任务显示组件。

本发明具有以下优点及有益效果：利用剧本管理与任务控制相结合的方式对于模拟系统的角色进行控制，对任务并发、任务协同以及任务监听控制等进行协同管理，提高了三维模拟系统的运行效率，并且防止了任务管理机制的混乱。

附图说明

图1为模拟系统的任务模型图；

图2为任务控制系统的功能用例图；

图3为本发明方法中动态置信度匹配算法示意图；

图4为剧本解析运行逻辑图；

图5为剧本解析工作流程图；

图6为任务控制模型图；

图7为任务状态同步运行逻辑图；

图8为任务状态同步工作流程图；

图9为任务发布运行逻辑图；

图10为任务发布工作流程图；

图11为作业发布控制运行逻辑图；

图12为作业发布控制工作流程图；

图13为任务反馈控制运行逻辑图；

图14为任务反馈控制工作流程图；

图15为任务请求运行逻辑图；

图16为任务请求工作流程图；

图17为任务接收及显示发布运行逻辑图；

图18为任务接收及显示发布的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

任务控制系统的基本目标：在模拟演练系统启动后，加载系统启动时用户选择的剧本文件，解析出剧本文件中的任务和作业，依据任务与作业间的关联关系的先后顺序发布，并及时根据作业执行反馈更新任务和作业的触发条件，再下一次扫描任务和作业队列时，将新满足触发条件的任务和作业再发布出去，保证了模拟演练过程的流畅性和完整性。任务控制系统驱动整个模拟演练系统的运行，主要通过系统内部调用，通过消息与系统的作业执行器、任务显示等组件相关联。任务控制系统功能主要表现在剧本加载解析，任务和简单作业的控制、状态监听、状态同步方面。如图2所示。

任务控制系统是模拟演练系统服务器端重要的组成部分，如图3所示，任务控制系统包括剧本加载模块、剧本解析模块、任务控制模块、简单作业解析模块、任务状态监听模块、任务状态同步模块、任务发布模块、作业发布模块。

1.剧本加载。

剧本是模拟演练的脉络，任务控制器是模拟演练的驱动器，任务控制器在接到指挥席演练启动的指令消息后，加载演练剧本到内存，以供下一步的剧本解析。

2.剧本解析。

剧本解析是将加载到内存的剧本文件，通过约定好的解析规则，将剧本中的剧本信息部分，任务和简单作业部分解析出来，将任务放到任务队列，将简单作业放到作业预发布队列中。并且，要将每个任务下相对应的作业填充到任务的作业集属性部分，以此建立任务与作业之间的关联关系。任务控制器将三维模拟系统具有特殊格式的剧本任务解析并控制发布，以便有效的控制模拟演练流程，将应急预案编辑成具有自定义语法格式的剧本，并通过能够识别该特殊语法格式的任务控制器解析。剧本解析部分主要包括的功能有：剧本记载、剧本解析、任务解析、作业解析、关联任务和作业。主要涉及的开发技术是剧本文件读取和字符串分解。文件读取通过字节流读入到内存中，以一个宽字符存储实现。该模块的运行逻辑如图4所示。

依据剧本解析模块的运行逻辑以上运行示意图，得到剧本解析模块的工作流程图如下图所示。从图4中可以看出，任务控制器剧本解析模块的基本逻辑是：任务控制组件接收来自其他地方的消息，如果收到服务器初始化组件发来的特定消息时就启动剧本加载，如果剧本加载成功紧接着依次执行剧本解析、任务解析、作业解析三个方法，这三个方法的主要逻辑就是字符串分解。三个解析方法执行完后，就将任务和作业关联起来，该方法实现原理主要依据任务和作业的语法设计中的一个特点，即作业ID都以它所属的任务ID为前缀，因此只要遍历整个作业队列，找出该作业的任务前缀，并将该作业写入任务队列中相应任务下的作业集中。

3.任务控制

任务控制是系统核心模块，控制服务器端任务作业的发布与反馈，驱动了三维模拟系统的进行。任务控制该部分主要实现两个功能：任务发布和任务状态更新。任务控制根据任务触发条件判断任务是否可发布，触发条件分为条件触发和时间触发，每个任务都有一个或多个触发条件，只有所有触发条件都满足后，才能触发当前任务，将该任务由任务发布器以消息的形式经过消息管理器传递到客户端任务显示组件，并将发布出去任务发布状态属性置于“已发布”状态。每个任务是否完成可以由两种情况决定：该任务下的所有作业处于完成状态或者该任务的任务目标集属性中描述的角色状态达到要求的状态。任务控制器接收到来自作业执行器反馈回来的作业执行结果消息和角色状态变更消息，根据作业执行结果消息更新任务的完成状态属性和任务下作业集中作业的状态，根据角色状态变更消息检查任务目标集属性中描述的角色状态是否达到，如果达到，立即将该条目标状态删除，反之则不。模拟演练系统的任务控制模型如图6。

4.简单作业解析。

该部分功能与任务控制部分功能类似，针对作业同样具备两个发布和状态更新两个功能。具体流程参考任务控制部分描述。

5.任务状态监听。

任务控制部件会根据作业执行器的反馈消息改变任务的作业集中作业状态和检验任务目标集属性中的角色状态，但是，这些任务属性的变化还不能直接决定任务完成状态的改变，需要一个监听程序，监控任务的作业集的作业状态是否完成和任务目标集属性是否为空，一旦发现任务的作业集中所有作业状态都完成则修改任务状态为完成，发现任务目标集属性为空了则修改任务状态为完成。

6.任务状态同步。

模拟演练系统要确保所有的客户端显示的任务状态时一致的，因此需要从服务器端的任务控制器统一广播发布。任务状态同步功能就是为实现这一目标而设置的，通过任务状态消息广播到各个客户端的任务显示组件。任务状态消息包括任务ID和任务完成状态两部分。任务状态同步：任务状态的变更是任务执行过程中经常会发生的事情，这一过程在客户端部分主要体现在任务同步消息的处理上，该模块主要包括：接收任务状态同步消息、更新任务状态、筛选任务、发布任务四部分。任务状态同步及显示发布模块的运行逻辑如图7所示。

由任务状态同步模块的详细设计及实际运行逻辑，得出该模块的工作流程如图8所示，进一步分析得出该模块的基本实现逻辑是：客户端的任务显示组件接收来自服务器端任务控制器组件发来的类型为TASK_STATE_SYNC_MESSAGE的任务消息，分解出消息体中任务实例，遍历任务列表，检查该任务是否在任务队列中存在。如果不存在，则执行任务添加方法，将该任务添加到任务队列中；如果已经存在，则将任务队列中对应任务的完成状态置为Y。无论执行以上那种方法，都必须筛选状态改变的任务放到任务发布缓冲队列中，紧接着将待发布显示的任务封装成类型为TASK_PROMPT_MESSAGE的消息，经由系统管理员的本地消息发送方法发送到本地客户端的GUI组件经其处理后显示在界面上。

7.任务发布

任务发布模块的实现相对简单，主要设计到任务消息的处理以及已发布任务的发布状态回写。该模块的运行逻辑如图9所示。

任务发布并不是一个每帧都在执行的方法，它的启动执行受到客户端的影响，只有客户端发出了任务请求消息，它才会执行一次。根据任务发布模块的设计及运行示意图，得到该模块的工作流程如图10所示。从工作流图中可以分析出任务发布的基本逻辑是：任务控制器组件接收到客户端发来的INFO_REQUEST_TASK_MESSAGE类型的消息时，任务控制器执行任务发布方法，按任务ID的顺序依次将任务提出并封装成类型为TASK_CONTENT的任务消息，通过游戏管理器远程消息发送方法发到客户端任务显示组件。

8.作业发布

由于作业是模拟演练的最小执行单元，作业发布的时间和顺序决定了模拟演练推演阶段的事态发展流程，作业的控制及发布是否合理是任务控制器成败的关键因素之一，该模块的运行逻辑示意图如11所示。作业发布控制模块的实现主要涉及到问题是：检验简单作业队列中作业的触发条件是否满足，发布成功后的作业发布状态回写到简单作业发布队列，发布失败后的重发问题。作业发布控制的工作流程如图12所示。

从该模块的流程图可以得出，作业发布控制是一个每帧都在执行的方法，作业发布的基本逻辑是：任务控制器组件接收到系统管理员发出的滴答消息，任务控制器就要首先遍历简单作业队列，检查作业状态是“未发布”作业的触发条件是否满足，每满足一条触发条件，就将该触发提交从作业触发条件集中删除。满足触发条件分两类：触发类型是时间触发的，时间达到要求；触发类型是条件触发的，所有条件满足。经过检查后，触发条件集为空的作业，满足发布要求，将其封装成简单作业消息发送到服务器端的作业预处理组件。

9.任务反馈控制

任务控制模块主要设计的功能包括任务作业状态的反馈、变更、同步。该模块的运行逻辑如图13所示。

来自作业执行器的算法实例的角色状态反馈消息和来自作业实例的作业反馈消息，经过任务控制模块的处理后，更新任务队列中任务状态和预发布作业队列中的作业状态，该模块的工作流程如图14所示。从图中可以得出任务控制的基本逻辑是：任务控制器组件接收到作业执行器发回的类型为DR_TASK_ASS_FEEDBACK_MESSAGE的任务反馈消息后，首先判断消息反馈类别是ACTOR_STATE还是ASS_STATE，如果是前者，则判断反馈的角色状态是否匹配任务目标，并且删除匹配的任务目标，当任务目标集为空时，说明该任务完成，修改任务完成状态为Y；如果是后者，则根据反馈回来的作业状态，既要修改预发布作业队列中相应作业的状态，又要更新任务队列中任务作业集的作业状态，当某任务下的所有作业都完成时，修改该任务完成状态为Y。无论是哪种类型的反馈，都必须在更新方法后执行同步任务状态方法，将完成状态属性为Y的任务同步到客户端任务显示组件。

10.任务显示模型实现

任务显示模型是任务控制器在客户端的组件，是任务控制模型的配套设施，主要负责接收任务控制模型发来的任务消息，经过一层简单过滤后，再发给客户端的GUI组件显示任务。任务显示模型的实现主要体现在：任务请求、任务接收及显示发布、任务同步及显示发布等方面。任务请求是服务器端任务控制模型发布任务和作业的起因，考虑到系统运行的实际情况，并不是所有的客户端都能在服务器端广播任务前就能完全就绪，防止因个别客户端就绪慢而无法接收到任务的情况发生，因此，增加了任务请求模块。本节主要结合系统运行情况介绍任务情况的运行逻辑，该模块的运行逻辑如图15所示。

任务请求模块主要逻辑就是一个地图加载成功消息接收和一个任务请求消息的发送，其工作流程图如图15所示。

任务请求的工作流程如图15所示，其基本的实现逻辑是：客户端的任务显示组件接收来自Delta3D游戏管理器发出的系统加载地图完成的类型是INFO_MAP_LOADED的消息，接收该消息后立即通过系统管理员向服务器端的任务控制器组件发出类型为INFO_REQUEST_TASK_MESSAGE的任务请求消息，整个任务请求工作流完成。任务显示模型最重要的作用在于接收到来自服务器端的任务消息，并将这些任务显示到GUI界面上。因此，任务接收及显示发布是任务显示组件的关键模块之一，该模块的运行逻辑示意图如图17所示。

任务接收及显示发布模块涉及的工作主要是任务接收及将接收任务经过筛选后发布给GUI组件，其工作流程如图18所示。

从图中可以得出任务接收及显示发布模块的基本实现逻辑是：客户端的任务显示组件接收来自服务器端任务控制器组件发来的类型为TASK_CONTENT的任务消息，分解出消息体中任务实例，遍历任务列表，根据任务ID号检查该任务是否已经在任务队列中存在。如果存在，则放弃继续执行，否则将新任务添加到任务队列中，并在任务队列中筛选未发布的任务放到任务发布缓冲队列中，紧接着将待发布显示的任务封装成类型为TASK_PROMPT_MESSAGE的消息，经由本地消息发送方发送到本地客户端的GUI组件，经其处理后显示在界面上。

本发明利用剧本管理与任务控制相结合的方式对于模拟系统的角色进行控制，对任务并发、任务协同以及任务监听控制等进行协同管理，提高了三维模拟系统的运行效率，并且防止了任务管理机制的混乱，同时利用脚本语言的设置方便用户对于角色任务控制，脚本语言具有一定的通用性便于使用者进行调试和改进。

Claims (8)

1.一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，包括：

剧本加载模块，用于读取剧本文件到内存，接收地图选中消息，以备剧本解析模块调用将任务作业文件和地图选中消息；

剧本解析模块，用于将加载到内存的剧本文件通过约定好的解析规则解析出任务和作业，将每个任务下相对应的作业填充到任务的作业集属性部分，以建立任务与作业之间的关联关系；

任务控制模块，用于对剧本解析模块解析出的任务进行任务发布和任务状态更新；

简单作业解析模块，用于对剧本解析模块解析出的作业进行作业发布和作业状态更新；

任务状态监听模块，用于监控任务的作业集的作业状态是否完成和任务目标集属性是否为空；

任务状态同步模块，用于接收任务状态同步消息，更新任务状态，筛选任务，通过任务状态消息广播到各个客户端的任务显示组件；

任务发布模块，用于任务消息的处理以及已发布任务的发布状态回写；

作业发布模块，用于检验简单作业队列中作业的触发条件是否满足，将发布成功后的作业发布状态回写到简单作业发布队列，发布失败后重新发布。

2.根据权利要求1所述的一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，所述剧本解析模块解析出的任务放到任务队列中，作业放到作业预发布队列中。

3.根据权利要求1所述的一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，所述任务控制模块根据任务触发条件判断任务是否可发布，如果是，则将该任务以消息的形式经过消息管理器传递到客户端任务显示组件，并将发布出去任务发布状态属性置于“已发布”状态。

4.根据权利要求3所述的一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，所述触发条件分为条件触发和时间触发，每个任务都有一个或多个触发条件，当所有触发条件都满足后能触发当前任务。

5.根据权利要求1所述的一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，所述任务控制模块接收来自作业执行器反馈回来的作业执行结果消息和角色状态变更消息，根据作业执行结果消息更新任务的完成状态属性和任务下作业集中作业的状态，根据角色状态变更消息检查任务目标集属性中描述的角色状态是否达到，如果达到，立即将该条目标状态删除，反之则不。

6.根据权利要求1所述的一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，所述任务状态监听模块如果发现任务的作业集中所有作业状态都完成则修改任务状态为完成，如果发现任务目标集属性为空则修改任务状态为完成。

7.根据权利要求1所述的一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，所述任务状态同步模块执行以下步骤：

接收来自服务器任务控制器组件发来的消息，分解出消息体中任务实例，遍历任务列表，检查该任务是否在任务队列中存在；

如果存在，则更新任务队列中的任务；如果不存在，则将该任务添加到任务列表并更新状态；

筛选状态改变的任务放到任务发布缓冲队列中；

将待发布显示的任务发送到本地客户端的GUI组件，并将发布出去的任务从缓冲队列中移除。

8.根据权利要求1所述的一种用于三维模拟系统的任务控制系统，其特征在于，所述任务发布模块在接收到客户端发来任务请求消息后时，按任务ID的顺序依次将任务提出并封装成任务消息，发送到客户端任务显示组件。