CN108133099A - 一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法，该实现方法包括多分辨率模型代码实现规范、多分辨率模型交互管理模块、框架公共服务主程序和分辨率转换规则设置模块。本发明提供一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法，帮助开发者实现新模型的开发、已有模型的封装，并提供统一的模型公共功能的底层支撑、交互管理，支持仿真系统中多分辨率模型的动态组装，解决不同分辨率模型的动态切换等问题，能够简化多分辨率仿真模型的开发难度，提高仿真系统的灵活性和开发效率。

Description

一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法

技术领域

本发明涉及一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法。

背景技术

在武器装备体系对抗建模仿真试验中，涉及陆、海、空、导弹、信息战等不同的军兵种类，战略层、战役层、战术层等不同的战斗层次。仿真系统如果用单一模型构建，在综合分析时有很大的局限性。多分辨率模型能够反映系统整体与部分的关系，从不同的视角实现对系统不同层次的抽象和研究，满足仿真实验的多层次需求。

目前，现有技术中，多分辨率在图像视频方面应用较多，在军事领域中的研究主要集中在建模理论方面，以及针对特定业务领域的建模技术，如兵力仿真、雷达仿真、通信仿真、某兵种作战仿真等。目前，还缺乏一种通用的仿真系统建模方法，对不同分辨率模型提供关联关系管理、模型切换规则设置、多分辨率模型的并行运行维护与切换管理，帮助开发人员快速有效地实现多分辨率的仿真系统。因此，迫切需要一种基于多分辨率框架的仿真系统实现方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明采用以下技术方案：一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法，包括多分辨率模型代码实现规范模块、多分辨率模型交互管理模块、框架公共服务主程序和分辨率切换规则设置模块；

所述多分辨率模型代码实现规范模块用于定义一套多分辨率模型的代码生成标准；

所述多分辨率模型交互管理模块用于提供可视化的模型信息注册、交互关系配置界面，编辑仿真系统运行需要加载的模型，并生成模型交互关系配置文件，并且将该文件配置参数以及交互关系发送给模型公共服务模块；

框架公共服务主程序用于为多分辨率模型提供底层的公共功能，包括模型加载、模型初始化、仿真控制命令接收、仿真时钟对时、信息分发和模型销毁；

分辨率切换规则设置模块用于提供可视化的编辑界面，编辑模型切换触发条件，以及条件触发后的模型切换关系，并生成切换配置文件发送给模型公共服务模块。

包括如下步骤：

步骤1，生成多分辨率模型代码：多分辨率模型代码实现规范模块定义了一套模型代码生成规范，该规范定义了模型初始化函数、仿真控制命令接收处理函数、输入数据接收函数、输出数据分发函数、模型销毁函数几个公共函数。模型在实现时，继承规范定义的公共函数基类，重载基类的虚函数，并实现自己的功能，并生成dll文件，按照该标准编写新的模型或封装已有的模型；

步骤2，模型注册与交互配置：按照多分辨率模型代码实现规范模块实现的模型在多分辨率模型交互管理模块中进行模型注册和交互配置，配置的信息包括模型的注册信息和模型交互关系，模型的注册信息包括模型的分类、功能、分辨率和输入输出接口信息；模型交互关系包括框架启动需要加载的模型名称、模型路径、交互接口名称、信息发送模型名称和信息接收模型名称，生成XML格式的模型交互关系配置文件，并发送给框架公共服务主程序；

步骤3，模型分辨率切换规则配置：在分辨率转换规则设置模块中设置模型切换的触发条件，选择在该触发条件下进行转换的模型，生成XML格式的模型切换配置文件，并发送给框架公共服务主程序；

步骤4，多分辨率模型集成与切换：将模型交互关系配置文件中的模型dll文件放入配置中指定的目录，启动框架公共服务主程序，框架公共服务主程序读取步骤2生成的模型交互关系配置文件、步骤3生成的转换配置文件后，加载模型交互关系配置文件中配置的模型，在运行过程中，框架公共服务主程序为模型提供底层的公共功能支持，根据模型交互关系配置文件中配置的模型交互关系在模型之间进行信息分发，当满足模型切换配置文件中的转换条件时，触发不同分辨率的模型进行切换。

所述多分辨率模型代码实现规范模块通过如下函数定义一套模型代码生成标准(只有按照该规范编写新的模型或封装已有的模型，才可以被多分辨率模型框架管理和集成)：

模型初始化函数：该函数没有输入参数，该函数内部处理主要是为模型的参数赋默认的初始值，对模型进行初始化操作。根据模型的实际功能进行实现，在模型加载时调用；

仿真控制命令接收处理函数，该函数输入参数包括仿真控制命令类型(初始化、开始、暂停、结束)、仿真倍数。模型通过该函数接收到仿真命令，并进行相应的处理操作；

输入数据接收函数，该函数输入参数包括接收数据类型、数据内容和数据长度。模型通过该函数接收外部数据，并根据数据类型，进行相应的处理操作；

输出数据分发函数，该函数输出参数包括发送数据类型、发送数据内容、发送数据长度。模型调用该函数将处理后的数据发送出去；

模型销毁函数，该函数没有输入参数，在软件退出时，调用该函数，用于清除模型内存的数据。

步骤2中，对多分辨率模型进行信息注册和交互配置，采用基于XML语言定义的模型描述语言，模型的注册信息描述包括以下标签：

模型的分类标签，用于描述注册模型的分类信息；

模型的功能描述标签，用于描述该模型的基本功能信息；

模型的分辨率描述标签，用于标注该模型的分辨率；

输入接口信息标签，用于描述该模型的输入信息接口；

输出接口信息标签，用于描述该模型的输出信息接口；

在完成模型的信息注册后，对已经注册的模型进行交互配置，并生成模型交互关系配置文件，配置文件内容包括框架启动加载的模型信息和模型交互配置信息两部分：

其中，框架启动加载的模型信息包括模型名称标签、模型路径标签、模型交互状态标签；模型名称标签是在仿真系统中模型的唯一标识名称，模型路径标签是模型在仿真框架调用时保存的绝对路径，模型交互状态标签是标注该模型初始运行时是否进行信息分发；

模型交互配置信息包括交互接口名称标签、信息发送模型名称标签和信息接收模型名称标签；交互接口名称标签是在仿真系统中进行信息交互的信息接口的唯一名称标识，信息发送模型名称标签是发送方模型的唯一名称标识，信息接收模型名称标签是接收方模型的唯一名称标识。

步骤3中，对多分辨率模型进行切换规则配置，采用基于XML语言定义的模型切换配置文件，模型切换配置描述包括以下标签：

模型切换条件标签，用于描述模型分辨率切换的触发条件规则；

初始模型标签，用于描述切换前运行的模型唯一标识；

切换模型标签，用于描述切换后的模型唯一标识。

步骤4中，多分辨率模型的切换方式包含如下两类：

多分辨率模型交互管理模块通过可视化界面配置模型交互配置信息，并将生成的模型交互关系配置文件发送给框架公共服务主程序，框架公共服务主程序在系统运行过程中解析模型交互关系配置文件，在信息分发过程中将交互信息在分辨率适配的模型间进行分发，实现不同功能适应分辨率模型之间的信息交互；

分辨率转换规则设置模块通过可视化界面配置模型切换配置信息，并将生成的模型切换配置文件发送给框架公共服务主程序，框架公共服务主程序在系统运行过程中根据转换触发条件规则，屏蔽向被转换的模型发送交互信息，并且向转换后运行的模型发送交互信息，实现相同功能不能分辨率模型的切换功能。

在仿真系统开发过程中，根据仿真试验的需求目的，需要采用不同多分辨率的仿真模型构建仿真系统。目前多分辨率建模方法有多种，但是建模工具相对缺乏，对不同类型仿真模型分辨率的转换也难以支持。本发明的目的是提供一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法，帮助开发者实现新模型的开发、已有模型的封装，提供统一的模型公共功能的底层支撑、交互管理，支持仿真系统中多分辨率模型的动态组装，解决不同分辨率模型的动态切换等问题，能够简化多分辨率仿真模型的开发难度，提高仿真系统的灵活性和开发效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法组成示意图。

图2多分辨率模型交互配置关系示意图。

图3为模型交互关系配置文件内容。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供的基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法包括多分辨率模型代码实现规范模块1、多分辨率模型交互管理模块2、模型公共服务模块3和分辨率切换规则设置模块4。

本发明的主要方法步骤包括：1)多分辨率模型代码生成；2)模型注册与交互配置；3)模型分辨率切换规则配置；4)多分辨率模型集成与切换。

步骤1，多分辨率模型代码生成。

本发明提供了多分辨率模型代码实现规范。多分辨率模型代码实现规范主要包含以下重要函数：模型初始化函数、仿真控制命令接收处理函数、输入数据接收函数、输出数据分发函数和模型销毁函数。如果模型为新建，则按照规范中规定的函数形式定义该模型的公共函数，并在相应的函数中实现模型的功能；如果模型为现有模型，则按照规范中规定的函数形式定义该模型的公共函数，并将相应功能迁移到相应函数中，生成dll文件，放入统一目录中。

步骤2，模型注册与交互配置。

1)模型信息注册。本发明的多分辨率模型交互管理模块为模型注册提供了可视化界面。注册信息包括模型的分类、功能、分辨率、输入接口、输出接口等。模型的分类根据构建的仿真系统事先定义好，在配置时候进行选择。模型的功能主要是对模型主要功能的描述。分辨率的设置根据实际情况预先定义好，在配置时候进行选择。输入接口、输出接口是模型的输入数据和输出数据信息，可以配置多项。注册完成后进行保存。

2)配置加载模型。根据仿真系统构建的需求，从已经注册的模型中选择需要加载的模型，配置模型的名称、模型存放的路径、默认交互状态信息。模型名称标签是在仿真系统中模型的唯一标识名称，模型路径标签是模型在仿真框架调用时保存的绝对路径，模型交互状态标签是标注该模型初始运行时是否进行信息分发。

3)配置模型交互信息。对2)配置加载模型中加载的模型的交互信息进行配置。配置内容包括交互接口名称标签，信息发送模型名称标签，信息接收模型名称标签；交互接口名称标签是在仿真系统中进行信息交互的信息接口的唯一名称标识，信息发送模型名称标签是发送方模型的唯一名称标识，信息接收模型名称标签是接收方模型的唯一名称标识。

4)生成配置文件。配置完成后生成XML格式的模型交互关系配置文件，并发送给框架公共服务主程序。

步骤3，模型分辨率切换规则配置。

本发明的分辨率转换规则设置模块提供了可视化界面，配置模型切换的触发规则，模型切换配置包括：模型切换条件，用于描述模型分辨率切换的触发条件规则；初始模型，用于描述切换前运行的模型唯一标识；切换模型，用于描述切换后的模型唯一标识。配置完成后生成XML格式的模型切换配置文件，并发送给框架公共服务主程序。

步骤4，多分辨率模型集成与切换。

将模型交互关系配置文件中的模型dll文件放入配置中指定的目录，启动框架公共服务主程序exe，框架公共服务主程序读取模型交互关系配置文件、转换配置文件后，加载相关模型。在运行过程中，框架公共服务主程序为模型提供运行的公共功能支持，根据模型交互关系配置文件中配置的模型交互关系在模型之间进行信息分发，如图2所示。某功能模型1(FunctionModel1)有低分辨率(Funciton1_L)和高分辨率(Funciton1_H)两种分辨率模型，某功能模型2(FunctionModel2)有低分辨率(Funciton2_L)和高分辨率(Funciton2_H)两种分辨率模型。模型交互关系配置文件中配置了两类信息，一、加载模型的基本信息，包含模型名称、模型路径、交互状态、描述信息等；二、模型的交互信息，包含发送模型名称、发送接口名称、接收模型名称和接收接口名称。当FuncitonModel1_L模型发送数据OutputData11，根据模型交互关系配置文件的配置，框架公共服务主程序将数据分发给模型Function2_L，进行数据处理操作。通过这种接口配置的方式，实现相适应的分辨率的模型进行交互。

实施例

本实施例主要包括如下步骤：

步骤1、多分辨率模型代码生成。

根据多分辨率模型代码实现规范定义了一套公共函数基类，如下：

仿真控制命令参数定义：

其中，CreateApp：模型初始化函数，模型加载时调用，用于对模型的内部参数进行初始化操作；

ProcSimCtrlCmd：仿真控制命令接收处理函数，参数AppSimCtrlCmd包括仿真控制命令类型、仿真倍数。模型通过该函数接收到仿真命令，并进行相应的处理操作；

ProcRecvData：输入数据接收函数，输入参数包括pDataName是数据类型，pData是数据内容，len是数据长度。模型通过该函数接收外部数据，并根据数据类型，进行相应的处理操作；

DispatchData：输出数据分发函数，输出参数包括pDataName是数据类型，pData是数据内容，len是数据长度。模型调用该函数将处理后的数据发送出去；

DestroySelf：模型销毁函数，在软件退出时，调用该函数，用于清除模型内存的数据。

基类CFatherApp在框架公共服务主程序中实现，模型在实现时，继承CDemoApp的公共函数基类，并重载基类的虚函数，并实现自己的功能，并生成dll文件，放入目录C:\\Models。

步骤2，模型注册与交互配置。

模型交互关系配置文件内容如图3所示。

配置了需要加载的模型，包括网络通信模型Net.dll，显示模型Display.dll和数据记录模型Log.dll等，他们的交互状态都为true。

交互信息中定义了发送模块、发送接口和目的模块、目的接口。例如，Net.dll模块发送接口数据CmdData，框架公共服务主程序exe分发给Display.dll模块，Display.dll模块接收数据CmdData并进行处理。

步骤3，模型分辨率切换规则配置。

模型切换配置文件内容如下：

当触发切换条件为“1”时，则模型ForceCCModule_H.dll的交互状态为false，ForceCCModule_L.dll交互状态变为true。框架公共服务主程序exe将不再向ForceCCModule_H.dll发送消息，并将消息转发给ForceCCModule_L.dll模型进行处理。

步骤4，多分辨率模型集成与切换。

将模型交互关系配置文件中配置的Net.dll、Display.dll、Log.dll、ForceCCModule_H.dll、QbModule_H.dll等模型文件放入配置中指定的目录，启动框架公共服务主程序exe，框架公共服务主程序exe读取模型交互关系配置文件和转换配置文件，并动态加载dll文件。在运行过程中，框架公共服务主程序exe根据模型交互关系配置文件中配置的模型交互关系，将指定的接口数据进行分发。当触发模型切换条件时，变更分发关系，实现不同分辨率模型的切换。

本发明提供了一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种基于多分辨率模型框架的仿真系统实现方法，其特征在于，包括多分辨率模型代码实现规范模块、多分辨率模型交互管理模块、框架公共服务主程序和分辨率切换规则设置模块；

所述多分辨率模型代码实现规范模块用于定义一套多分辨率模型的代码生成标准；

所述多分辨率模型交互管理模块用于提供可视化的模型信息注册、交互关系配置界面，编辑仿真系统运行需要加载的模型，并生成模型交互关系配置文件，并且将该文件配置参数以及交互关系发送给模型公共服务模块；

框架公共服务主程序是软件启动程序，用于为多分辨率模型提供底层的公共功能，包括模型加载、模型初始化、仿真控制命令接收、仿真时钟对时、信息分发和模型销毁；

分辨率切换规则设置模块用于提供可视化的编辑界面，编辑模型切换触发条件，以及条件触发后的模型切换关系，并生成切换配置文件发送给模型公共服务模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，多分辨率模型代码生成：多分辨率模型代码实现规范模块定义了一套模型代码生成规范，该规范定义了模型初始化函数、仿真控制命令接收处理函数、输入数据接收函数、输出数据分发函数、模型销毁函数；如果模型为新建，则按照规范中规定的函数形式定义该模型的公共函数，并在相应的函数中实现模型的功能；如果模型为已有模型，则按照规范中规定的函数形式定义该模型的公共函数，并将相应功能迁移到相应函数中，生成模型dll文件；

步骤2，模型注册与交互配置：按照多分辨率模型代码实现规范模块实现的模型在多分辨率模型交互管理模块中进行模型注册和交互配置，配置的信息包括模型的注册信息和模型交互关系，模型的注册信息包括模型的分类、功能、分辨率和输入输出接口信息；模型交互关系包括框架启动需要加载的模型名称、模型路径、交互接口名称、信息发送模型名称和信息接收模型名称，生成XML格式的模型交互关系配置文件，并发送给框架公共服务主程序；

步骤3，模型分辨率切换规则配置：在分辨率转换规则设置模块中设置模型切换的触发条件，选择在该触发条件下进行转换的模型，生成XML格式的模型切换配置文件，并发送给框架公共服务主程序；

步骤4，多分辨率模型集成与切换：将模型交互关系配置文件中的模型dll文件放入配置中指定的目录，启动框架公共服务主程序，框架公共服务主程序读取步骤2生成的模型交互关系配置文件、步骤3生成的模型切换配置文件后，加载模型交互关系配置文件中配置的模型，在运行过程中，框架公共服务主程序为模型提供底层的公共功能支持，根据模型交互关系配置文件中配置的模型交互关系在模型之间进行信息分发，当满足模型切换配置文件中的转换条件时，触发不同分辨率的模型进行切换。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多分辨率模型代码实现规范模块通过如下函数定义一套模型代码生成规范：

模型初始化函数：该函数没有输入参数，该函数内部处理是为模型的参数赋默认的初始值，对模型进行初始化操作，根据模型的实际功能进行实现，在模型加载时调用；

仿真控制命令接收处理函数：该函数输入参数包括仿真控制命令类型和仿真倍数，控制命令类型包括初始化、开始、暂停、结束，模型通过该函数接收到仿真命令，并进行相应的处理操作；

输入数据接收函数：该函数输入参数包括接收数据类型、数据内容和数据长度，模型通过该函数接收外部数据，并根据数据类型，进行相应的处理操作；

输出数据分发函数：该函数输出参数包括发送数据类型、发送数据内容、发送数据长度，模型调用该函数将处理后的数据发送出去；

模型销毁函数：该函数没有输入参数，在软件退出时，调用该函数，用于清除模型内存的数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中，对多分辨率模型进行信息注册和交互配置，采用基于XML语言定义的模型描述语言，模型的注册信息描述包括以下标签：

模型的分类标签，用于描述注册模型的分类信息；

模型的功能描述标签，用于描述该模型的基本功能信息；

模型的分辨率描述标签，用于标注该模型的分辨率；

输入接口信息标签，用于描述该模型的输入信息接口；

输出接口信息标签，用于描述该模型的输出信息接口；

在完成模型的信息注册后，对已经注册的模型进行交互配置，并生成模型交互关系配置文件，配置文件内容包括框架启动加载的模型信息和模型交互配置信息两部分：

其中，框架启动加载的模型信息包括模型名称标签、模型路径标签、模型交互状态标签；模型名称标签是在仿真系统中模型的唯一标识名称，模型路径标签是模型在仿真框架调用时保存的绝对路径，模型交互状态标签是标注该模型初始运行时是否进行信息分发；

模型交互配置信息包括交互接口名称标签、信息发送模型名称标签和信息接收模型名称标签；交互接口名称标签是在仿真系统中进行信息交互的信息接口的唯一名称标识，信息发送模型名称标签是发送方模型的唯一名称标识，信息接收模型名称标签是接收方模型的唯一名称标识。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中，对多分辨率模型进行切换规则配置，采用基于XML语言定义的模型切换配置文件，模型切换配置描述包括以下标签：

模型切换条件标签，用于描述模型分辨率切换的触发条件规则；

初始模型标签，用于描述切换前运行的模型唯一标识；

切换模型标签，用于描述切换后的模型唯一标识。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤4中，多分辨率模型的切换方式包含如下两类：

多分辨率模型交互管理模块通过可视化界面配置模型交互配置信息，并将步骤2生成的模型交互关系配置文件发送给框架公共服务主程序，框架公共服务主程序在系统运行过程中读取XML格式的模型交互关系配置文件并进行解析，在信息分发过程中将交互信息在分辨率适配的模型间进行分发，实现不同功能分辨率相适应的模型之间的信息交互；

分辨率转换规则设置模块通过可视化界面配置模型切换配置信息，并将生成的模型切换配置文件发送给框架公共服务主程序，框架公共服务主程序在系统运行过程中根据转换触发条件规则，屏蔽向被转换的模型发送交互信息，并且向转换后运行的模型发送交互信息，实现相同功能不同分辨率模型的切换功能。