CN112558903A - 一种基于组件的分布式仿真模型显控系统和交互方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一个实施例公开了一种基于组件的分布式仿真模型显控系统和交互方法，包括：仿真引擎，N个显控软件，仿真引擎端的显控协议调度模块，显控软件端的显控协议调度模块和显控协议策略配置文件；其中，所述仿真引擎包含N个仿真模型组件，同时加载显控协议调度模块，显控软件端分别各自加载显控软件调度模块；显控协议调度模块初始化时加载、解析显控协议策略配置文件。本发明提供显控协议调度模块，以处理显示消息和控制消息，直接与仿真引擎进行交互，从而与仿真模型组件解耦，实现灵活的显控消息处理机制；提供仿真模型组件显控协议策略配置文件，实现在系统层面上完成显控协议的通信方式、通信参数的灵活配置。

Description

一种基于组件的分布式仿真模型显控系统和交互方法
技术领域
本发明涉及分布交互仿真领域。更具体地，涉及一种基于组件的分布式仿真模型显控系统和交互方法。
背景技术
随着并行仿真技术和分布式仿真技术的发展，并行仿真技术和分布式仿真技术的结合越来越普遍，新型的大型仿真系统往往既利用了高性能并行技术，也使用了分布式网络仿真技术。仿真系统的显控软件通常是仿真系统的重要展示窗口和操作界面，但是并不是仿真系统不可或缺的一部分，对于以数据分析为目的仿真系统，通常为了更高效的仿真效率，而不提供显控界面软件。
传统的高性能仿真系统通常采用集中式高性能多线程并行方式，而不具备用户显控界面，而传统的分布式仿真系统通常采用HLA、DIS等分布式仿真支撑平台来实现，通常将仿真显控界面和仿真模型集中在一起。目前，对于并行引擎扩展支持显控的方式，主要是通过模型组件发送和接收网络报文，或者仿真模型组件直接嵌入显控界面，前一种方式需要模型组件开发人员处理底层网络报文，后一种方式将模型逻辑代码和模型显控代码耦合过深，均对于模型性能和开发人员不友好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于组件的分布式仿真模型显控系统和交互方法，为解决在目前的仿真模型与显控界面部分耦合较深、仿真模型开发人员需要处理底层网络通信的问题，本发明提供一种与仿真模型组件解耦的方法，实现仿真模型组件处理显控消息像处理逻辑输入输出接口一样简单，并同时提供仿真模型计算的性能和对开发人员的友好性。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于组件的分布式仿真模型显控系统，包括：
仿真引擎，N个显控软件，仿真引擎端的显控协议调度模块，显控软件端的显控协议调度模块和显控协议策略配置文件；其中，所述仿真引擎包含N个仿真模型组件，同时加载显控协议调度模块，显控软件端分别各自加载显控软件调度模块；
显控协议调度模块初始化时加载、解析显控协议策略配置文件，对显控协议调度模块的运行时进行配置，实现不同的运行时行为；
所述仿真模型组件发出显示消息，仿真引擎将所述显示消息转发给仿真引擎端的显控协议调度模块，所述仿真引擎端的显控协议调度模块将显示消息的协议报文发送给显控软件端的显控协议调度模块，显控软件端的显控协议调度模块解析协议报文，并将协议内容传给显控软件；
所述显控软件发出控制消息，显控软件端的显控协议调度模块将控制消息的协议报文发送给仿真引擎端的显控协议调度模块，仿真引擎端的显控协议调度模块解析协议报文，并将协议内容传给仿真引擎，仿真引擎将数据传给各个仿真模型组件。
在一个具体实施例中，所述仿真引擎端的显控协议调度模块与显控软件端的显控协议调度模块之间通过网络进行通信。
在一个具体实施例中，所述仿真引擎端的显控协议调度模块能够通过所述显控协议策略配置文件指定仿真模型组件显示消息发送的具体目的显控软件和网络类型。
在一个具体实施例中，所述显控软件端的显控协议调度模块能够通过传入不同参数指定控制消息发送的具体目的仿真模型组件和网络类型。
在一个具体实施例中，所述显控协议调度模块包括：运行动态链接库、编译库文件和声明文件，其中，运行动态链接库在Windows操作系统下表现为dll文件、在Linux下表现为so文件，编译库文件在Windows下表现为lib文件、在Linux下表现为.a文件，声明文件采用C/C++语言时为C/C++头文件。
在一个具体实施例中，所述声明文件包括对显示消息发送方法的声明和控制消息接收方法的声明，显示消息发送方法用于仿真引擎转发仿真模型组件的输出数据，控制消息接收方法向仿真引擎传递显控软件发来的控制数据。
在一个具体实施例中，所述显控协议策略配置文件包含显控协议调度模块的启用和禁用配置、模型交互数据过滤、交互网络类型和交互网络参数的参数配置。
第二方面，本发明还提供一种利用第一方面所述的系统进行交互的方法，包括：配置仿真引擎端的显控协议策略配置文件，指定需要进行显示协议转发和控制协议接收的模型组件、交互数据类型、通信方式、通信IP地址和通信端口，仿真引擎加载显控协议调度模块，启动时解析显控协议策略配置文件，并加载显控协议策略；
配置仿真模型的N个显控软件的显控协议策略配置文件，指定需要进行显示协议转发和控制协议接收的模型组件、交互数据类型、通信方式、通信IP地址和通信端口，仿真模型显控软件加载显控协议调度模块，启动时解析显控协议策略配置文件，并加载显控协议策略；
仿真引擎开始仿真，调度仿真模型组件1到模型组件N运行，仿真模型组件之间交互仿真数据；
仿真引擎根据显控协议策略配置文件，将指定仿真模型组件的指定显示消息通过指定的网络进行发送，发送到指定的目标地址和端口；
显控软件端的显控协议调度模块根据显控协议策略配置文件，接收仿真引擎端发送的显示消息，并传递给显控软件进行显示和处理；
显控软件端的显控协议调度模块将控制消息通过指定的网络类型发送到指定的地址和端口；
仿真引擎接收到控制消息后，将消息转发传递给对应的仿真模型组件，从而完成仿真显示和控制消息的交互。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种基于组件的分布式仿真模型显控系统和交互方法，其优点主要体现在以下几方面，一是将仿真模型显控处理与模型的实现进行解耦，用户直接关注仿真的业务模型，而不需要关注仿真显示消息如何发出、控制消息如何接收，提高系统的稳定性；二是可以灵活配置显控软件，而显控的处理几乎不占用模型处理的时间，从而提高仿真计算的效率，尤其是关注统计仿真的情况下，能够兼具集中并行仿真效率高和分布式显控的双重优势；三是使用本发明对于现有的集中式仿真引擎进行扩展时，无需修改用户仿真模型的接口，即可扩展仿真模型的显控能力，提高系统开发的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本发明一个实施例的基于组件的分布式仿真模型显控系统的组成结构图。
图2示出根据本发明一个实施例的基于组件的分布式仿真模型显控交互内容示意图。
具体实施方式
为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明一是提供显控协议调度模块，以处理显示消息和控制消息，直接与仿真引擎进行交互，从而与仿真模型组件解耦，实现灵活的显控消息处理机制；二是提供仿真模型组件显控协议策略配置文件，实现在系统层面上完成显控协议的通信方式、通信参数的灵活配置，支持TCP、UDP、组播等灵活的通信方式，而且对于仿真模型组件是透明的，提高了系统的灵活性。
第一实施例
如图1所示，本发明的一个实施例公开了一种基于组件的分布式仿真模型显控系统，包括：
仿真引擎，N个显控软件，仿真引擎端的显控协议调度模块，显控软件端的显控协议调度模块和显控协议策略配置文件；其中，所述仿真引擎包含N个仿真模型组件，同时加载显控协议调度模块动态链接库，显控软件端分别各自加载显控软件调度模块动态链接库；所述显控协议调度模块的主要功能是发送显示消息和接收控制消息，其形式为动态链接库。
显控协议调度模块初始化时加载、解析显控协议策略配置文件，对显控协议调度模块的运行时进行配置，实现不同的运行时行为；在一个具体实施例中，所述仿真引擎端的显控协议调度模块与显控软件端的显控协议调度模块之间通过网络进行通信。
仿真运行过程中，所述仿真模型组件发出显示消息，仿真引擎将所述显示消息转发给仿真引擎端的显控协议调度模块，所述仿真引擎端的显控协议调度模块将显示消息的协议报文通过网络发送给显控软件1到显控软件N端的显控协议调度模块，可以通过所述显控协议策略配置文件指定仿真模型组件显示消息发送的具体目的显控软件和网络类型，显控软件端的显控协议调度模块解析协议报文，并将协议内容传给显控软件；所述显控软件1到显控软件N发出控制消息，显控软件端的显控协议调度模块将控制消息的协议报文通过网络发送给仿真引擎端的显控协议调度模块，可以通过传入不同参数指定控制消息发送的具体目的仿真模型组件和网络类型，仿真引擎端的显控协议调度模块解析协议报文，并将协议内容传给仿真引擎，仿真引擎将数据传给各个仿真模型组件。
在一个具体实施例中，所述显控协议调度模块包括：运行动态链接库、编译库文件和声明文件，其中，运行动态链接库在Windows操作系统下表现为dll文件、在Linux下表现为so文件，编译库文件在Windows下表现为lib文件、在Linux下表现为.a文件，声明文件采用C/C++语言时为C/C++头文件。所述声明文件包括对显示消息发送方法的声明和控制消息接收方法的声明，显示消息发送方法用于仿真引擎转发仿真模型组件的输出数据，控制消息接收方法向仿真引擎传递显控软件发来的控制数据。显控协议调度模块与仿真引擎交互，而不与仿真模型组件直接交互，从而避免传统仿真引擎改造带来模型组件代码的更改。
在一个具体实施例中，所述显控协议策略配置文件包含显控协议调度模块的启用和禁用配置、模型交互数据过滤、交互网络类型和交互网络参数的参数配置，模型交互数据过滤的可以通过模型组件名、模型组件交互数据类型等进行过滤，交互网络类型可以指定使用TCP、UDP或组播方式，交互网络参数可以指定IP地址、端口、网络TTL值等。
第二实施例
本发明的一个实施例还公开了一种利用第一实施例所述的系统进行交互的方法，包括：配置仿真引擎端的显控协议策略配置文件，指定需要进行显示协议转发和控制协议接收的模型组件、交互数据类型、通信方式、通信IP地址和通信端口，仿真引擎加载显控协议调度模块，启动时解析显控协议策略配置文件，并加载显控协议策略；
配置仿真模型的N个显控软件的显控协议策略配置文件，指定需要进行显示协议转发和控制协议接收的模型组件、交互数据类型、通信方式、通信IP地址和通信端口，仿真模型显控软件加载显控协议调度模块，启动时解析显控协议策略配置文件，并加载显控协议策略；
根据本发明一个实施例的基于组件的分布式仿真模型显控交互内容示意图具体如图2所示，仿真引擎开始仿真，调度仿真模型组件1到模型组件N运行，仿真模型组件之间交互仿真数据；
仿真引擎根据显控协议策略配置文件，将指定仿真模型组件的指定显示消息通过指定的网络进行发送，发送到指定的目标地址和端口；
显控软件端的显控协议调度模块根据显控协议策略配置文件，接收仿真引擎端发送的显示消息，并传递给显控软件进行显示和处理；
显控软件端的显控协议调度模块将控制消息通过指定的网络类型发送到指定的地址和端口；
仿真引擎接收到控制消息后，将消息转发传递给对应的仿真模型组件，从而完成仿真显示和控制消息的交互。
本发明提供的一种基于组件的分布式仿真模型显控系统和交互方法，其优点主要体现在以下几方面，一是将仿真模型显控处理与模型的实现进行解耦，用户直接关注仿真的业务模型，而不需要关注仿真显示消息如何发出、控制消息如何接收，提高系统的稳定性；二是可以灵活配置显控软件，而显控的处理几乎不占用模型处理的时间，从而提高仿真计算的效率，尤其是关注统计仿真的情况下，能够兼具集中并行仿真效率高和分布式显控的双重优势；三是使用本发明对于现有的集中式仿真引擎进行扩展时，无需修改用户仿真模型的接口，即可扩展仿真模型的显控能力，提高系统开发的效率。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种基于组件的分布式仿真模型显控系统，其特征在于，包括：
仿真引擎，N个显控软件，仿真引擎端的显控协议调度模块，显控软件端的显控协议调度模块和显控协议策略配置文件；其中，所述仿真引擎包含N个仿真模型组件，同时加载显控协议调度模块，显控软件端分别各自加载显控软件调度模块；
显控协议调度模块初始化时加载、解析显控协议策略配置文件，对显控协议调度模块的运行时进行配置，实现不同的运行时行为；
所述仿真模型组件发出显示消息，仿真引擎将所述显示消息转发给仿真引擎端的显控协议调度模块，所述仿真引擎端的显控协议调度模块将显示消息的协议报文发送给显控软件端的显控协议调度模块，显控软件端的显控协议调度模块解析协议报文，并将协议内容传给显控软件；
所述显控软件发出控制消息，显控软件端的显控协议调度模块将控制消息的协议报文发送给仿真引擎端的显控协议调度模块，仿真引擎端的显控协议调度模块解析协议报文，并将协议内容传给仿真引擎，仿真引擎将数据传给各个仿真模型组件。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述仿真引擎端的显控协议调度模块与显控软件端的显控协议调度模块之间通过网络进行通信。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述仿真引擎端的显控协议调度模块能够通过所述显控协议策略配置文件指定仿真模型组件显示消息发送的具体目的显控软件和网络类型。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述显控软件端的显控协议调度模块能够通过传入不同参数指定控制消息发送的具体目的仿真模型组件和网络类型。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述显控协议调度模块包括：运行动态链接库、编译库文件和声明文件，其中，运行动态链接库在Windows操作系统下表现为dll文件、在Linux下表现为so文件，编译库文件在Windows下表现为lib文件、在Linux下表现为.a文件，声明文件采用C/C++语言时为C/C++头文件。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述声明文件包括对显示消息发送方法的声明和控制消息接收方法的声明，显示消息发送方法用于仿真引擎转发仿真模型组件的输出数据，控制消息接收方法向仿真引擎传递显控软件发来的控制数据。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述显控协议策略配置文件包含显控协议调度模块的启用和禁用配置、模型交互数据过滤、交互网络类型和交互网络参数的参数配置。
8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的系统进行交互的方法，其特征在于，包括：
配置仿真引擎端的显控协议策略配置文件，指定需要进行显示协议转发和控制协议接收的模型组件、交互数据类型、通信方式、通信IP地址和通信端口，仿真引擎加载显控协议调度模块，启动时解析显控协议策略配置文件，并加载显控协议策略；
配置仿真模型的N个显控软件的显控协议策略配置文件，指定需要进行显示协议转发和控制协议接收的模型组件、交互数据类型、通信方式、通信IP地址和通信端口，仿真模型显控软件加载显控协议调度模块，启动时解析显控协议策略配置文件，并加载显控协议策略；
仿真引擎开始仿真，调度仿真模型组件1到模型组件N运行，仿真模型组件之间交互仿真数据；
仿真引擎根据显控协议策略配置文件，将指定仿真模型组件的指定显示消息通过指定的网络进行发送，发送到指定的目标地址和端口；
显控软件端的显控协议调度模块根据显控协议策略配置文件，接收仿真引擎端发送的显示消息，并传递给显控软件进行显示和处理；
显控软件端的显控协议调度模块将控制消息通过指定的网络类型发送到指定的地址和端口；
仿真引擎接收到控制消息后，将消息转发传递给对应的仿真模型组件，从而完成仿真显示和控制消息的交互。
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