CN113268895A - 基于语义映射的组合仿真方法、装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基于语义映射的组合仿真方法、装置、设备和介质，方法包括：获取组合仿真任务，组合仿真任务包含多个仿真事件，仿真事件由多个仿真部件连接构成；通过定义仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将仿真部件转化为原子模型，将组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；根据组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；根据语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型，将可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。采用本方法能够建立仿真系统构建与仿真语境约束之间的联系、建模过程简单迅速、建模结果方便组合。

Description

基于语义映射的组合仿真方法、装置、设备和介质

技术领域

本申请涉及系统建模与仿真技术领域，特别是涉及一种基于语义映射的组合仿真方法、装置、设备和介质。

背景技术

建模与仿真（M&S）是一门新兴学科，建模是将现实中的数据、过程、限制等抽象为各种模型，而仿真则是模型的执行。经过多年的发展，目前组合仿真已经成为建模与仿真领域的研究热点。

在组合仿真的方法上，主要包括：基于公共模型库（Common Library Approach，CLA）的方法、基于产品线（Product Line，PL）的方法、基于模型驱动架构（Model DrivenArchitecture，MDA）的方法，以及基于互操作协议（Interoperability ProtocolApproach，IPA）的方法等。

虽然目前已经有很多关于仿真组件组合的研究，也取得了一定的进展，但是仍然存在以下问题需要解决：

1.在语义组合问题研究上的力度和深度还不够，主要关注语法、语义规则上的组合问题，尚未出现较为成熟的支持工程化的仿真模型语义组合仿真技术体系。

2.在组合仿真形式化建模上，仅仅注重仿真模型的建模方法研究，关于仿真模型语义形式化描述的研究还不多，在仿真组件和仿真需求建模过程中未考虑仿真语境因素的描述，忽视了仿真系统构建与仿真语境约束之间的内在联系。

3.在仿真模型发现方面，以网格和云计算技术为代表的网络技术高度发展，仿真组件的规模越来越庞大，结构越来越复杂，如何在这种情况下选择最合适的仿真模型参与组合成为组合仿真技术发展的重点和难点。

4.在仿真组合性质分析方面，由于在建模过程中忽略了仿真语境因素，难以判断仿真模型是否支持指定仿真语境下的重用。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于语义映射的组合仿真方法，能够建立仿真系统构建与仿真语境约束之间的联系、建模过程简单迅速、建模结果方便组合。

基于语义映射的组合仿真方法，所述方法包括：

获取组合仿真任务；所述组合仿真任务包含多个仿真事件；所述仿真事件由多个仿真部件连接构成；

通过定义所述仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将所述仿真部件转化为原子模型；根据所述原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将所述组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；

根据所述组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；所述语法层组合仿真模型中包括：所述原子模型对应的原子模型模板以及所述连接关系对应的关系模板；

根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型；将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

在其中一个实施例中，所述原子模型构成语义层抽象类集合；所述连接关系构成语义层元关系集合；根据所述语义层抽象类集合和所述语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵；

所述原子模型模板构成语法层抽象类集合；所述关系模板构成语法层元关系集合；根据所述语法层抽象类集合和所述语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵；

根据所述映射关系，得到语义层向语法层转换的映射矩阵。

在其中一个实施例中，根据所述语义层抽象类集合和所述语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵，包括：

将所述语义层抽象类集合和所述语义层元关系集合分别排序并编号，提取所述语义层抽象类集合中原子模型的编号以及所述语义层元关系集合中连接关系的编号，得到对应的语义矩阵；

根据所述语法层抽象类集合和所述语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵包括：

将所述语法层抽象类集合和所述语法层元关系集合分别排序并编号，提取所述语法层抽象类集合中原子模型模板的编号以及所述语法层元关系集合中关系模板的编号，得到对应的语法矩阵。

在其中一个实施例中，根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型包括：

根据所述语义层抽象类集合和所述语法层抽象类集合，建立可执行层抽象类集合；

根据所述语义层元关系集合和所述语法层元关系集合，建立可执行层元关系集合；

根据所述可执行层抽象类集合和所述可执行层元关系集合，建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型。

在其中一个实施例中，将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真包括：

根据所述可执行层组合仿真模型，建立模型实例，得到模型实例矩阵；

根据所述模型实例矩阵和所述映射关系对应的映射矩阵，得到模型实例组合矩阵；

将所述模型实例组合矩阵输入仿真系统进行组合仿真。

在其中一个实施例中，所述内部执行逻辑包括：

时间转移函数、事件响应函数、初始化函数和终止化函数。

在其中一个实施例中，所述外部接口逻辑包括：

配置端口、数据端口、状态端口、服务端口和驱动端口。

基于语义映射的组合仿真装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取组合仿真任务；所述组合仿真任务包含多个仿真事件；所述仿真事件由多个仿真部件连接构成；

语义层组合仿真模型建立模块，用于通过定义所述仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将所述仿真部件转化为原子模型；根据所述原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将所述组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；

语法层组合仿真模型建立模块，用于根据所述组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；所述语法层组合仿真模型中包括：所述原子模型对应的原子模型模板以及所述连接关系对应的关系模板；

仿真模块，用于根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型；将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取组合仿真任务；所述组合仿真任务包含多个仿真事件；所述仿真事件由多个仿真部件连接构成；

通过定义所述仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将所述仿真部件转化为原子模型；根据所述原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将所述组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；

根据所述组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；所述语法层组合仿真模型中包括：所述原子模型对应的原子模型模板以及所述连接关系对应的关系模板；

根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型；将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取组合仿真任务；所述组合仿真任务包含多个仿真事件；所述仿真事件由多个仿真部件连接构成；

通过定义所述仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将所述仿真部件转化为原子模型；根据所述原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将所述组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；

根据所述组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；所述语法层组合仿真模型中包括：所述原子模型对应的原子模型模板以及所述连接关系对应的关系模板；

根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型；将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

上述基于语义映射的组合仿真方法，根据组合仿真任务，确定了语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，采取两级建模的方式进行分层解耦，其中，语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型中均是通过内部执行逻辑、外部接口逻辑和仿真部件之间的连接关系进行定义的，并建立了语义层向语法层转换的映射关系，得到每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型，实现了组合建模与系统的组合仿真。本方法能够建立仿真系统构建与仿真语境约束（包括语法和语义）之间的联系，建模过程简单迅速、高效直观，建模结果方便组合、实用性强，实现了仿真模型的快速、高置信度的组合，支持指定仿真语境下的重用和工程化的仿真技术，对知识结构的要求比较低，扩展了组合建模与系统组合仿真的应用范围。

附图说明

图1为一个实施例中组合仿真方法的流程示意图；

图2为一个实施例中原子模型的示意图；

图3为一个实施例中组合模型的示意图；

图4为一个实施例中组合仿真模型的二维示意图；

图5为一个实施例中组合仿真模型的三维示意图；

图6为一个实施例中语法层组合仿真模型的示意图；

图7为一个实施例中语义层组合仿真模型的示意图；

图8为一个实施例中可执行层组合仿真模型的一个示意图；

图9为一个实施例中可执行层组合仿真模型的另一个示意图；

图10为一个实施例中组合仿真装置的结构框图；

图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

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。

本申请提供的一种基于语义映射的组合仿真方法，在一个实施例中，如图1所示，包括以下步骤：

步骤102，获取组合仿真任务；组合仿真任务包含多个仿真事件；仿真事件由多个仿真部件连接构成。

步骤104，通过定义仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将仿真部件转化为原子模型；根据原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型。

步骤106，根据组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；语法层组合仿真模型中包括：原子模型对应的原子模型模板以及连接关系对应的关系模板。

步骤108，根据语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型；将可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

具体的，一项组合仿真任务可以包含多个仿真事件，每个仿真事件包含多个仿真部件，各仿真部件之间具有一定的连接关系，同一仿真部件可以参与不同的仿真事件。

内部执行逻辑是仿真部件在参与仿真事件时系统执行的运算关系，包括初始化函数、终止化函数等。

外部接口逻辑是仿真部件的各个端口，用于与其他仿真部件进行连接、通信，包括配置端口、数据端口等。

内部执行逻辑和外部接口逻辑组成IOCM建模规范，该建模规范基于面向接口的编程理念，加入“组合优于继承”思想，将模型的内部行为与外部接口规范化、标准化，为模型之间的互联互通互操作提供基本依据，该建模规范可以实现组合建模。

组合建模是一种不同于传统建模流程的新型的建模方法，要求在建模之前先积累低层次的模型库，然后通过对低层次的模型进行组合拼装，形成高层次的组合模型。

模型库是一系列仿真模型的集合。仿真模型是通过主观意识借助实体或者虚拟表现构成客观阐述形态结构的一种表达目的的物件。

按照模型的层级不同，仿真模型可分为原子模型与组合模型。原子模型和组合模型均符合IOCM建模规范。

原子模型是不可再分割的模型，是构成组合仿真模型的基础，接口组成包括输入接口、输出接口和计算接口，如图2所示。

组合模型是通过组装关联功能的多个原子模型生成的，组合模型内部通过连线和映射统一内部接口和外部接口，如图3所示。

语义层组合仿真模型、语法层组合仿真模型、可执行层组合仿真模型都是组合模型，是面向某种仿真应用需求建立的系统化模型集合，包括模型描述、模型端口、模型协议、交互关系等方面。

语义层组合仿真模型是在语义层面进行仿真的组合模型，是将组合仿真任务转化得到的，可以直接人为识别、理解。

语法层组合仿真模型是在语法层面进行仿真的组合模型，是可以根据组合仿真任务在仿真系统中获取的，可以由仿真系统或计算机识别、计算、执行等。

语法层组合仿真模型的原子模型模板和关系模板，与语义层组合仿真模型的原子模型和连接关系是对应的。

可执行层组合仿真模型是可以被仿真系统或计算机处理但又涵盖了人为需求的组合模型。

根据语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，可以得到语义层向语法层转换的映射关系，从而可以建立可执行层组合仿真模型，可执行层组合仿真模型将人为识别的组合仿真任务转换为仿真系统可以识别和执行的模型，可以直接输入仿真系统进行仿真，可执行层组合仿真模型与仿真事件一一对应。

仿真系统即执行系统仿真的系统。系统仿真是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。

在实际应用中，语法层的语言和语义层的语言互不兼容，如果想要执行语义层的需求，就需要技术人员同时对语法和语义进行建模和仿真，对知识结构的要求比较高。而本实施例中，可以直接输入语义层的需求，就可以进行仿真，简化了整个过程。

上述基于语义映射的组合仿真方法，根据组合仿真任务，确定了语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，采取两级建模的方式进行分层解耦，其中，语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型中均是通过内部执行逻辑、外部接口逻辑和仿真部件之间的连接关系进行定义的，并建立了语义层向语法层转换的映射关系，得到每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型，实现了组合建模与系统的组合仿真。本方法能够建立仿真系统构建与仿真语境约束（包括语法和语义）之间的联系，建模过程简单迅速、高效直观，建模结果方便组合、实用性强，实现了仿真模型的快速、高置信度的组合，支持指定仿真语境下的重用和工程化的仿真技术，对知识结构的要求比较低，扩展了组合建模与系统组合仿真的应用范围。

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，原子模型构成语义层抽象类集合；连接关系构成语义层元关系集合；根据语义层抽象类集合和语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵；原子模型模板构成语法层抽象类集合；关系模板构成语法层元关系集合；根据语法层抽象类集合和语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵；根据映射关系，得到语义层向语法层转换的映射矩阵。

对IOCM仿真模型按照类型和接口分类，提出IOCM抽象类的概念。抽象类即把握了类本质的属性并加以抽象，是具备某一共性的类的集合。梳理仿真模型内的抽象类基础类型，可形成离散化的抽象类空间，如[CA、CB、CC...]。不同的仿真模型可以得到不同的抽象类空间，抽象类空间是抽象类的集合。

与仿真模型对应的连接关系，具备配置关系（RA）、数据关系（RB）、服务关系（RC）、驱动关系（RD）、状态共享关系(RE)五种类型。对上述关系进行特化可以得到不同的模型关系，采取下划线的命名方式，如RA_1、RA_2、RB_1等，通过定义元关系，可形成离散化的元关系空间，如[RA_1、RA_2、RC_1、RD_2...]。不同的仿真模型可以得到不同的元关系空间，元关系空间是元关系的集合。

如图4所示，元关系连接的是两个抽象类，因此在语义层和语法层的抽象类空间与语义层和语法层的元关系空间内，通过定义抽象类型、关系类型两个维度，即可对语义层和语法层的组合空间进行建模，形成了一个个离散化的水平二维向量。

如图5所示，三维表示为一系列的空间点集。

使用矩阵表示语义层和语法层的组合空间为三维矩阵，即[来源抽象类集，目标抽象类集，元关系集]，得到语义矩阵和语法矩阵。

映射矩阵是一个矩阵通过一定变换得到的另一个矩阵，这个矩阵变换的方式叫做矩阵映射，如加法变换、乘法变换、转置变换、求逆矩阵等。映射矩阵是一个关系矩阵，代表了语义层向语法层转换的关系。

语义层组合仿真模型、语法层组合仿真模型以及映射关系都可以使用矩阵表示，通过数学语言进行建模分析，使用矩阵描述交互关系，避免了大量的逻辑规则的编程与规则库的维护，从而实现灵活的组合建模和系统组合仿真。

在一个实施例中，根据语义层抽象类集合和语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵，包括：将语义层抽象类集合和语义层元关系集合分别排序并编号，提取语义层抽象类集合中原子模型的编号以及语义层元关系集合中连接关系的编号，得到对应的语义矩阵；根据语法层抽象类集合和语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵包括：将语法层抽象类集合和语法层元关系集合分别排序并编号，提取语法层抽象类集合中原子模型模板的编号以及语法层元关系集合中关系模板的编号，得到对应的语法矩阵。

对原子模型和连接关系分别排序并编号，然后根据两个原子模型及其连接关系得到对应的语义矩阵，再依次操作可以得到所有的语义矩阵。

对原子模型模板和关系模板分别排序并编号，然后根据两个原子模型模板及其对应的关系模板得到对应的语法矩阵，再依次操作可以得到所有的语法矩阵。

在一个实施例中，根据语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型包括：根据语义层抽象类集合和语法层抽象类集合，建立可执行层抽象类集合；根据语义层元关系集合和语法层元关系集合，建立可执行层元关系集合；根据可执行层抽象类集合和可执行层元关系集合，建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型。

为了将语义层的信息用语法层处理，就需要将语义层的模型和语法层的模型建立联系，以便得到可执行层的模型。可执行层是将语义层向语法层转换并综合语法层得到的层次，是可以被仿真系统识别和执行的。

将语义层抽象类集合向语法层转换并综合语法层抽象类集合，可以得到可执行层抽象类集合。

将语义层元关系集合向语法层转换并综合语法层元关系集合，可以得到可执行层元关系集合。

根据可执行层抽象类集合和可执行层元关系集合，按照仿真事件，建立可执行层组合仿真模型，每个仿真事件都可得到对应的可执行层组合仿真模型。

在一个实施例中，将可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真包括：根据可执行层组合仿真模型，建立模型实例，得到模型实例矩阵；根据模型实例矩阵和映射关系对应的映射矩阵，得到模型实例组合矩阵；将模型实例组合矩阵输入仿真系统进行组合仿真。

映射矩阵是一个关系矩阵，而模型实例矩阵赋予了实际取值，两者结合得到的矩阵是可以在仿真系统中被直接处理的最终矩阵，即可执行、可组合。

在一个实施例中，内部执行逻辑包括：时间转移函数、事件响应函数、初始化函数和终止化函数。

时间转移函数可以描述各原子模型之间对于时间的不同响应。

事件响应函数可以描述各原子模型之间的执行动作，可以是攻击、发射、探测、采集等。

初始化函数可以描述各原子模型之间的初始关系。

终止化函数可以描述各原子模型之间的终止关系。

在一个实施例中，外部接口逻辑包括：配置端口、数据端口、状态端口、服务端口和驱动端口。

配置端口用于参数化建模，模型读取配置端口的信息完成初始化工作，配置可由一个模型传递给另一个模型，完成模型内部的配置分发。

数据端口是模型之间的数据交互端口，发送方主动发送，接收方异步接收，回调数据响应函数进行数据处理。

状态端口是获取或设置模型状态的端口，读取数据采取主动获取的方式，即“拉”数据。数据发布者不显式发布数据，数据订阅者当需要状态数据时，采取GET方式获取端口数据，不绑定响应事件。数据更新者可采取SET方式更新状态数据。

服务端口是模型之间的远程方法端口，发起方发起服务调用，服务方回调服务响应函数，进行服务并返回，发起方收到返回后继续运行。平台提供系统服务，如新建实体、建立链接、断开链接、申请步长、获取仿真实体列表、获取端口映射列表、开辟新的仿真分支等。

驱动端口是模型驱动其他或自身主回调函数的端口，实现工作流式的串行、并行及逻辑判断分支，能够驱动模型内部的核心计算函数，完成业务工作。

不同的接口能够满足不同场景、不同应用下的模型交互功能。

在一个具体的实施例中，组合仿真任务为对下述情境进行仿真：飞机A与舰船B联合对目标M进行攻击，攻击方式为导弹，飞机A发射导弹C，舰船B发射导弹D，指挥所E评估毁伤效果，成功毁伤即结束攻击。

仿真事件为：指挥所E指挥飞机A发射导弹C对目标M进行攻击，指挥所E指挥舰船B发射导弹D对目标M进行攻击。

仿真部件为：飞机A、舰船B、导弹C、导弹D、目标M、指挥所E。

语法层组合仿真模型为：

语法层抽象类集合：[平台模型(1)，武器模型(2)，指挥模型(3)，目标模型(4)，裁决模型(5)]。

语法层元关系集合：[发射事件通知(1)，毁伤状态获取(2)，毁伤状态汇报(3)，毁伤事件通知(4)，目标状态获取(5)，武器状态获取(6)，停止攻击通知(7)，打击事件通知(8)，开始攻击通知(9)]。

语法层组合结果如图6所示。

语法矩阵为：[1,4,2]、[1,2,1]、[1,3,3]、[2,5,8]、[3,1,7]、[3,1,9]、[5,4,4]、[5,4,5]、[5,2,6]，记为M1。

语义层组合仿真模型为：

语义层抽象类集合：[飞机A(1)，舰船B(2)，导弹C(3)，导弹D(4)，指挥所E(5)，目标M(6)]。

语义层元关系集合：[挂载关系(1)，指挥关系(2)，打击关系(3)，通信关系(4)，探测关系(5)]。

语义层组合结果如图7所示。

语义矩阵为：[1,3,1]、[1,5,4]、[1,6,5]、[2,4,1]、[2,5,4]、[2,6,5]、[3,6,3]、[3,6,5]、[4,6,3]、[4,6,5]、[5,1,2]、[5,2,2]，记为M3。

可执行层组合仿真模型为：

可执行层抽象类集合：[飞机A(1)，舰船B(2)，导弹C(3)，导弹D(4)，指挥所E(5)，目标M(6)，裁决(7)]。

可执行层元关系集合：[发射事件通知(1)，毁伤状态获取(2)，毁伤状态汇报(3)，毁伤事件通知(4)，目标状态获取(5)，武器状态获取(6)，停止攻击通知(7)，打击事件通知(8)，开始攻击通知(9)]。

可执行层组合结果如图8和图9所示。

矩阵描述为：[1,6,2]、[1,3,1]、[1,5,3]、[3,7,8]、[5,1,7]、[5,1,9]、[7,3,6]、[7,6,5]、[2,6,2]、[2,4,1]、[2,5,3]、[4,7,8]、[5,2,7]、[5,2,9]、[7,4,6]，记为M2。

M3到M2之间具备映射关系，通过矩阵求逆的方式，计算出语义层向语法层转换的映射矩阵，记为矩阵M32。

M32：M3-->M2或表示为：M2=M3×M32

其中，M32可分解为M31×M1×M12。

式中，×表示矩阵之间的运算关系。

根据语义矩阵M3和语义层向语法层转换的映射矩阵M32，可以得到可执行层的矩阵M2。

根据M2，建立语义层模型关系的实例，得到模型实例矩阵。将模型实例矩阵与映射矩阵相乘，生成模型实例组合矩阵。将模型实例组合矩阵输入仿真系统，进行组合建模和系统组合仿真。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种基于语义映射的组合仿真装置，包括：获取模块1002、语义层组合仿真模型建立模块1004、语法层组合仿真模型建立模块1006和仿真模块1008，其中：获取模块1002用于获取组合仿真任务，组合仿真任务包含多个仿真事件，仿真事件由多个仿真部件连接构成；语义层组合仿真模型建立模块1004用于通过定义仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将仿真部件转化为原子模型，根据原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；语法层组合仿真模型建立模块1006用于根据组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型，语法层组合仿真模型中包括：原子模型对应的原子模型模板以及连接关系对应的关系模板；仿真模块1008用于根据语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型，将可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

在一个实施例中，语义层组合仿真模型建立模块1004还用于原子模型构成语义层抽象类集合；连接关系构成语义层元关系集合；根据语义层抽象类集合和语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵；语法层组合仿真模型建立模块1006还用于原子模型模板构成语法层抽象类集合；关系模板构成语法层元关系集合；根据语法层抽象类集合和语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵；仿真模块1008还用于根据映射关系，得到语义层向语法层转换的映射矩阵。

在一个实施例中，语义层组合仿真模型建立模块1004还用于根据语义层抽象类集合和语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵，包括：将语义层抽象类集合和语义层元关系集合分别排序并编号，提取语义层抽象类集合中原子模型的编号以及语义层元关系集合中连接关系的编号，得到对应的语义矩阵；语法层组合仿真模型建立模块1006还用于根据语法层抽象类集合和语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵包括：将语法层抽象类集合和语法层元关系集合分别排序并编号，提取语法层抽象类集合中原子模型模板的编号以及语法层元关系集合中关系模板的编号，得到对应的语法矩阵。

在一个实施例中，仿真模块1008还用于根据语义层组合仿真模型和语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型包括：根据语义层抽象类集合和语法层抽象类集合，建立可执行层抽象类集合；根据语义层元关系集合和语法层元关系集合，建立可执行层元关系集合；根据可执行层抽象类集合和可执行层元关系集合，建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型。

在一个实施例中，仿真模块1008还用于将可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真包括：根据可执行层组合仿真模型，建立模型实例，得到模型实例矩阵；根据模型实例矩阵和映射关系对应的映射矩阵，得到模型实例组合矩阵；将模型实例组合矩阵输入仿真系统进行组合仿真。

在一个实施例中，语义层组合仿真模型建立模块1004还用于定义内部执行逻辑，包括：时间转移函数、事件响应函数、初始化函数和终止化函数。

在一个实施例中，语义层组合仿真模型建立模块1004还用于定义外部接口逻辑，包括：配置端口、数据端口、状态端口、服务端口和驱动端口。

关于基于语义映射的组合仿真装置的具体限定可以参见上文中对于基于语义映射的组合仿真方法的限定，在此不再赘述。上述基于语义映射的组合仿真装置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，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于语义映射的组合仿真方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。该计算机设备可以是仿真设备，输入装置将相关的信息输入给仿真设备，处理器执行存储器中的程序进行组合仿真，显示屏显示相关的仿真结果。

本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

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，提供了一种计算机可读存储介质，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 (10)

1.基于语义映射的组合仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

获取组合仿真任务；所述组合仿真任务包含多个仿真事件；所述仿真事件由多个仿真部件连接构成；

通过定义所述仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将所述仿真部件转化为原子模型；根据所述原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将所述组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；

根据所述组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；所述语法层组合仿真模型中包括：所述原子模型对应的原子模型模板以及所述连接关系对应的关系模板；

根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型；将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原子模型构成语义层抽象类集合；所述连接关系构成语义层元关系集合；根据所述语义层抽象类集合和所述语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵；

所述原子模型模板构成语法层抽象类集合；所述关系模板构成语法层元关系集合；根据所述语法层抽象类集合和所述语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵；

根据所述映射关系，得到语义层向语法层转换的映射矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述语义层抽象类集合和所述语义层元关系集合，得到语义层组合仿真模型对应的语义矩阵，包括：

将所述语义层抽象类集合和所述语义层元关系集合分别排序并编号，提取所述语义层抽象类集合中原子模型的编号以及所述语义层元关系集合中连接关系的编号，得到对应的语义矩阵；

根据所述语法层抽象类集合和所述语法层元关系集合，得到语法层组合仿真模型对应的语法矩阵包括：

将所述语法层抽象类集合和所述语法层元关系集合分别排序并编号，提取所述语法层抽象类集合中原子模型模板的编号以及所述语法层元关系集合中关系模板的编号，得到对应的语法矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型包括：

根据所述语义层抽象类集合和所述语法层抽象类集合，建立可执行层抽象类集合；

根据所述语义层元关系集合和所述语法层元关系集合，建立可执行层元关系集合；

根据所述可执行层抽象类集合和所述可执行层元关系集合，建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真包括：

根据所述可执行层组合仿真模型，建立模型实例，得到模型实例矩阵；

根据所述模型实例矩阵和所述映射关系对应的映射矩阵，得到模型实例组合矩阵；

将所述模型实例组合矩阵输入仿真系统进行组合仿真。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述内部执行逻辑包括：

时间转移函数、事件响应函数、初始化函数和终止化函数。

7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述外部接口逻辑包括：

配置端口、数据端口、状态端口、服务端口和驱动端口。

8.基于语义映射的组合仿真装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取组合仿真任务；所述组合仿真任务包含多个仿真事件；所述仿真事件由多个仿真部件连接构成；

语义层组合仿真模型建立模块，用于通过定义所述仿真部件的内部执行逻辑和外部接口逻辑，将所述仿真部件转化为原子模型；根据所述原子模型，以及仿真部件之间的连接关系，将所述组合仿真任务转化为语义层组合仿真模型；

语法层组合仿真模型建立模块，用于根据所述组合仿真任务，获取预先存储的语法层组合仿真模型；所述语法层组合仿真模型中包括：所述原子模型对应的原子模型模板以及所述连接关系对应的关系模板；

仿真模块，用于根据所述语义层组合仿真模型和所述语法层组合仿真模型，得到语义层向语法层转换的映射关系，并建立每个仿真事件对应的可执行层组合仿真模型；将所述可执行层组合仿真模型输入仿真系统进行组合仿真。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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