CN114741133A - 一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,包含构建综合模块化航电系统的资源能力模型和资源需求捕获模型;通过资源需求捕获模型捕获驻留功能的资源需求,形成资源需求模型;对资源需求模型进行完整性校验;基于综合模块化航电资源约束关系,开展资源分配与优化,形成资源分配模型;对资源分配后的结果进行评估,判断其是否通过资源校验与评估的规则;针对资源校验与评估通过的情况,则针对资源分配结果,生成综合模块化航电系统配置文件和资源评估报告。本发明逻辑清晰、实现简单、可配置,具有较强实用价值。
Description
技术领域
本发明属于综合航空电子技术领域,具体涉及一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法。
背景技术
随着航空电子系统综合化程度的提高,综合模块化航电系统成为了目前主流飞机采用的航电系统架构,并进一步迈向深度综合化的领域。综合模块化航空电子系统采用了高度集成的分区环境,在一个共享的资源平台上驻留多个航电功能,利用共享机制,减轻了整个飞机的重量,使得系统的功能、可靠性、可维护性有了提升的同时,开发、维护、升级的成本也得到了有效的控制。
综合模块化航电系统,是目前航空电子体系结构发展的最高阶段,也是必然趋势。技术上,计算机、半导体、软件工程等领域的发展推动了航电系统模块化的脚步;成本上,飞机系统功能的增加,性能要求的提高、航电系统的复杂度、空间占用的增加,从另一方面促使航空电子系统资源共享的发展。
综合模块化航电系统最为重要的特征是资源共享,随着航电系统综合化程度的提高,系统各组成部分之间的交流关系也越来越复杂,相应的资源的需求和影响也越来越复杂。如何在保证安全性与功能完整性的基础上,为航空电子的各个子系统进行合适的共享资源分配,是综合模块化航空电子系统开发中极为重要的一点。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,在保证安全性与功能完整性的基础上,解决了航空电子的各个子系统进行共享资源分配的问题。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现。
一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,包含如下步骤:
步骤一:根据综合模块化航电系统的资源特征,构建资源能力模型和资源需求捕获模型;
步骤二:通过资源需求捕获模型捕获驻留功能的资源需求,形成资源需求模型;
步骤三:结合资源能力模型对资源需求模型进行完整性校验,如果数据检验通过,则进入步骤四,如果数据检验不通过,则协调驻留功能供应商进行问题定位,优化综合模块化航电系统架构和资源需求后重新进入步骤二;
步骤四:针对资源需求模型,基于综合模块化航电系统的资源约束关系,对驻留功能进行综合模块化航电系统的资源分配与优化;
步骤五:针对资源需求模型和综合模块化航电系统的要求,对资源分配后的结果进行评估,判断是否通过资源校验与评估的规则,如果是,则进入步骤六,如果否,则协调驻留功能供应商,优化综合模块化航电系统架构和资源需求后重新进入步骤二;
步骤六:针对通过资源校验与评估的资源分配结果,生成综合模块化航电系统的配置文件和资源评估报告。
较佳地,步骤三中的完整性校验包括两个部分:第一部分是对资源需求模型的结构进行校验,包括模型属性取值范围、模型元素关系;第二部分是模型一致性校验,用来保证资源需求模型在能力在资源能力模型的范围内,包括资源种类、资源边界、资源利用率。
较佳地,步骤四中开展分配与优化的资源包括接口资源、网络资源和计算资源;
计算资源分配是获取每个驻留功能的信息,包括功能类型,执行时间,执行周期,执行优先级以及应用所属的硬件;根据驻留功能的信息生成调度表,最后将调度表回填到模型数据库中,完成调度表的生成;
网络资源分配是根据数据传输需求和网络拓扑结构,建立传输路径,分配虚拟链路和子虚拟链路,来达到对网络资源的确定性保障;
接口资源分配对各终端设备进行端口配置,分配接收和发送端口号,为各类消息传输建立有效的接收/发送端口,建立逻辑端口和物理端口的映射。
较佳地,步骤五中资源分配结果评估的维度包括资源分配模型的结构、时间特性、资源分布。
一种系统模型数据操作平台,用于辅助上述的一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法的实现,包含数据库、数据检验功能模块、资源分配功能模块、资源评估功能模块;
数据库通过系统模型数据操作平台上的接口进行各种模型的导入导出;
数据检验功能模块、资源分配功能模块、资源评估功能模块以插件的形式集成到系统模型数据操作平台中,并使用平台服务接口与数据模型交互;数据检验功能模块用于检验导入数据库的资源需求模块的完整性校验;资源分配功能模块用于从数据库中获取资源需求模块,对驻留功能和驻留应用进行资料分配并回填到数据库中;资源评估功能模块用于对资源分配后的结果进行校验与评估,根据校验与评估的结果,生成资源分析评估报告或故障分析报告。
较佳地,数据库由平台基础数据库和模型数据库组成,其中平台基础数据库中主要存储用户数据、项目数据和任务计划数据,模型数据库用于存储从驻留功能中所获取的各个种类模型的具体数据。
本发明与现有技术相比较所具有的有益效果:
1、本发明提供的一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,在保证安全性与功能完整性的基础上,解决了航空电子的各个子系统进行共享资源分配的问题。
2、本发明中,针对资源分配后的航电系统的配置结果,开展资源分配模型的结构、时间特性、资源分布等维度的评估,可以确保航电系统资源模型满足驻留功能的要求和资源使用约束条件。
3、本发明逻辑清晰、实现简单、可配置,具有较强实用价值。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1所示,本实施例所述的一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,包含如下步骤:
步骤一:根据综合模块化航电系统的资源特征,构建资源能力模型和资源需求捕获模型。
步骤二:通过资源需求捕获模型捕获驻留功能的资源需求,形成资源需求模型,导入系统模型数据操作平台的模型数据库中。
步骤三:基于资源能力模型,开展资源需求模型确认。运行系统模型数据操作平台上的数据检验模块,结合资源能力模型对导入模型数据库的资源需求模型进行完整性校验,如果数据检验通过,则进入步骤四,如果数据检验不通过,则协调驻留功能供应商进行问题定位,优化综合模块化航电系统架构和资源需求后重新进入步骤二。
其中,完整性校验包括两个部分:第一部分是对资源需求模型的结构进行校验,包括模型属性取值范围、模型元素关系等;第二部分是模型一致性校验,用来保证资源需求模型在能力在资源能力模型的范围内,包括资源种类、资源边界、资源利用率等。
步骤四:针对资源需求模型,基于综合模块化航电系统的资源约束关系,对驻留功能进行综合模块化航电系统的资源分配与优化。
运行系统模型数据操作平台的资源分配功能模块从模型数据库中获取资源需求模型对驻留功能进行资源分配和优化后,形成资源分配模型并回填到模型数据库中。在分配与优化过程,设计人员基于资源属性,在满足驻留功能的资源需求情况下,尽可能保证资源分配平衡。开展分配与优化的资源包括接口资源、网络资源和计算资源。计算资源分配从模型数据库和用户配置文件中获取每个驻留功能的信息,包括功能类型,执行时间,执行周期,执行优先级以及应用所属的硬件;根据这些信息生成调度表,最后将调度表回填到模型数据库中,完成调度表的生成。网络资源分配根据数据传输需求和网络拓扑结构,建立传输路径,分配虚拟链路和子虚拟链路,来达到对网络资源的确定性保障。接口资源分配对各终端设备进行端口配置,分配接收和发送端口号,为各类消息传输建立有效的接收/发送端口,建立逻辑端口和物理端口的映射。
步骤五:针对资源需求模型和综合模块化航电系统的要求,对资源分配后的结果进行评估,判断其是否通过资源校验与评估的规则,如果是,则进入步骤六,如果否,则协调驻留功能供应商,优化综合模块化航电系统架构和资源需求后重新进入步骤二。
系统模型数据操作平台上的资源评估功能模块自动完成信号传输路径与延迟分析、资源分布与利用分析、模型规则校验等工作,设计人员根据资源评估功能模块的运行结果进行分析评估。资源分配结果评估的维度包括资源分配模型的结构、时间特性、资源分布等。
步骤六:针对通过资源校验与评估的资源分配结果,生成综合模块化航电系统的配置文件和资源评估报告。
为实现上述一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,本实施例提供了一种系统模型数据操作平台,包含数据库、数据检验功能模块、资源分配功能模块、资源评估功能模块等。
系统模型数据操作平台以数据库为中心,用于提供航电系统开发的模块化集成环境,并通过系统模型数据操作平台上的接口进行模型数据的导入导出。数据库由平台基础数据库和模型数据库组成,其中平台基础数据库中主要存储用户数据、项目数据和任务计划数据,模型数据库用于存储从驻留应用和驻留功能中所获取的各个种类模型的具体数据。
数据检验功能模块、资源分配功能模块、资源评估功能模块以插件的形式集成到系统模型数据操作平台中,并使用平台服务接口与数据模型交互。数据检验功能模块用于检验导入模型数据库的资源需求模块的完整性校验;资源分配功能模块用于从模型数据库中获取资源需求模块,对驻留功能和驻留应用进行资料分配并回填到模型数据库中;资源评估功能模块用于对资源分配后的结果进行校验与评估,根据校验与评估的结果,生成资源分析评估报告或故障分析报告。
Claims (6)
1.一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,其特征在于,包含如下步骤:
步骤一:根据综合模块化航电系统的资源特征,构建资源能力模型和资源需求捕获模型;
步骤二:通过资源需求捕获模型捕获驻留功能的资源需求,形成资源需求模型;
步骤三:结合资源能力模型对资源需求模型进行完整性校验,如果数据检验通过,则进入步骤四,如果数据检验不通过,则协调驻留功能供应商进行问题定位,优化综合模块化航电系统架构和资源需求后重新进入步骤二;
步骤四:针对资源需求模型,基于综合模块化航电系统的资源约束关系,对驻留功能进行综合模块化航电系统的资源分配与优化;
步骤五:针对资源需求模型和综合模块化航电系统的要求,对资源分配后的结果进行评估,判断是否通过资源校验与评估的规则,如果是,则进入步骤六,如果否,则协调驻留功能供应商,优化综合模块化航电系统架构和资源需求后重新进入步骤二;
步骤六:针对通过资源校验与评估的资源分配结果,生成综合模块化航电系统的配置文件和资源评估报告。
2.根据权利要求1所述一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,其特征在于步骤三中的完整性校验包括两个部分:第一部分是对资源需求模型的结构进行校验,包括模型属性取值范围、模型元素关系;第二部分是模型一致性校验,用来保证资源需求模型在能力在资源能力模型的范围内,包括资源种类、资源边界、资源利用率。
3.根据权利要求1所述一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,其特征在于步骤四中开展分配与优化的资源包括接口资源、网络资源和计算资源;
计算资源分配是获取每个驻留功能的信息,包括功能类型,执行时间,执行周期,执行优先级以及应用所属的硬件;根据驻留功能的信息生成调度表,最后将调度表回填到模型数据库中,完成调度表的生成;
网络资源分配是根据数据传输需求和网络拓扑结构,建立传输路径,分配虚拟链路和子虚拟链路,来达到对网络资源的确定性保障;
接口资源分配对各终端设备进行端口配置,分配接收和发送端口号,为各类消息传输建立有效的接收/发送端口,建立逻辑端口和物理端口的映射。
4.根据权利要求1所述一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法,其特征在于步骤五中资源分配结果评估的维度包括资源分配模型的结构、时间特性、资源分布。
5.一种系统模型数据操作平台,用于辅助权利要求1至4任一所述的一种基于模型的综合模块化航电系统资源配置与评估方法的实现,包含数据库、数据检验功能模块、资源分配功能模块、资源评估功能模块,其特征在于:
数据库通过系统模型数据操作平台上的接口进行各种模型的导入导出;
数据检验功能模块、资源分配功能模块、资源评估功能模块以插件的形式集成到系统模型数据操作平台中,并使用平台服务接口与数据模型交互;数据检验功能模块用于检验导入数据库的资源需求模块的完整性校验;资源分配功能模块用于从数据库中获取资源需求模块,对驻留功能和驻留应用进行资料分配并回填到数据库中;资源评估功能模块用于对资源分配后的结果进行校验与评估,根据校验与评估的结果,生成资源分析评估报告或故障分析报告。
6.根据权利要求5所述的一种系统模型数据操作平台,其特征在于数据库由平台基础数据库和模型数据库组成,其中平台基础数据库中主要存储用户数据、项目数据和任务计划数据,模型数据库用于存储从驻留功能中所获取的各个种类模型的具体数据。
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