CN114884826B - 跨层级异构互联方法和互联系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种跨层级异构互联方法和互联系统，包括联合网关和本仿真系统，联合网关包括用于连接本仿真系统的系统接口，本仿真系统通过联合网关与目标仿真系统互联互通，此外，联合网关还包括本地对象模型、映射模块、通用数据交换模块和远程对象模型，本仿真系统通过系统接口将系统状态反映至本地对象模型中，映射模块用于将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象，通用数据交换模块用于将远程对象反映至远程对象模型中，目标仿真系统通过访问所述的远程对象获取本仿真系统的系统状态。本方案为可组合仿真的实施提供了最基本的条件，能够支持作战能力实验中各类模拟资源、实装资源的综合集成，为仿真资源集成提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明属于仿真模型开发与集成技术领域，尤其是涉及一种跨层级异构互联方法和互联系统。
背景技术
在仿真领域，仿真资源是指在仿真系统的与建模和仿真相关的工作中能够被重复利用并能促进建模与仿真工作开展的任何软硬件资源和信息资源。这些资源包括仿真模型、各种文档、地图、组件、仿真工具、仿真数据、网络、运算节点、文献资料、相关网站、人员信息和专家知识及其他各种与建模仿真有关的信息等等。
随着仿真技术的广泛应用，各领域己积累了大量的仿真组件和系统资源，这些仿真资源具有巨大的重用潜力，但是由于各领域往往采用不同的平台或编程语言进行实现，这些异构的仿真资源并没有得到广泛的利用，大量重复开发仍然广泛存在。
目前各种仿真平台，由于对象模型和通信机制的差异性，彼此之间进行数据通信及互操作，主要存在以下3个问题：
1、在多体系结构仿真系统集成方面，还没有通用的仿真体系结构，无法实现不同体系结构或同种体系结构仿真系统的联合仿真。
2、尚未实现同种或多种体系结构的仿真系统在多种网络形式上的联合仿真，很难保证靶场中使用的多种网络形式对体系结构的支持，目前只能采用一些非标准化的方法和工具。
3、只能实现同种体系结构开发的部分仿真资源的可重用，很难支持更广泛的现有仿真资源的无缝集成和可插拔式仿真，而且难以实现服务或模型的任意组合。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种跨层级异构互联方法和互联系统。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种跨层级异构互联系统，包括联合网关和本仿真系统，联合网关包括用于连接本仿真系统的系统接口，本仿真系统通过联合网关与目标仿真系统互联互通。
在上述的跨层级异构互联系统中，所述的联合网关还包括本地对象模型、映射模块、通用数据交换模块和远程对象模型，本仿真系统通过系统接口将系统状态反映至本地对象模型中，映射模块用于将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象，通用数据交换模块用于将远程对象反映至远程对象模型中，目标仿真系统通过访问所述的远程对象获取本仿真系统的系统状态。
在上述的跨层级异构互联系统中，所述的通用数据交换模块包括用于将本本仿真系统的通信协议转换为目标仿真系统的通信协议及将目标仿真系统的通信协议转换为本本仿真系统的通信协议的协议适配器；
通用数据交换模块用于将目标仿真系统发送过来的远程对象反映至远程对象模型中，映射模块还用于将远程对象模型中的远程对象转换为本地对象并将本地对象反映至本地对象模型中，本仿真系统通过访问所述的本地对象获取目标仿真系统的系统状态。
在上述的跨层级异构互联系统中，所述的系统状态包括仿真资源和/或即时消息。
在上述的跨层级异构互联系统中，所述的映射模块通过语义映射和语法转换将本地对象转换为远程对象或将远程对象转换为本地对象。
在上述的跨层级异构互联系统中，所述的映射模块包括多个针对各种目标仿真系统的各种体系结构的映射规范，所述的联合网关包括多种针对各种体系结构的远程对象模型，以通过相应的映射规范将本地对象转换为远程对象并反映至相应的远程对象模型中或将相应远程对象模型中的远程对象转换为本地对象。
在上述的跨层级异构互联系统中，所述的映射规范包括CTIA映射规范、TENA映射规范、DIS映射规范、HLA映射规范和ALSP映射规范中的任意一种或多种的组合，其中CTIA映射规范用于本仿真系统与具有CTIA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，TENA映射规范用于本仿真系统与具有TENA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，DIS映射规范用于本仿真系统与具有DIS体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，HLA映射规范用于本仿真系统与具有HLA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，ALSP映射规范用于本仿真系统与具有ALSP体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换。
一种跨层级异构互联方法，通过上述的联合网关实现，且联合网关在检测到目标仿真系统与本仿真系统具有不同类型的体系结构时执行以下步骤：
S1.通过系统接口将本仿真系统的系统状态反映至本地对象模型中；
S2.通过映射模块将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象；
S3.通过数据交换模型将远程对象反映至远程对象模型中；
S4.目标仿真系统的网关通过访问远程对象获取本仿真系统的系统状态以实现本仿真系统与目标仿真系统之间的通信。
在上述的跨层级异构互联方法中，步骤S2中，映射模块根据目标仿真系统的体系结构类型，通过相应的映射规范将本地对象转换为远程对象。
在上述的跨层级异构互联方法中，步联合网关同时检测到目标仿真系统与本仿真系统具有不同类型的通信协议时，步骤S3中，数据交换模块还对远程对象的通信协议转换为目标仿真系统的通信协议；
还包括以下步骤：
检测目标仿真系统的网关类型，若目标仿真系统的网关类型为联合网关，则直接访问目标仿真系统中联合网关的远程对象获取目标仿真系统的系统状态；
若目标仿真系统的网关类型为传统网关，则将目标仿真系统发送过来的远程对象反映至远程对象模型中，数据交换模块将远程对象的通信协议转换为本仿真系统的通信协议，根据相应的映射规范将远程对象转换为本仿真系统的本地对象并将本地对象反映至本地对象模型中，本仿真系统通过访问本地对象获取目标仿真系统的系统状态。
本发明的优点在于：提高仿真互操作性，极大地促进仿真资源的重用，为可组合仿真的实施提供了最基本的条件；
实现多层级多种类异构仿真资源互连互通互操作，突破异步异类消息同步机制、多种类异构系统互操作管理、仿真服务集成规范等难题，形成多种类异构仿真资源的集成方法及工具集，支持作战能力实验中各类模拟资源、实装资源的综合集成，为仿真资源集成提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明跨层级异构互联系统与异构系统互联的结构示意图；
图2为本发明跨层级异构互联系统中互联网关实现方案示意图；
图3为本发明跨层级异构互联系统向异构系统发送系统状态的方法流程图；
图4为本发明跨层级异构互联系统接收异构系统发送的系统状态的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供了一种跨层级异构互联系统，包括联合网关和本仿真系统，联合网关包括用于连接本仿真系统的系统接口，本仿真系统通过联合网关与目标仿真系统互联互通，本仿真系统可以通过联合网关与多个目标仿真系统互联，同时可以作为多个目标仿真系统的中间桥梁，实现目标仿真系统之间的互联。目标仿真系统可以具有传统的网关，例如具有TENA网关，也可以具有本实施例提供的联合网关，本方案能够利用现有的仿真系统，对现有仿真系统进行资源重用，提高仿真系统的开发效率。
具体地，如图2所示，联合网关还包括本地对象模型、映射模块、通用数据交换模块和远程对象模型，本仿真系统通过系统接口将系统状态反映至本地对象模型中，映射模块用于将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象，通用数据交换模块用于将远程对象反映至远程对象模型中，目标仿真系统通过访问所述的远程对象获取本仿真系统的系统状态，系统状态包括仿真资源和即时消息，实现各仿真系统之间的仿真资源重用提高仿真系统开发效率的同时实现仿真系统之间的消息传递，为多系统联合试验提供通信基础。
进一步地，通用数据交换模块包括用于将本本仿真系统的通信协议转换为目标仿真系统的通信协议及将目标仿真系统的通信协议转换为本本仿真系统的通信协议的协议适配器。
如果目标仿真系统的网关是传统网关，不是联合网关，通用数据交换模块还用于将目标仿真系统发送过来的远程对象反映至远程对象模型中，映射模块还用于将远程对象模型中的远程对象转换为本地对象并将本地对象反映至本地对象模型中，本仿真系统通过访问所述的本地对象获取目标仿真系统的系统状态。
如果目标仿真系统的网关为联合网关，则与本仿真系统类似，目标仿真系统通过相应联合网关的系统接口将目标仿真系统状态反映至本地对象模型中，由相应的映射模块将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象，通用数据交换模块将远程对象反映至远程对象模型中，本仿真系统通过访问相应联合网关的远程对象获取目标仿真系统的系统状态。
在投入使用时，本仿真系统在与目标仿真系统通信时，联合网关首先检测目标仿真系统的体系结构类型、通信协议、网关类型，若目标仿真系统与本仿真系统具有不同类型的体系结构，则如图3所示，通过以下步骤将本地对象发送给目标仿真系统：
S1.通过系统接口将本仿真系统的系统状态反映至本地对象模型中；
S2.映射模块根据目标仿真系统的体系结构类型，通过相应的映射规范将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象；
S3.通过数据交换模型将远程对象反映至远程对象模型中；
S4.目标仿真系统的网关通过访问远程对象获取本仿真系统的系统状态以实现本仿真系统与目标仿真系统之间的通信。
若联合网关同时检测到目标仿真系统与本仿真系统具有不同类型的通信协议时，步骤S3中，数据交换模块还对远程对象的通信协议转换为目标仿真系统的通信协议；
若具有相同的体系结构则无需对本地对象映射转换为远程对象，直接发送或经过通信协议转换后发送给目标仿真系统即可。
通过以下步骤获取目标仿真系统的对象：
若目标仿真系统的网关类型为联合网关，则直接访问目标仿真系统中联合网关的远程对象获取目标仿真洗的的系统状态；
若目标仿真系统的网关类型为传统网关且具有不同的通信协议，则如图4所示，本仿真系统的互联网关将目标仿真系统发送过来的远程对象反映至远程对象模型中，数据交换模块将远程对象的通信协议转换为本仿真系统的通信协议，根据相应的映射规范将远程对象转换为本仿真系统的本地对象并将本地对象反映至本地对象模型中，本仿真系统通过访问本地对象获取目标仿真系统的系统状态。
具体地，映射模块主要实现语法和语义的转换，对象模型之间首先进行语义映射，在语义映射过程中进行语法转换以解决对象模型数据格式的差异性问题。
进一步地，映射模块包括多个针对各种目标仿真系统的各种体系结构的映射规范，联合网关包括多种针对各种体系结构的远程对象模型，以通过相应的映射规范将本地对象转换为远程对象并反映至相应的远程对象模型中或将相应远程对象模型中的远程对象转换为本地对象。
具体地，本实施例的本仿真系统体系结构采用TENA体系结构，映射规范包括CTIA映射规范、DIS映射规范、HLA映射规范和ALSP映射规范，其中CTIA映射规范用于本仿真系统与具有CTIA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，TENA映射规范用于本仿真系统与具有TENA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，DIS映射规范用于本仿真系统与具有DIS体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，HLA映射规范用于本仿真系统与具有HLA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，ALSP映射规范用于本仿真系统与具有ALSP体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换。通过该方式实现对各种体系结构，各种类型网关的仿真系统的兼容。
本方案实现了各种仿真资源互联互通，通过对象模型实现消息同步机制，通过集成规范集成仿真服务，实现不同体系结构的多系统互联互操作，能够实现完全适用于Live、Virtual、Constructive的联合试验，同时最大程度利用现有的仿真资源，降低联合试验成本，提高仿真系统开发效率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了联合网关、本仿真系统、目标仿真系统、本地对象模型、映射模块、通用数据交换模块、远程对象模型等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种跨层级异构互联系统，其特征在于，包括联合网关和本仿真系统，联合网关包括用于连接本仿真系统的系统接口，本仿真系统通过联合网关与目标仿真系统互联互通；
所述的联合网关还包括本地对象模型、映射模块、通用数据交换模块和远程对象模型，本仿真系统通过系统接口将系统状态反映至本地对象模型中，映射模块用于将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象，通用数据交换模块用于将远程对象反映至远程对象模型中，目标仿真系统通过访问所述的远程对象获取本仿真系统的系统状态；
所述的通用数据交换模块包括用于将本仿真系统的通信协议转换为目标仿真系统的通信协议及将目标仿真系统的通信协议转换为本仿真系统的通信协议的协议适配器；
通用数据交换模块用于将目标仿真系统发送过来的远程对象反映至远程对象模型中，映射模块还用于将远程对象模型中的远程对象转换为本地对象并将本地对象反映至本地对象模型中，本仿真系统通过访问所述的本地对象获取目标仿真系统的系统状态。
2.根据权利要求1所述的跨层级异构互联系统，其特征在于，所述的系统状态包括仿真资源和/或即时消息。
3.根据权利要求2所述的跨层级异构互联系统，其特征在于，所述的映射模块通过语义映射和语法转换将本地对象转换为远程对象或将远程对象转换为本地对象。
4.根据权利要求3所述的跨层级异构互联系统，其特征在于，所述的映射模块包括多个针对各种目标仿真系统的各种体系结构的映射规范，所述的联合网关包括多种针对各种体系结构的远程对象模型，以通过相应的映射规范将本地对象转换为远程对象并反映至相应的远程对象模型中或将相应远程对象模型中的远程对象转换为本地对象。
5.根据权利要求4所述的跨层级异构互联系统，其特征在于，所述的映射规范包括CTIA映射规范、TENA映射规范、DIS映射规范、HLA映射规范和ALSP映射规范中的任意一种或多种的组合，其中CTIA映射规范用于本仿真系统与具有CTIA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，TENA映射规范用于本仿真系统与具有TENA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，DIS映射规范用于本仿真系统与具有DIS体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，HLA映射规范用于本仿真系统与具有HLA体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换，ALSP映射规范用于本仿真系统与具有ALSP体系结构的目标仿真系统之间对象的映射转换。
6.一种跨层级异构互联方法，其特征在于，通过权利要求1-5任意一项所述的联合网关实现，且联合网关在检测到目标仿真系统与本仿真系统具有不同类型的体系结构时执行以下步骤：
S1.通过系统接口将本仿真系统的系统状态反映至本地对象模型中；
S2.通过映射模块将本地对象模型中的本地对象转换为远程对象；
S3.通过数据交换模型将远程对象反映至远程对象模型中；
S4.目标仿真系统的网关通过访问远程对象获取本仿真系统的系统状态以实现本仿真系统与目标仿真系统之间的通信。
7.根据权利要求6所述的跨层级异构互联方法，其特征在于，步骤S2中，映射模块根据目标仿真系统的体系结构类型，通过相应的映射规范将本地对象转换为远程对象。
8.根据权利要求7所述的跨层级异构互联方法，其特征在于，联合网关同时检测到目标仿真系统与本仿真系统具有不同类型的通信协议时，步骤S3中，数据交换模块还对远程对象的通信协议转换为目标仿真系统的通信协议；
还包括以下步骤：
检测目标仿真系统的网关类型，若目标仿真系统的网关类型为联合网关，则直接访问目标仿真系统中联合网关的远程对象获取目标仿真系统的系统状态；
若目标仿真系统的网关类型为传统网关，则将目标仿真系统发送过来的远程对象反映至远程对象模型中，数据交换模块将远程对象的通信协议转换为本仿真系统的通信协议，根据相应的映射规范将远程对象转换为本仿真系统的本地对象并将本地对象反映至本地对象模型中，本仿真系统通过访问本地对象获取目标仿真系统的系统状态。
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