CN114969868A - 基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于系统工程、复杂系统设计技术领域，具体涉及一种基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法。所述方法包括：模型构建与存储；模型获取与预处理；OSLC元素映射；生成可视化数据并展示；本方法基于提供了指定的REST API接口的OSLC规范，为Modelica模型的结构信息互操作提供了规范化接口，增强了对Modelica模型元素的查询能力，而从Modelica模型结构中的元素信息得出，构建多层级元素构成的复杂模型结构，但增大了描述模型的可视化能力，提升了集成效率。

Description

基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法

技术领域

本发明属于系统工程、复杂系统设计技术领域，尤其涉及复杂装备研发平台开发及集成相关技术领域，具体涉及一种基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法。

背景技术

基于模型的系统工程(MBSE，Model Based System Engineering)是支持复杂系统开发的新兴技术。MBSE使用形式化的模型对系统开发全生命周期的需求、设计、分析、验证和确认等功能活动进行描述，以模型为核心驱动系统开发。在产品研发的全生命周期过程中，涉及到各种异构数据，数据之间彼此结构各异，无法实现有效的数据整合。目前常常使用中间转化标准实现生命周期数据与集成研发平台的数据整合。Modelica语言在MBSE中的影响力巨大，专门用于支持复杂装备的多领域建模及仿真，在航空、航天领域应用及其广泛。目前，在复杂装备研发过程中，为了支持Modelica模型与建模平台的集成，通常采用模型集成方法，即通过模型文件的保存方式实现平台集成。这种方式对于理解模型中的相关信息比较困难，无法理解模型中的数据结构及语义，难以应对复杂系统开发全生命周期多领域模型的复杂度分析；主流使用的集成方法例如文件存储方法等，对Modelica模型元素的查询较为简单，缺乏将复杂的模型结构作为一个整体进行查询和转换的能力，因此，降低了转换效率。

目前，大量数据键连技术被广泛应用于工业领域的数据集成。其中，OSLC被多个国际工业组织推荐，并形成一套完整的工业数据标准体系。OSLC全称为“Open Service forLifecycle Collaboration”，是一套用于解决生命周期工具集成问题的技术规范。其核心思想是链接数据，即将事物通过HTTP URI进行标识，通过请求能够获取通过标准形式表达的信息，允许事物间的链接。OSLC技术规范中的服务接口通过服务发现的方式由客户端进行层层解析得出，OSLC服务发现包括服务提供方目录、服务提供方及服务。通过这三种核心元素可以描述数据和模型的各要素及其关联关系，每个数据所对应的核心元素被标识为唯一独立的URI，通过URI可以实现相关数据的访问及互操作。

专利号为CN112465958A的中国专利公开了一种基于WebGL的BIM模型轻量化显示方法。该方法是首先是开发Revit-JSON接口，设计JSON格式中间件格式，其中JSON中间件格式包括几何数据、材料数据与属性数据；其次对Revit进行二次开发，提取模型信息数据，具体表现为遍历Revit节点，获取模型几何、材料、属性数据，获得临时对象文件，将临时对象文件进行格式化，转换成JSON文件；然后是模型的轻量化显示，通过对JSON文件解析，在Web端重建及渲染。

专利号为CN103593513A的中国专利公开了一种CAE及实物试验数据统一读取及轻量化显示工具。它包括数据导入子系统，轻量化显示子系统、三维显示子系统等。其中对于数据导入子系统，针对不同的CAE模型文件格式，在动态链接库中建立不同的关键字列表，读取CAE文件并进行关键字比对，一致后将数据进行传入；其次将传入的CAE数据进行轻量化处理，生成流式的可视化数据，并转换为统一的数据格式，在此为规定的HSF格式，同时将统一数据格式的数据传到三位显示子系统中。三维显示子系统，用于处理可视化数据在统一界面的展示，利用HOOPS图形显示引擎进行开发，通过工具包访问HSF文件，转化为所需的显示数据，进而完成CAE模型的查看。

现有模型集成技术专有性强，通常面向特定的领域模型或数据文件构建特定目标中间件的模型集成工具，可扩展性和通用性不强，缺乏对复杂产品研发过程中涉及的Modelica多领域模型深度分析能力。所支持的Modelica信息接口也都通常不具备通用的数据解析能力，无法支持去中心平台系统的快速通用性的Modelica模型轻量化展示。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何增强对Modelica模型元素的查询能力，增大描述模型的可视化能力，提升集成效率。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：模型构建与存储；

使用Modelica模型库建立Modelica模型，并将其按技术领域存储至相应技术领域的Modelica模型实例库，生成.mo文件；

步骤2：模型获取与预处理；

获取Modelica模型实例库中所有模型，通过数据预处理方式解析Modelica模型库和Modelica模型的属性信息，生成指定JSON格式数据；

步骤3：OSLC元素映射；

通过JSON格式数据，定义Modelica模型库与Modelica模型属性信息的OSLC元素的映射，开发OSLC适配器，用于支持生成服务提供方目录、服务提供方与服务的OSLC元素信息；

步骤4：生成可视化数据并展示；

提取OSLC元素信息并进行转化，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式；加载XML数据，自动生成轻量化Modelica模型可视化数据服务。

其中，所述步骤1具体包括如下子步骤：

步骤11：使用Modelica建模工具构建Modelica模型，所述模型构建使用Modelica图形化建模方式，在Modelica模型库中选择模型组件将其拖拽到组件视图中，并通过端口或者连接器的形式将其与对应组件进行连接，完成物理系统的建模；

所生成的模型由Modelica组成要素构成，其中包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数的实例；

其中，模型组件为模型的基础组成部分，是每个模型中的核心模块，其在Modelica模型中的语义为Block；

步骤12：根据不同的技术领域，将建立的Modelica模型分别存储至不同技术领域对应的Modelica模型实例库中，并生成.mo文件。

其中，所述技术领域包括机械技术领域、电气技术领域、电子技术领域、液压技术领域。

其中，所述步骤2具体包括如下子步骤：

步骤21：模型获取，识别并读取Modelica模型实例库中所有以.mo后缀结尾的模型文件信息；

步骤22：模型预处理，使用批处理文件方法对.mo模型文件及其中包含的模型组件信息进行预处理，遍历模型文件中所有Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数信息，通过调用转换模板并进行组装，实现对于.mo文件的预处理，生成JSON格式数据并存放与JSON文件中。

其中，所述步骤3中具体包括如下步骤：

所述步骤31：模型库映射：根据OSLC核心规范，将OSLC服务提供方目录作为容器来发现OSLC服务提供方，帮助简化与服务提供方集成的工具配置；将根据不同技术领域划分的Modelica模型实例库分别映射为OSLC元素中的服务提供方目录，为每个OSLC服务提供方目录生成一个特定URI，用作发现OSLC服务提供方的接口；

所述步骤32：模型映射：根据OSLC核心规范，OSLC服务提供方提供一个或多个OSLC服务的实现的产品或在线服务，服务本身实现不同的OSLC领域规范；由上一级OSLC服务提供方目录的URI进入后，读取与该服务提供方目录对应的模型库下所有模型名称，将每个模型映射为OSLC元素中的服务提供方概念，为每个OSLC服务提供方生成一个特定的URI，用作发现OSLC服务的接口；

所述步骤33：操作接口映射：根据OSLC核心规范，OSLC服务为一组功能，使Web客户端能够创建、检索、更新和删除由在线服务提供管理的资源，并与一个OSLC领域相关联；由上一级OSLC服务提供方的URI进入后，将针对Modelica模型的查询接口映射为OSLC元素中的服务概念，通过查询接口读取JSON格式的Modelica模型信息，并为每个服务生成一个特定的URI，作为管理OSLC资源的接口；

所述步骤34：模型组件映射：根据OSLC核心规范，OSLC资源由OSLC服务管理，是OSLC数据服务的最小单元，具有属性并且可以链接到其它资源；然后将模型组件映射为OSLC元素中的资源概念。

其中，所述步骤34中，所述模型组件信息包括几何信息与属性信息：几何信息包括形状信息与位置信息；属性信息包括ID、标签、属性值和/或输入输出的信息。

其中，所述步骤34中，采用RDF三元组的数据结构定义模型组件：

即，将由主语、谓语、宾语组成的三元组视为构成Modelica模型拓扑结构的最小单元，一个三元组包含一个模型组件与连接器的连接，实现Modelica模型图形轻量化显示；

三元组中主语和宾语定义为Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数的Modelica组成要素，谓语是主语与宾语之间的属性描述和连接联系；

将三元组中的主语及宾语和谓语映射为Modelica组成要素及其关联，并同时由作为主语及宾语的Modelica组成要素实现三元组之间的链接，支持OSLC中数据资源的定义。

其中，所述步骤4中具体包括如下子步骤：

步骤41：提取OSLC元素信息并进行转化，从由OSLC的RDF数据，即三元组数据中的所有Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数信息，通过调用转换模板并进行组装，实现对由OSLC表达的数据的处理，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式，完成由OSLC数据到XML格式的映射；

步骤42：可视化框架件加载XML数据，并自动生成轻量化Modelica模型图形可视化数据服务，进行Modelica模型拓扑结构可视化展示。

其中，所述方法用于对Modelica模型结构数据进行提取并生成模型结构进行网端展示，还支持其他工具平台对于Modelica数据的有效集成。

其中，所述方法的原始输入为：Modelica模型库，其用于在Modelica建模工具中建模；

所述方法的处理动作包括：

(1)使用Modelica建模工具引用Modelica模型库中的通用模型构建领域化的Modelica模型，将模型保存为.mo文件；

(2)通过OSLC适配器，生成对应OSLC的RDF数据，即三元组数据；

所述方法的最终输出为：通过轻量化模型展示技术，导入OSLC的RDF数据，即三元组数据，并进行Modelica模型拓扑结构图的网端展示，最终用于其他工具对Modelica模型数据的调用。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

(1)本发明提供一种支持Modelica模型结构与集成平台的互操作及可视化方法，使用开发生命周期协作服务进行规范定义，开发Modelica模型解释工具，将多个模型元素(包括包、类、连接等)构成的复杂模型结构作为一个整体进行查询和转换。目前，传统的数据集成过程中，通过对Modelica模型进行转译生成指定格式，如XML等，并导入其他工具实现Modelica信息的读入。采用本方案，一方面，通过所生成的指定OSLC数据，为其他平台进行Modelica数据集成提供标准化数据接口，并无需自行定义数据结构；另一方面，通过模型可视化的方法，用户只需通过URI对模型结构进行查看，而无需通过具体Modelica工具的对Modelica数据进行转译生成指定格式，进而提高了用户友好性，增强了数据集成的能力和效率；此外，本发明提出基于开发生命周期协作服务的Modelica元素提取技术，可以根据用户需要来筛选了Modelica模型的具体展示细节，如参数等，通过查询服务，实现Modelica数据的可视化。

(2)本发明提供一种支持Modelica模型结构转换的开放生命周期协作服务(OSLC)方法，开发OSLC适配器，解决了目前其他建模工具与Modelica集成性较差的问题，可根据用户的需求，定义OSLC模板，以其生成多种类型的Modelica适配器，灵活性较强；本发明既能查询单个模型元素又能查询多个元素构成的模型结构，使用合适的模型要素查询服务，并可以提供一个轻量化的模型拓扑网端展示。传统的基于文件的模型集成方法，采用中间文件作为传递介质，实现模型之间的相互集成。与其相比，本方法无需将其他模型文件转化为中间文件，只需要通过OSLC适配器生成对应本地文件数据的网端调用服务用于支持对本地数据的操作。因此，在其他平台调用Modelica模型数据的过程中，有利于通过较少的脚本代码数量获取Modelica模型数据，提高其他工具平台集成过程中的开发效率。

(3)比较已经存在的Modelica网端服务查询方法，本发明提供一种基于OSLC标准规范的Modelica模型结构的网端服务查询方法，对基于开发生命周期协作服务OSLC进行扩展REST API接口，提出基于网端互操作接口API，实现了数据集成过程中的互操作应用。传统的Modelica网端集成方法是在网端平台开发Modelica编辑器及解释器，而本方法提供的网端服务及查询方法，具备高度的灵活性，无需针对中间文件开发独立数据接口工具，且所定义的接口由于该技术基于OSLC接口规范，因此有效提升了接口重用能力。

(4)传统集成方法，通常采用中心化的数据集成平台，通过私有模型集成规则，实现各异构数据的数据集成。比较传统方法，本方法强调的去中心集成平台的方式，通过OSLC适配器生成的OSLC服务及轻量化展示技术，增强了无数据集成平台时，其他工具对Modelica模型数据的集成及调用能力。

(5)本发明提供一种支持网端展示的Modelica模型轻量化展示方法，使用开发生命周期协作服务作为数据中转，支持通过网页URI，将多个Modelica模型元素(包括包、类、连接等)构成的复杂模型结构作为一个整体可视化要素，提高针对Modelica模型的数据解析能力，实现其他工具针对Modelica模型的数据集成能力。传统的模型集成方法，通常针对Modelica规范开发特定的可视化前端用于展示Modelica模型结构，这个过程需要大量的开发时间和精力。与传统模型集成方法相比，该方法提供了网端的模型结构轻量化展示，无需在集成端开发模型结构展示组件，降低集成过程中的可视化组件开发成本。

附图说明

图1为三元组的模式表达样例示意图。

图2为Modelica模型构建存储与预处理示意图。

图3为OSLC元素映射示意图。

图4为Modelica模型的OSLC可视化展示模块示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为实现本发明的技术目标，本发明提供一种基于开放生命周期协作服务的Modelica轻量可视化技术，既能提取单个模型元素，又能提取多个元素构成的模型结构，并统一转化为指定的开放生命周期协作服务数据，再通过轻量化展示技术，实现Modelica模型的可视化，有利于减少Modelica集成过程中的工作量，提高生命周期研发平台的集成效。使用灵活性较强的数据键连技术，采用基于开发生命周期协作服务OSLC规范，能够支持Modelica向目标语言基于OSLC规范的RDF格式(三元组数据，即资源描述框架(ResourceDescription Framework)，是万维网联盟(W3C)提出的一组标记语言的技术规范，基于XML语法及XML Schema进行描述和表达网络资源及其拓扑结构。)生成，并且提供制定REST API接口，实现跨平台的Modelica数据互操作。与此同时，提供一维模型结构的可视化展示，支持与其他平台的前端集成。与目前主流使用的集成方法进行比较，本方法基于提供了指定的REST API接口的OSLC规范，为Modelica模型的结构信息互操作提供了规范化接口，增强了对Modelica模型元素的查询能力，而从Modelica模型结构中的元素信息得出，构建多层级元素构成的复杂模型结构，但增大了描述模型的可视化能力，提升了集成效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：模型构建与存储；

使用Modelica模型库建立Modelica模型，并将其按技术领域存储至相应技术领域的Modelica模型实例库，生成.mo文件；

步骤2：模型获取与预处理；

获取Modelica模型实例库中所有模型，通过数据预处理方式解析Modelica模型库和Modelica模型的属性信息，生成指定JSON格式数据；

步骤3：OSLC元素映射；

通过JSON格式数据，定义Modelica模型库与Modelica模型属性信息的OSLC元素的映射，开发OSLC适配器，用于支持生成服务提供方目录、服务提供方与服务的OSLC元素信息；

步骤4：生成可视化数据并展示；

提取OSLC元素信息并进行转化，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式；加载XML数据，自动生成轻量化Modelica模型可视化数据服务。

其中，所述步骤1具体包括如下子步骤：

步骤11：使用Modelica建模工具构建Modelica模型，所述模型构建使用Modelica图形化建模方式，在Modelica模型库中选择模型组件将其拖拽到组件视图中，并通过端口或者连接器的形式将其与对应组件进行连接，完成物理系统的建模；

所生成的模型由Modelica组成要素构成，其中包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数的实例；

其中，模型组件为模型的基础组成部分，是每个模型中的核心模块，其在Modelica模型中的语义为Block；

步骤12：根据不同的技术领域，将建立的Modelica模型分别存储至不同技术领域对应的Modelica模型实例库中，并生成.mo文件。

其中，所述技术领域包括机械技术领域、电气技术领域、电子技术领域、液压技术领域。

其中，所述步骤2具体包括如下子步骤：

步骤21：模型获取，识别并读取Modelica模型实例库中所有以.mo后缀结尾的模型文件信息；

步骤22：模型预处理，使用批处理文件方法对.mo模型文件及其中包含的模型组件信息进行预处理，遍历模型文件中所有Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数信息，通过调用转换模板并进行组装，实现对于.mo文件的预处理，生成JSON格式数据并存放与JSON文件中。

其中，所述步骤3中具体包括如下步骤：

所述步骤31：模型库映射：根据OSLC核心规范，将OSLC服务提供方目录作为容器来发现OSLC服务提供方，帮助简化与服务提供方集成的工具配置；将根据不同技术领域划分的Modelica模型实例库分别映射为OSLC元素中的服务提供方目录，为每个OSLC服务提供方目录生成一个特定URI，用作发现OSLC服务提供方的接口；

所述步骤32：模型映射：根据OSLC核心规范，OSLC服务提供方提供一个或多个OSLC服务的实现的产品或在线服务，服务本身实现不同的OSLC领域规范；由上一级OSLC服务提供方目录的URI进入后，读取与该服务提供方目录对应的模型库下所有模型名称，将每个模型映射为OSLC元素中的服务提供方概念，为每个OSLC服务提供方生成一个特定的URI，用作发现OSLC服务的接口；

所述步骤33：操作接口映射：根据OSLC核心规范，OSLC服务为一组功能，使Web客户端能够创建、检索、更新和删除由在线服务提供管理的资源，并与一个OSLC领域相关联；由上一级OSLC服务提供方的URI进入后，将针对Modelica模型的查询接口映射为OSLC元素中的服务概念，通过查询接口读取JSON格式的Modelica模型信息，并为每个服务生成一个特定的URI，作为管理OSLC资源的接口；

所述步骤34：模型组件映射：根据OSLC核心规范，OSLC资源由OSLC服务管理，是OSLC数据服务的最小单元，具有属性并且可以链接到其它资源；然后将模型组件映射为OSLC元素中的资源概念。

其中，所述步骤34中，所述模型组件信息包括几何信息与属性信息：几何信息包括形状信息与位置信息；属性信息包括ID、标签、属性值和/或输入输出的信息。

其中，所述步骤34中，采用RDF三元组的数据结构定义模型组件：

即，将由主语、谓语、宾语组成的三元组视为构成Modelica模型拓扑结构的最小单元，一个三元组包含一个模型组件与连接器的连接，实现Modelica模型图形轻量化显示；

三元组中主语和宾语定义为Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数的Modelica组成要素，谓语是主语与宾语之间的属性描述和连接联系；

将三元组中的主语及宾语和谓语映射为Modelica组成要素及其关联，并同时由作为主语及宾语的Modelica组成要素实现三元组之间的链接，支持OSLC中数据资源的定义。

如图1所示，在三元组的模式表达样例中，上述三元组中的单个主语和宾语可以定义为Modelica组成要素，通过所有三元组的数据集合，实现Modelica模型的统一信息化描述，进而支持网端轻量化展示。

其中，所述步骤4中具体包括如下子步骤：

步骤41：提取OSLC元素信息并进行转化，从由OSLC的RDF数据，即三元组数据中的所有Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数信息，通过调用转换模板并进行组装，实现对由OSLC表达的数据的处理，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式，完成由OSLC数据到XML格式的映射；

步骤42：可视化框架件加载XML数据，并自动生成轻量化Modelica模型图形可视化数据服务，进行Modelica模型拓扑结构可视化展示。

其中，所述方法用于对Modelica模型结构数据进行提取并生成模型结构进行网端展示，还支持其他工具平台对于Modelica数据的有效集成。

其中，所述方法的原始输入为：Modelica模型库，其用于在Modelica建模工具中建模；

所述方法的处理动作包括：

(1)使用Modelica建模工具引用Modelica模型库中的通用模型构建领域化的Modelica模型，将模型保存为.mo文件；

(2)通过OSLC适配器，生成对应OSLC的RDF数据，即三元组数据；

所述方法的最终输出为：通过轻量化模型展示技术，导入OSLC的RDF数据，即三元组数据，并进行Modelica模型拓扑结构图的网端展示，最终用于其他工具对Modelica模型数据的调用。

实施例1

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图2-图4，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

步骤S1：如图2所示，构建Modelica模型并存储，其相关核心步骤如下：

·步骤S11：基于Modelica模型库，构建Modelica模型,并将其保存到.mo文件中；

·步骤S12：根据不同领域例如机械、电气、电子、液压等将建立的模型分别存储至Modelica模型实例库中，并生成.mo文件。

步骤S2：如图2所示，模型获取与预处理。获取Modelica模型实例库中所有模型文件，通过数据预处理方式解析模型库和模型的属性等信息，并生成JSON文件及REST接口，其相关核心步骤如下：

步骤S21：识别并读取步骤S21中存储的所有以.mo后缀结尾的模型文件中的Modelica模型；

步骤S22：开发OSLC语义解析模块，将Modelica模型中的语义解析生成语义树；基于OSLC核心语义规范，开发OSLC数据转化模板；基于OSLC数据转化模板，开发OSLC数据转换模块，该模块导入Modelica语义树，基于OASIS OSLC库，生成满足OSLC规范模板的Json文件及REST接口。

步骤S3：如图3所示，OSLC元素映射。读取步骤S22中生成的JSON文件，定义模型库与模型属性等信息的OSLC元素的映射，开发OSLC适配器，生成服务提供方目录、服务提供方与服务等接口，其相关核心步骤如下：

步骤S31：将不同领域划分的模型库分别映射为OSLC元素中的服务提供方目录，为每个OSLC服务提供方目录生成一个特定URI，用于发现OSLC服务提供方的接口；

步骤S32：读取与该服务提供方目录对应的模型库下所有模型名称，将每个模型映射为OSLC元素中的服务提供方，为每个OSLC服务提供方生成一个特定的URI，用于发现OSLC服务的接口；

步骤S33：将Modelica模型的操作接口映射为OSLC元素中的服务概念，通过数据接口读取JSON格式的Modelica模型信息，并为每个服务生成一个特定的URI，作为管理OSLC资源的接口；

步骤S34：将模型组件映射为OSLC RDF三元组描述的资源，模型组件信息包括几何信息与属性信息：几何信息包括形状信息与位置信息；属性信息包括ID、标签、属性值和/或输入输出等信息。

步骤S4：如图4所示，生成可视化数据并展示。提取OSLC元素信息并进行转化，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式，Modelica网端可视化界面加载XML数据，进行Modelica模型可视化，其相关核心步骤如下：

步骤S41：提取OSLC元素信息并进行转化，从由OSLC RDF三元组数据中的所有Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数等信息，通过调用转换模板并进行组装，实现对由OSLC表达的数据的处理，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式数据,完成由OSLC数据到XML格式的映射；

步骤S42：可视化框架件加载XML数据，并自动生成轻量化Modelica模型图形可视化数据服务，进行Modelica模型拓扑结构可视化展示。

综上所述，本发明提供的一种支持Modelica模型转换成OSLC规范数据及进行网端可视化的方法，根据所需要展示的模型要素，确定原Modelica模型中拓扑信息，需要动态填充的信息来源于步骤S12中的Modelica模型；然后确定步骤S12中的Modelica模型的哪些模型元素(包括类、关联、等)信息，确定这些信息所在的模型结构，根据此模型结构的特点来选择步骤S22中所定义的OSLC规范模板，利用该模板对该模型结构进行描述，得到模板中每一个元素的类型和Modelica元素之间的关联关系，然后通过OSLC数据转转化模块生成OSLCJson文件及OSLC REST接口。然后，在步骤3中，读取步骤S22中生成的Json文件，定义模型库与模型属性等信息的OSLC元素的映射，开发OSLC适配器，生成服务提供方目录、服务提供方与服务等接口，并将模型组件映射为OSLC RDF三元组描述的资源。然后在步骤4中，提取OSLC元素信息并进行转化，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式；加载XML数据，自动生成轻量化Modelica模型可视化数据服务。

对比已有的数据集成方法对比，本发明所提出的Modelica集成方案具有以下优势：

(1)支持基于开发生命周期协作服务(OSLC)规范的Modelica模型结构表达。既能以单个模型元素又能以多个元素构成的模型结构进行OSLC规范描述，使用合适的模型传递模式，有利于减少脚本代码数量，提高转换效率。

(2)以OSLC规范为基础，开发OSLC规范转化适配器，定义转换时的规则和模板，自由匹配所需生成的OSLC数据类型，可重用性强。

(3)通过Modelica模型所生成生成为OSLC规范数据，提供具备唯一标识符的RESTAPI，实现针对Modelica的OSLC数据的增删改查操作。Modelica语言模型以类、模块等底层元素等进行解析，生成OSLC数据规范，通过定义好的OSLC数据规范的REST API增删改查数据，开发网端可视化模型结构展示平台。使用统一的OSLC规范数据及可视化前端提高集成能力，降低系统开发人员针对Modelica语言的学习成本，促进建模环境与集成平台之间的互操作性。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：模型构建与存储；

使用Modelica模型库建立Modelica模型，并将其按技术领域存储至相应技术领域的Modelica模型实例库，生成.mo文件；

步骤2：模型获取与预处理；

获取Modelica模型实例库中所有模型，通过数据预处理方式解析Modelica模型库和Modelica模型的属性信息，生成指定JSON格式数据；

步骤3：OSLC元素映射；

通过JSON格式数据，定义Modelica模型库与Modelica模型属性信息的OSLC元素的映射，开发OSLC适配器，用于支持生成服务提供方目录、服务提供方与服务的OSLC元素信息；

步骤4：生成可视化数据并展示；

提取OSLC元素信息并进行转化，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式；加载XML数据，自动生成轻量化Modelica模型可视化数据服务。

2.如权利要求1所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下子步骤：

步骤11：使用Modelica建模工具构建Modelica模型，所述模型构建使用Modelica图形化建模方式，在Modelica模型库中选择模型组件将其拖拽到组件视图中，并通过端口或者连接器的形式将其与对应组件进行连接，完成物理系统的建模；

所生成的模型由Modelica组成要素构成，其中包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数的实例；

其中，模型组件为模型的基础组成部分，是每个模型中的核心模块，其在Modelica模型中的语义为Block；

步骤12：根据不同的技术领域，将建立的Modelica模型分别存储至不同技术领域对应的Modelica模型实例库中，并生成.mo文件。

3.如权利要求2所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述技术领域包括机械技术领域、电气技术领域、电子技术领域、液压技术领域。

4.如权利要求2所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下子步骤：

步骤21：模型获取，识别并读取Modelica模型实例库中所有以.mo后缀结尾的模型文件信息；

步骤22：模型预处理，使用批处理文件方法对.mo模型文件及其中包含的模型组件信息进行预处理，遍历模型文件中所有Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数信息，通过调用转换模板并进行组装，实现对于.mo文件的预处理，生成JSON格式数据并存放与JSON文件中。

5.如权利要求4所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述步骤3中具体包括如下步骤：

所述步骤31：模型库映射：根据OSLC核心规范，将OSLC服务提供方目录作为容器来发现OSLC服务提供方，帮助简化与服务提供方集成的工具配置；将根据不同技术领域划分的Modelica模型实例库分别映射为OSLC元素中的服务提供方目录，为每个OSLC服务提供方目录生成一个特定URI，用作发现OSLC服务提供方的接口；

所述步骤32：模型映射：根据OSLC核心规范，OSLC服务提供方提供一个或多个OSLC服务的实现的产品或在线服务，服务本身实现不同的OSLC领域规范；由上一级OSLC服务提供方目录的URI进入后，读取与该服务提供方目录对应的模型库下所有模型名称，将每个模型映射为OSLC元素中的服务提供方概念，为每个OSLC服务提供方生成一个特定的URI，用作发现OSLC服务的接口；

所述步骤33：操作接口映射：根据OSLC核心规范，OSLC服务为一组功能，使Web客户端能够创建、检索、更新和删除由在线服务提供管理的资源，并与一个OSLC领域相关联；由上一级OSLC服务提供方的URI进入后，将针对Modelica模型的查询接口映射为OSLC元素中的服务概念，通过查询接口读取JSON格式的Modelica模型信息，并为每个服务生成一个特定的URI，作为管理OSLC资源的接口；

所述步骤34：模型组件映射：根据OSLC核心规范，OSLC资源由OSLC服务管理，是OSLC数据服务的最小单元，具有属性并且可以链接到其它资源；然后将模型组件映射为OSLC元素中的资源概念。

6.如权利要求5所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述步骤34中，所述模型组件信息包括几何信息与属性信息：几何信息包括形状信息与位置信息；属性信息包括ID、标签、属性值和/或输入输出的信息。

7.如权利要求6所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述步骤34中，采用RDF三元组的数据结构定义模型组件：

即，将由主语、谓语、宾语组成的三元组视为构成Modelica模型拓扑结构的最小单元，一个三元组包含一个模型组件与连接器的连接，实现Modelica模型图形轻量化显示；

三元组中主语和宾语定义为Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数的Modelica组成要素，谓语是主语与宾语之间的属性描述和连接联系；

将三元组中的主语及宾语和谓语映射为Modelica组成要素及其关联，并同时由作为主语及宾语的Modelica组成要素实现三元组之间的链接，支持OSLC中数据资源的定义。

8.如权利要求7所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述步骤4中具体包括如下子步骤：

步骤41：提取OSLC元素信息并进行转化，从由OSLC的RDF数据，即三元组数据中的所有Modelica组成要素，包括输入端、输出端、模型组件、连接器、模型端口、约束方程、模型参数信息，通过调用转换模板并进行组装，实现对由OSLC表达的数据的处理，生成可视化框架MxGraph所需的XML格式，完成由OSLC数据到XML格式的映射；

步骤42：可视化框架件加载XML数据，并自动生成轻量化Modelica模型图形可视化数据服务，进行Modelica模型拓扑结构可视化展示。

9.如权利要求8所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，所述方法用于对Modelica模型结构数据进行提取并生成模型结构进行网端展示，还支持其他工具平台对于Modelica数据的有效集成。

10.如权利要求9所述的基于开发生命周期协作服务的Modelica模型轻量化展示方法，其特征在于，

所述方法的原始输入为：Modelica模型库，其用于在Modelica建模工具中建模；

所述方法的处理动作包括：

(1)使用Modelica建模工具引用Modelica模型库中的通用模型构建领域化的Modelica模型，将模型保存为.mo文件；

(2)通过OSLC适配器，生成对应OSLC的RDF数据，即三元组数据；

所述方法的最终输出为：通过轻量化模型展示技术，导入OSLC的RDF数据，即三元组数据，并进行Modelica模型拓扑结构图的网端展示，最终用于其他工具对Modelica模型数据的调用。

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