CN116108757A - 试训环境中多级仿真时间推进方法、服务器及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种试训环境中多级仿真时间推进方法、服务器及存储介质，属于模拟仿真领域，包括如下步骤：步骤1：建立物理同步需求序列，并对每个分系统建立逻辑时间序列；步骤2：根据物理同步需求序列与逻辑时间序列的对应关系，对分系统中的逻辑时间节点进行合并，构建仿真总系统的协同时间链表；步骤3：根据所述协同时间链表，对仿真总系统进行协同推进。使逻辑时间与物理时间对齐与聚类的处理，提升了仿真时间控制效率和能力，为仿真业务能力提升提供了技术支撑。

Description

试训环境中多级仿真时间推进方法、服务器及存储介质

技术领域

本申请属于模拟仿真领域，特别涉及一种试训环境中多级仿真时间推进方法、服务器及存储介质。

背景技术

在新时期的装备体系试验鉴定、作战与训练等任务中，装备的使用越来越呈现体系效能的需求、作战形态越来越趋向于在装备体系环境下进行，这需要尽可能在实战化条件下开展装备鉴定与试验训练等工作，以达到高可信度的鉴定、评估和作战能力提升。分布式LVC仿真体系的构建和高效运行适应了这一发展需求。

分布式LVC仿真是对仿真时间有着严格要求的大规模跨域分布式异构仿真体系，在仿真过程中，仿真体系要求各异构仿真子系统的时间推进或同步机制能够协同起来，按照总任务和总技术需求的要求，稳定、高效、有序地顺序执行各个子步骤，最终汇聚形成仿真整体，完成广泛参与的大规模试验训练活动。

分布式LVC仿真先后形成了一些典型的产品和技术标准，包括仿真组网（SIM-NET）、分布式交互仿真（DIS）、聚合级仿真协议（ALSP）、高层体系架构（HLA）和试验与训练使能体系结构 （TENA）等，这些产品在全球范围内得到了推广、借鉴和运用。各仿真体系都依据仿真结构的特点，匹配设计有其时间推进机制。

当前，由于跨域协同分布式仿真的接入规模庞大，物理上距离大，实时数据传输量大，通常采用时间步进的方式，在任意仿真步骤中，等待最后接入节点的任务完成，再进入下一个步骤的仿真。这样做的好处是严格模仿试训任务的业务逻辑，保障仿真过程的可靠性和结果的可信度。时间步进的方式，其缺陷也很明显，在仿真效率、并发量、扩展性等方面都严重受限，此外，异构兼容方法也缺失，制约了技术实现手段和实时性能的提升。

随着联合作战试验、训练的推广发展，甚至实战的到来，跨域协同分布式LVC仿真的业务需求越来越多，对仿真规模和实时性的要求日益提高。以时间步长为推进机制的方法已不适应高要求的场景，例如在一级时间管理机制中采用物理对齐的方式，仿真的每一步都是以时长最大的分系统为参考，造成仿真总时间过长。

因此，亟需一种针对试训环境中的多级仿真时间推进方法，能够解决上述问题。

发明内容

为了解决所述现有技术中以时间步长为推进机制的方法已不适应高要求的场景的问题，本申请提供了一种试训环境中多级仿真时间推进方法、服务器及存储介质，以积累典型的二级时间推进机制为基础，包括事件驱动、时间步进、离散事件并行仿真和“墙上时钟”时间驱动等，选择逻辑时间与物理时间聚类的方法，构建物理同步需求列表和逻辑时间下的物理时间同步聚类，从而实现一级时间推进机制。

本申请所要达到的技术效果通过以下方案实现：

根据本发明的第一方面，提供一种试训环境中多级仿真时间推进方法，包括如下步骤：

步骤1：建立物理同步需求序列，并对每个分系统建立逻辑时间序列；

步骤2：根据物理同步需求序列与逻辑时间序列的对应关系，对分系统中的逻辑时间节点进行合并，构建仿真总系统的协同时间链表；

步骤3：根据所述协同时间链表，对仿真总系统进行协同推进。

优选地，在步骤1中，根据上一级仿真系统的需要构建物理同步需求序列，物理同步需求序列通用模型为：

 其中，指类链表通用标识；指第r个分系统中第s个物理同步需求点的编号；指该物理同步需求点的特征内容。

优选地，物理同步需求点的特征内容包括物理同步需求数量以及需求程度，所述物理同步需求数量用于设置物理时间同步节点，所述需求程度用于评估该物理同步需求点的灵活性。

优选地，在步骤1中，根据分系统中各关键业务节点的逻辑时间节点对分系统进行划分，形成逻辑时间序列，所述逻辑时间序列通用模型为：

 其中，指类链表通用标识；指第j个分系统中第k个逻辑时间节点的节点编号；指该逻辑时间节点的特征内容。

优选地，所述逻辑时间节点的特征内容包括逻辑颗粒度等级以及是否允许被聚类信息，当不允许被聚类时该逻辑时间节点单独进行处理。

优选地，在步骤2中，对各分系统中的逻辑时间节点根据所述物理同步需求序列中的物理时间同步节点进行对齐后，再进行逻辑时间节点合并，对齐方式为：

查询各个分系统中逻辑时间节点与物理时间同步节点的对应数量，选择对应数量最多的分系统的秩序来确定物理同步顺序，各物理时间同步节点根据所述物理同步顺序进行对齐。

优选地，在步骤2中，对逻辑时间节点进行合并的方法为：在分系统中，将该分系统中的第一个涉及到物理时间同步节点的逻辑时间节点以及之前的逻辑时间节点合并为一个节点，再按顺序查询第二个涉及到物理时间同步节点的逻辑时间节点，将之与之前未合并的逻辑时间节点合并为另一个节点，以此类推直至所有逻辑时间节点合并完成。

优选地，物理时间同步节点中首节点的确立方式为：遍历查找各分系统的第一个涉及到的物理时间同步节点为预选同步点，通过交叉查询各个分系统中的所有逻辑时间节点，选择同时涉及到两个预选同步点的分系统，以其第一个预选同步点为物理时间同步节点的首节点；如果两个物理时间同步节点出现并列情况，则以相同的方法查询下一物理时间同步节点，选择所述下一物理时间同步节点所对应的分系统中的第一个物理时间同步节点作为首节点。

根据本发明的第二方面，提供一种服务器，包括：存储器和至少一个处理器；

所述存储器存储计算机程序，所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现上述试训环境中多级仿真时间推进方法。

根据本发明的第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述试训环境中多级仿真时间推进方法。

根据本发明的一个实施例，使用本方案进行试训环境中的多级仿真，通过建立逻辑时间序列和物理同步需求序列；构建物理同步需求列表和协同时间聚类链表；建立协同策略，实现一级时间机制。使逻辑时间与物理时间对齐与聚类的处理，提升了仿真时间控制效率和能力，为仿真业务能力提升提供了技术支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例中一种试训环境中多级仿真时间推进方法的流程图；

图2为本申请一实施例中的逻辑时间节点与物理时间的协同时间链表节点聚类示意图；

图3为本申请一实施例中一种服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请一实施例中的一种试训环境中多级仿真时间推进方法，包括如下步骤：

步骤1：建立物理同步需求序列，并对每个分系统建立逻辑时间序列；

在该步骤中，仿真分系统承担的任务是上一级仿真系统总任务的一部分，从上一级仿真系统角度，承担的总任务对分系统子任务有业务逻辑上的具体协同要求。因此，上一级仿真系统需要针对各仿真分系统，构建物理同步需求序列，以约束分系统之间的物理时间同步关系。物理同步需求序列通用模型如下：

 其中，指类链表通用标识；在总任务业务与技术要求下，指第r个分系统中第s个物理同步需求点的编号，该编号以系统运行为递增正向；指该物理同步需求点的特征内容，典型的候选内容包括物理同步需求数量、需求程度等。其中，物理同步需求数量用于设置物理时间同步节点，需求程度用于评估该物理同步需求点的灵活性，如果需求程度较大，则在物理同步聚类中被优先保障，不会因聚类方法优化掉。

仿真分系统承担的具体仿真子任务有相应的业务逻辑，通过划分若干关键业务节点，形成一定颗粒度的逻辑时间序列。根据分系统中各关键业务节点的逻辑时间节点对分系统进行划分。采用类似链表结构来表征逻辑时间序列通用模型如下：

其中，指类链表通用标识；指第个分系统中第k个业务逻辑点对应的逻辑时间节点的节点编号，该节点编号以系统运行为递增正向；指该逻辑时间节点的特征内容，具体内容可在试验筹划阶段进行设计，典型的候选内容包括业务逻辑颗粒度等级、是否允许被聚类等，当不允许被聚类时该逻辑时间节点单独进行处理。例如有些逻辑时间节点有明确的试训业务要求，比如需要进行该时间点的展示，故存在有些逻辑时间节点不让被聚类，需要单独进行处理。

逻辑颗粒度等级指逻辑事件的分解程度。粒度精细，逻辑时间节点数量多。粒度粗，逻辑时间节点数量少。

依据任务业务与技术要求，仿真分系统的逻辑时间序列和物理同步需求序列如上述通用模型所示；同时，上一级仿真业务需要与技术要求构建协同时间机制，支撑总系统的有序运行。协同时间机制仍采用类链表结构，链表节点的产生遵循如下聚类规则：

依据物理时间同步需求的节点秩序，对各仿真分系统进行仿真进程阶段一致划分；

对于同一仿真进程阶段的节点，以仿真分系统编号为序，依次构建节点。

物理同步需求序列如表1所示：

表1 物理同步需求序列

在聚类规则下，各仿真分系统的逻辑时间节点与物理时间同步下的协同时间链表节点聚类如图2所示。总系统逻辑时间节点设置共计10个，各分系统分别设置有9、10和8个逻辑时间节点，按照不同灰度可以看出，第一个物理同步点在分系统2的第3个逻辑点与分系统3的第2个逻辑点之间，此处需要进行物理时间同步。类似地，第2、3和4个物理同步点依次排列。

步骤2：根据物理同步需求序列与逻辑时间序列的对应关系，对分系统中的逻辑时间节点进行合并，构建仿真总系统的协同时间链表；对各分系统进行合并操作，可获得仿真总系统协同时间链表如下：

在该步骤中，对各分系统中的逻辑时间节点根据所述物理同步需求序列中的物理时间同步节点进行对齐后，再进行逻辑时间节点合并，对齐方式为：查询各个分系统中逻辑时间节点与物理时间同步节点的对应数量，选择对应数量最多的分系统的秩序来确定物理同步顺序，各物理时间同步节点根据所述物理同步顺序进行对齐。

在其他实施例中，对齐方式除了根据分系统中逻辑时间节点于物理时间同步节点的对应数量来确定物理同步顺序，还考虑需求程度的影响，在某个逻辑时间节点处需求程度大（如大于阈值），则在物理同步聚类中被优先保障，不会因聚类方法优化掉，即在物理同步顺序中设置该逻辑时间节点为对齐的节点。

由于各分系统的物理同步时间节点不尽相同，选择其中物理时间同步节点最多的一个作为物理同步顺序。即在一个仿真周期中，存在多个物理时间对齐节点，各节点一起构成同步顺序。

该步骤中，物理时间同步节点的秩序依据交集进行区分，如分系统2 涉及全部四个物理时间同步节点，因此可按分系统2的秩序来确定物理同步顺序。没产生交集的地方按编号排序。

对逻辑时间节点进行合并的方法为：在分系统中，将该分系统中的第一个涉及到物理时间同步节点的逻辑时间节点以及之前的逻辑时间节点合并为一个节点，再按顺序查询第二个涉及到物理时间同步节点的逻辑时间节点，将之与之前未合并的逻辑时间节点合并为另一个节点，以此类推直至所有逻辑时间节点合并完成。

如图2所示，被合并对象是各分系统的逻辑时间节点，如分系统1的1至4合并成一个节点、5至7合并成一个节点、8至9合并成一个节点。仿真总系统协同时间链表中任意节点n_i不一定涉及全部各分系统。

物理时间同步节点中首节点的确立方式为：遍历各分系统的第一个同步需求逻辑点，通过交叉查询，确立第一个物理时间同步节点。如有并列情况，遍历第二个同步需求逻辑点，直至确认第一个物理时间同步节点。

具体的，物理时间同步节点中首节点的确立方式为：遍历查找各分系统的第一个涉及到的物理时间同步节点为预选同步点，通过交叉查询各个分系统中的所有逻辑时间节点，选择同时涉及到两个预选同步点的分系统，以其第一个预选同步点为物理时间同步节点的首节点。

例如图2中，三个分系统中第一个涉及到物理时间同步节点的逻辑时间节点为：分系统1的第4节点、分系统2的第3节点、分系统3的第2节点，将这三个逻辑时间节点对应的物理时间同步节点设为预选同步点，即分系统1的第4节点对应物理时间同步节点2，分系统2的第3节点和分系统3的第2节点对应物理时间同步节点1；交叉查询所有分系统，发现分系统2的第4节点同样与物理时间同步节点2对应，因此分系统2就涉及到两个预选同步点，以分系统2中逻辑时间节点的顺序，选择第3节点对应的物理时间同步节点1为首节点。

如果两个物理时间同步节点出现并列情况，则以相同的方法查询下一物理时间同步节点，选择所述下一物理时间同步节点所对应的分系统中的第一个物理时间同步节点作为首节点。

如果上述方式依然无法确立首节点，则通过分系统的编号来确认首节点。

步骤3：根据所述协同时间链表，对仿真总系统进行协同推进。

使用本方案进行试训环境中的多级仿真，通过建立逻辑时间序列和物理同步需求序列；构建物理同步需求列表和协同时间聚类链表；建立协同策略，实现一级时间机制。使逻辑时间与物理时间对齐与聚类的处理，提升了仿真时间控制效率和能力，为仿真业务能力提升提供了技术支撑。

如图3所示，本申请一实施例中的服务器，包括：存储器301和至少一个处理器302；

所述存储器301存储计算机程序，所述至少一个处理器302执行所述存储器301存储的计算机程序，以实现上述试训环境中多级仿真时间推进方法。

根据本发明的第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述试训环境中多级仿真时间推进方法。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立物理同步需求序列，并对每个分系统建立逻辑时间序列；

步骤2：根据物理同步需求序列与逻辑时间序列的对应关系，对分系统中的逻辑时间节点进行合并，构建仿真总系统的协同时间链表；

步骤3：根据所述协同时间链表，对仿真总系统进行协同推进。

2.根据权利要求1所述的试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，在步骤1中，根据上一级仿真系统的需要构建物理同步需求序列，物理同步需求序列通用模型为：

 其中，指类链表通用标识；指第r个分系统中第s个物理同步需求点的编号；指该物理同步需求点的特征内容。

3.根据权利要求2所述的试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，物理同步需求点的特征内容包括物理同步需求数量以及需求程度，所述物理同步需求数量用于设置物理时间同步节点，所述需求程度用于评估该物理时间同步节点的灵活性。

4.根据权利要求1所述的试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，在步骤1中，根据分系统中各关键业务节点的逻辑时间节点对分系统进行划分，形成逻辑时间序列，所述逻辑时间序列通用模型为：

其中，指类链表通用标识；指第j个分系统中第k个逻辑时间节点的节点编号；指该逻辑时间节点的特征内容。

5.根据权利要求4所述的试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，所述逻辑时间节点的特征内容包括逻辑颗粒度等级以及是否允许被聚类信息，当不允许被聚类时该逻辑时间节点单独进行处理。

6.根据权利要求3所述的试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，在步骤2中，对各分系统中的逻辑时间节点根据所述物理同步需求序列中的物理时间同步节点进行对齐后，再进行逻辑时间节点合并，对齐方式为：

查询各个分系统中逻辑时间节点与物理时间同步节点的对应数量，选择对应数量最多的分系统的秩序来确定物理同步顺序，各物理时间同步节点根据所述物理同步顺序进行对齐。

7.根据权利要求6所述的试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，在步骤2中，对逻辑时间节点进行合并的方法为：在分系统中，将该分系统中的第一个涉及到物理时间同步节点的逻辑时间节点以及之前的逻辑时间节点合并为一个节点，再按顺序查询第二个涉及到物理时间同步节点的逻辑时间节点，将之与之前未合并的逻辑时间节点合并为另一个节点，以此类推直至所有逻辑时间节点合并完成。

8.根据权利要求6所述的试训环境中多级仿真时间推进方法，其特征在于，物理时间同步节点中首节点的确立方式为：遍历查找各分系统的第一个涉及到的物理时间同步节点为预选同步点，通过交叉查询各个分系统中的所有逻辑时间节点，选择同时涉及到两个预选同步点的分系统，以其第一个预选同步点为物理时间同步节点的首节点；如果两个物理时间同步节点出现并列情况，则以相同的方法查询下一物理时间同步节点，选择所述下一物理时间同步节点所对应的分系统中的第一个物理时间同步节点作为首节点。

9.一种服务器，其特征在于，包括：存储器和至少一个处理器；

所述存储器存储计算机程序，所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现权利要求1至8中任一项所述的试训环境中多级仿真时间推进方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1至8中任一项所述的试训环境中多级仿真时间推进方法。

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