CN116933606A - Modelica协同仿真建模方法、系统及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开Modelica协同仿真建模方法、系统及介质，涉及工业仿真建模技术领域。该方法包括以下步骤：服务端接收用户通过用户终端发送的登录请求；解析并验证登录请求正确时，服务端将目标模型展示在相应用户的用户终端的界面；当用户通过用户终端对所述目标模型进行可视化建模操作时，服务端接收到消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端；打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端解密消息报文得到消息明文，根据消息明文对目标模型处理，得到组合对象，并更新目标模型。实现实时的消息信息传递和数据同步，提高建模效率与质量，且提升用户建模体验感。
Description
技术领域
本发明一般涉及工业仿真建模技术领域，具体涉及Modelica协同仿真建模方法、系统及介质。
背景技术
随着数字技术的不断发展，越来越多的企业开始意识到数字化转型的重要性，包括数字化产品的设计、数字化工厂的建设等。工业仿真建模技术可以有效地支持数字化转型，通过建立数字化模型，对生产线进行优化、升级。工业生产和制造领域存在着大量的物理系统和过程，需要进行建模仿真分析和优化设计。当前工业仿真建模技术主要针对物理系统建模、仿真和优化的应用需求，可以更加精细地描述物理过程，有利于实现工业系统的优化和控制。随着软件仿真技术的发展，各种建模和仿真软件已经实现了快速、高效的建模和仿真分析。当前工业仿真建模技术主要针对软件仿真工具的发展，可以实现各种物理系统的快速建模、仿真和优化分析。
目前，基于Web的Modelica仿真建模主要还是通过可视化界面，将模型中的组件以图形的方式展现出来，用户可以通过拖拽组件及连线的方式构建完整的模型。这种方式可以较为直观地展现建模结果，但同一模型同一时刻只允许一个用户操作，不能支持多用户协同编辑操作。因此，我们提出一种Modelica协同仿真建模方法、系统及介质用以解决上述问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种多用户协同编辑，提高建模效率与质量，提升用户建模体验感的Modelica协同仿真建模方法、系统及介质。
第一方面，本发明提供一种Modelica协同仿真建模方法，所述Modelica协同仿真建模方法应用于服务端，所述服务端与多个用户终端通讯连接；
所述Modelica协同仿真建模方法包括以下步骤：
服务端接收用户通过用户终端发送的登录请求；所述登录请求至少包括：用户账号、账号密码以及目标模型信息；
解析并验证所述登录请求正确时，服务端将目标模型展示在相应用户的用户终端的界面；
当任一用户通过用户终端对所述目标模型进行可视化建模操作时，服务端接收到消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端；所述消息报文至少包括：当前用户通过用户终端对所述目标模型进行的可视化建模操作信息；
打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端解密所述消息报文得到消息明文，根据所述消息明文对所述目标模型处理，得到组合对象，并更新所述目标模型。
根据本发明提供的技术方案，服务端接收到消息报文之后，发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端之前，还包括以下步骤：
服务端获取任意一个用户通过用户终端发送的加锁消息报文；所述加锁消息报文至少包括：任意一个用户选中所述目标模型中的组件对象的信息；
根据所述加锁消息报文，服务端对所述组件对象加锁，并向打开同一个目标模型的其余用户的用户终端发送加锁提醒消息；
根据所述加锁提醒消息，打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端对相应的组件对象加锁。
根据本发明提供的技术方案，获取任意一个用户通过用户终端发送的加锁消息报文之后，根据所述加锁消息报文，对所述组件对象加锁之前，还包括以下步骤：
当修改所述组件对象的参数影响所述组件对象中子图元的显隐和文本内容的显示时，服务端更新所述目标模型中相应的子图元的显隐和文本内容的显示，并向打开同一个目标模型的其余用户发送更新消息报文；
根据所述更新消息报文，打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端更新相应的子图元的显隐和文本内容的显示。
根据本发明提供的技术方案，根据所述消息明文对所述目标模型处理，得到组合对象，具体包括以下步骤：
根据所述消息明文，获取用户选中的组件对象的子图元；
将所述组件对象的子图元转化为多个画笔对象；
根据canvas画笔组合方法，对所述画笔对象组合，得到组合对象。
根据本发明提供的技术方案，在解析并验证所述登录请求正确中，具体包括以下步骤：
获取所述登录请求中的用户账号、账号密码以及目标模型的模型信息；
校验所述用户账号和账号密码正确，且在自建模型库中查询到与所述目标模型信息一致的自建模型时，向用户反馈握手成功消息；所述自建模型库至少包括：多个自建模型以及每个所述自建模型对应的模型信息。
第二方面，本发明提供一种Modelica协同仿真建模系统，能够实现上述的一种Modelica协同仿真建模方法，所述Modelica协同仿真建模系统包括：
服务端，配置用于接收用户通过用户终端发送的登录请求；所述登录请求至少包括：用户账号、账号密码以及目标模型信息；
服务端，还配置用于解析并验证所述登录请求正确时，将目标模型展示在相应用户的用户终端的界面；
服务端，还配置用于当任一用户通过用户终端对所述目标模型进行可视化建模操作时，接收消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端；所述消息报文至少包括：当前用户通过用户终端对所述目标模型进行的可视化建模操作信息；
用户终端，配置用于解密所述消息报文得到消息明文，根据所述消息明文对所述目标模型处理，得到组合对象，并更新所述目标模型。
第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的一种Modelica协同仿真建模方法的步骤。
综上所述，本发明公开一种Modelica协同仿真建模方法的具体流程。本发明通过服务端接收用户通过用户终端发送的登录请求；其中，登录请求至少包括：用户账号、账号密码以及目标模型信息；并且，解析并验证登录请求正确时，服务端将目标模型展示在相应用户的用户终端的界面；当用户通过用户终端对目标模型进行可视化建模操作时，服务端接收到消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端；其中，消息报文至少包括：当前用户通过用户终端对目标模型进行的可视化建模操作信息；解密消息报文得到消息明文，根据消息明文对目标模型处理，得到组合对象，并更新目标模型。
本发明通过服务端与打开同一个目标模型的多个用户同时建立通讯连接关系，当任意一个用户对目标模型进行可视化建模操作时均会发出相应的消息报文，该消息报文会发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端，打开同一个目标模型的其余用户再通过用户终端解密消息报文得到消息明文，根据消息明文对目标模型处理，得到组合对象，并更新目标模型，并且，在服务端也会更新数据信息；实现实时的消息信息传递和数据同步，提高建模效率与质量，且提升用户建模体验感。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为Modelica协同仿真建模方法的流程示意图。
图2为Modelica协同仿真建模系统的结构示意图。
图3为解析并验证登录请求的示例图。
图4为目标模型未编辑前的示意图。
图5为目标模型经过编辑后的示意图。
图6为消息报文的格式示例图。
图中标号：1、协同通讯模块；2、模型设计模块；3、用户终端。
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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
请参考图1所示的本发明提供的一种Modelica协同仿真建模方法的第一种实施例的流程示意图，Modelica协同仿真建模方法应用于服务端，服务端与多个用户终端通讯连接；
Modelica协同仿真建模方法包括以下步骤：
S10、服务端接收用户通过用户终端发送的登录请求；登录请求至少包括：用户账号、账号密码以及目标模型信息；
其中，目标模型信息至少包括：模型ID，模型名称以及模型版本等信息。
S20、解析并验证登录请求正确时，服务端将目标模型展示在相应用户的用户终端的界面；
其中，目标模型是指当前用户想要打开的模型；目标模型例如为电路模型。
具体地，在解析并验证登录请求正确中，具体包括以下步骤：
获取登录请求中的用户账号、账号密码以及目标模型的模型信息；
校验用户账号和账号密码正确，且在自建模型库中查询到与目标模型信息一致的自建模型时，向用户反馈握手成功消息；自建模型库至少包括：多个自建模型以及每个自建模型对应的模型信息。
其中，在校验时，核对用户账号和账号密码是否对应且完全正确，并且，在自建模型库中查询用户想要打开的目标模型的目标模型信息是否在自建模型库中是存在的，只有当用户账号、账号密码正确，并且，目标模型信息在自建模型库中存在时，用户才能接收到握手成功消息且顺利打开目标模型。
例如，图3所示的有三个用户，分别为“UserA”、“UserB”以及“UserC”，三个用户分别通过其所使用的用户终端向服务端发送登录请求；服务端接收到登录请求进行解析和验证，并且，在自建模型库中查询用户想要打开的目标模型的目标模型信息在自建模型库中是存在的，则向三个用户分别反馈握手成功消息，即用户终端和服务端之间建立通讯连接关系，三个用户均能够打开目标模型。
上述的自建模型是指本领域技术人员自行构建的模型；模型信息至少包括：模型ID，模型名称以及模型版本等信息；自建模型库如表1所示。
表1 自建模型库
S30、当任一用户通过用户终端对目标模型进行可视化建模操作时，服务端接收到消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端；消息报文至少包括：当前用户通过用户终端对所述目标模型进行的可视化建模操作信息；
上述消息报文例如图6中的表格所示，其中，“用户ID”是指当前用户账号，例如为“userld”；“用户姓名”是指当前用户自行设置的名字，例如“userName”；“操作（如add、delete）”是指可视化建模操作，例如“action”，并且，“add”为添加操作，“delete”为删除操作，“action”为动作操作；“组件类型（如node、connectLine）”是指组件对象的组件类型，例如“type”并且，“node”为顶点，“connectLine”为连接线，“type”为形状；“操作内容数据”是指可视化建模操作，例如“content”，并且，“content”为电子信息。
进一步地，服务端接收到消息报文之后，发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端之前，还包括以下步骤：
服务端获取任意一个用户通过用户终端发送的加锁消息报文；加锁消息报文至少包括：任意一个用户选中目标模型中的组件对象的信息；
其中，组件对象为目标模型中的任意一个组件。组件对象是指用于描述物理系统和控制系统的行为的基本单元，并且，组件对象包括多个子图元。以电路模型为例，电路模型的某一个组件对象包括的子图元，例如为电阻、电容、电感等元件，以及输入输出端口、参数、变量、方程等；前述的子图元用于描述电路模型的各种特性和行为，例如为电阻值、电容值、电感值、电压、电流等。
根据加锁消息报文，服务端对组件对象加锁，并向打开同一个目标模型的其余用户的用户终端发送加锁提醒消息；
根据加锁提醒消息，打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端对相应的组件对象加锁。
上述的加锁操作可以利用冲突检测算法实现；例如，打开同一个目标模型的用户为用户a、用户b和用户c，设定当前时刻三个用户均已打开同一个目标模型对应的页面，当用户a在其所打开的页面中选中了一个组件对象时，服务端能够接收到用户a通过其所使用的用户终端发送的加锁消息报文，根据加锁消息报文对该组件对象进行加锁，同时，向打开同一个目标模型的用户b和用户c的用户终端发送加锁提醒消息，根据加锁提醒消息，用户b和用户c通过相应的用户终端对相应的组件对象进行加锁，此时，选中的组件对象只有用户a能操作，用户b和用户c则不能操作；通过此种加锁操作方式，能够避免多个用户对同一个目标模型中的同一个组件对象同时操作，即防止用户之间操作冲突，协调好多个用户同时编辑同一个目标模型时的互斥和竞争关系，保证多个用户之间的数据同步性。
例如，图3所示的“UserA”选中的组件对象在相应的用户终端的页面中显示为“Component1”，当“UserA”对“Component1”进行操作时，“Component1”被加锁，“UserB”和“UserC”此时无法对“Component1”进行任何操作，即使“UserB”或者“UserC”点击“Component1”，相应的页面中“Component1”也会显示灰色或者不响应。
进一步地，获取任意一个用户通过用户终端发送的加锁消息报文之后，根据加锁消息报文，对组件对象加锁之前，还包括以下步骤：
当修改组件对象的参数影响组件对象中子图元的显隐和文本内容的显示时，服务端更新目标模型中相应的子图元的显隐和文本内容的显示，并向打开同一个目标模型的其余用户发送更新消息报文；
根据更新消息报文，打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端更新相应的子图元的显隐和文本内容的显示。
具体地，当任意一个用户通过用户终端对目标模型中的组件对象的参数修改，并且，检测到该参数的修改影响到相应的子图元的显隐和文本内容的显示时，则服务端对目标模型中相应的子图元的显隐和文本内容的显示进行更新，同时，向打开同一个目标模型的其余用户发送更新消息报文，这些用户根据更新消息报文更新其页面中目标模型的子图元的显隐和文本内容的显示，从而保证目标模型的组件对象的正确性和一致性。
例如，图4中的目标模型的子图元没有经过任何用户编辑、操作过，当任意一个用户通过用户终端对目标模型中的组件对象的参数修改时，且检测到该参数的修改影响到相应的子图元的显隐和文本内容的显示，则对目标模型中相应的子图元的显隐和文本内容的显示进行更新，即如图5所示，目标模型中的参数修改是正确的，则“reset”会显示出来。
其中，图4和图5中的“Limlntegrator”为组合对象的名称，即Modelica组件的名称；“k”和“reset”均表示组件参数变量，并且，“reset”只有在组件参数变量正确时才会显示出来。
S40、打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端解密消息报文得到消息明文，根据消息明文对目标模型处理，得到组合对象，并更新目标模型。
其中，解密消息报文的方式，例如为对称加密，此种方式是指用户终端和服务端共用一个密钥，该密钥用来对消息进行加解密；用户终端在发送消息前用该密钥对消息进行加密，即可得到消息报文，发送到服务端后，服务端利用该密钥对消息进行解密，即可得到消息明文。
根据消息明文对目标模型处理，得到组合对象，具体包括以下步骤：
根据消息明文，获取用户选中的组件对象的子图元；
将组件对象的子图元转化为多个画笔对象；
根据canvas画笔组合方法，对画笔对象组合，得到组合对象。
例如，打开同一个目标模型的用户为用户a、用户b和用户c，设定当前时刻三个用户均已打开同一个目标模型对应的页面，用户a发送的消息报文中包含用户a添加组件对象的操作信息，打开同一个目标模型的用户b和用户c则对消息报文进行解密，得到消息明文，在消息明文中获取用户a添加组件对象的操作信息，然后，根据转换方法将组件对象中的子图元数据转化为若干个canvas中的画笔对象，再采用canvas画笔组合方法对画笔对象进行组合，最终得到一个组合对象，即Modelica组件，这个组合对象可以在服务端以及打开同一个目标模型的用户的用户终端的canvas画布中添加并展示。
此处，canvas是HTML5提供的一种元素，并且，canvas提供了一个可以使用JavaScript绘制图形的区域，能够绘制各种形状、线条、文本和图像；并且，还提供了一组API，能够控制绘图上下文，包括设置绘图样式、绘制路径、填充和描边等。
实施例2
如图2所示，一种Modelica协同仿真建模系统，能够实现实施例1所述的一种Modelica协同仿真建模方法，该Modelica协同仿真建模系统包括：
服务端，配置用于接收用户通过用户终端3发送的登录请求；登录请求至少包括：用户账号、账号密码以及目标模型信息；
服务端，还配置用于解析并验证登录请求正确时，将目标模型展示在相应用户的用户终端3的界面；
服务端，还配置用于当任一用户通过用户终端3对目标模型进行可视化建模操作时，服务端接收到消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端3；消息报文至少包括：当前用户通过用户终端对目标模型进行的可视化建模操作信息；
用户终端3，配置用于解密消息报文得到消息明文，根据消息明文对目标模型处理，得到组合对象，并更新目标模型。
此处，服务端的类型，例如为linux服务器，并且，linux服务器上部署有协同通讯模块1；协同通讯模块1的类型，例如为通信连接池；该通信连接池是基于springboot框架和Websocket技术搭建的一套实时通讯应用，其部署在linux服务器上，用于提供通讯群组创建和组内消息广播等功能。
用户终端3的类型，例如为电脑，并且，电脑中部署有模型设计模块2；模型设计模块2的类型，例如为模型设计器；该模型设计器是基于Vue3框架和canvas技术搭建的一套在线拖拉拽图形组件和连线的前端可视化应用，其部署在linux服务器上，用于提供图形化建模等功能。
实施例3
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的一种Modelica协同仿真建模方法。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (7)
1.一种Modelica协同仿真建模方法，其特征在于，所述Modelica协同仿真建模方法应用于服务端，所述服务端与多个用户终端通讯连接；
所述Modelica协同仿真建模方法包括以下步骤：
服务端接收用户通过用户终端发送的登录请求；所述登录请求至少包括：用户账号、账号密码以及目标模型信息；
解析并验证所述登录请求正确时，服务端将目标模型展示在相应用户的用户终端的界面；
当任一用户通过用户终端对所述目标模型进行可视化建模操作时，服务端接收到消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端；所述消息报文至少包括：当前用户通过用户终端对所述目标模型进行的可视化建模操作信息；
打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端解密所述消息报文得到消息明文，根据所述消息明文对所述目标模型处理，得到组合对象，并更新所述目标模型。
2.根据权利要求1所述的一种Modelica协同仿真建模方法，其特征在于，服务端接收到消息报文之后，发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端之前，还包括以下步骤：
服务端获取任意一个用户通过用户终端发送的加锁消息报文；所述加锁消息报文至少包括：任意一个用户选中所述目标模型中的组件对象的信息；
根据所述加锁消息报文，服务端对所述组件对象加锁，并向打开同一个目标模型的其余用户的用户终端发送加锁提醒消息；
根据所述加锁提醒消息，打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端对相应的组件对象加锁。
3.根据权利要求2所述的一种Modelica协同仿真建模方法，其特征在于，获取任意一个用户通过用户终端发送的加锁消息报文之后，根据所述加锁消息报文，对所述组件对象加锁之前，还包括以下步骤：
当修改所述组件对象的参数影响所述组件对象中子图元的显隐和文本内容的显示时，服务端更新所述目标模型中相应的子图元的显隐和文本内容的显示，并向打开同一个目标模型的其余用户发送更新消息报文；
根据所述更新消息报文，打开同一个目标模型的其余用户通过用户终端更新相应的子图元的显隐和文本内容的显示。
4.根据权利要求1所述的一种Modelica协同仿真建模方法，其特征在于，根据所述消息明文对所述目标模型处理，得到组合对象，具体包括以下步骤：
根据所述消息明文，获取用户选中的组件对象的子图元；
将所述组件对象的子图元转化为多个画笔对象；
根据canvas画笔组合方法，对所述画笔对象组合，得到组合对象。
5.根据权利要求1所述的一种Modelica协同仿真建模方法，其特征在于，在解析并验证所述登录请求正确中，具体包括以下步骤：
获取所述登录请求中的用户账号、账号密码以及目标模型信息；
校验所述用户账号和账号密码正确，且在自建模型库中查询到与所述目标模型信息一致的自建模型时，向用户反馈握手成功消息；所述自建模型库至少包括：多个自建模型以及每个所述自建模型对应的模型信息。
6.一种Modelica协同仿真建模系统，能够实现权利要求1至5任一项所述的一种Modelica协同仿真建模方法，其特征在于，所述Modelica协同仿真建模系统包括：
服务端，配置用于接收用户通过用户终端发送的登录请求；所述登录请求至少包括：用户账号、账号密码以及目标模型信息；
服务端，还配置用于解析并验证所述登录请求正确时，将目标模型展示在相应用户的用户终端的界面；
服务端，还配置用于当任一用户通过用户终端对所述目标模型进行可视化建模操作时，接收消息报文，并将其发送至打开同一个目标模型的其余用户的用户终端；所述消息报文至少包括：当前用户通过用户终端对所述目标模型进行的可视化建模操作信息；
用户终端，配置用于解密所述消息报文得到消息明文，根据所述消息明文对所述目标模型处理，得到组合对象，并更新所述目标模型。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的一种Modelica协同仿真建模方法的步骤。
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