一种仿真按需迁移执行的建模仿真系统架构的构建方法与流程

1.本发明涉及建模仿真领域。更具体地，涉及一种仿真按需迁移执行的建模仿真系统架构的构建方法。


背景技术：

2.当前建模仿真软件，如simulink、simulationx、ansys、anylogic等，多是单机版的软件，通常只能在用户本地运行，而且必须操作用户图形界面，才能开展建模仿真活动。其中，部分软件提供单独的集群版本，可以安装到高性能计算集群上，可以通过命令行的方式手动运行单机版建立的模型或者工程；部分软件提供vc 或java代码生成的功能(有的是可在嵌入式环境运行的代码)，方便用户拷贝到其它环境运行。
3.随着仿真技术的进一步应用，需要支持在不同的仿真基础设施上随时随地地进行仿真。当前以单机版为主、集群版独立部署的建模仿真软件系统架构，对在不同仿真基础设施上按需开展仿真活动的互操作支持较弱，难以满足以下的建模仿真业务需求：
4.(1)随着仿真的开发范围从传统的局域网扩展到现有的全球互联网(如基于模型的系统工程等)，用户应用现有的建模仿真软件难以实现对不同企业仿真的高效协同。
5.(2)随着仿真的部署地点从传统的桌面终端扩展到现有的普适化终端(如数字孪生等)，用户应用现有的建模仿真软件难以实现对不同位置仿真的无缝迁移。
6.(3)随着仿真的运行形式从传统的离线小规模验证扩展到现有的在线大规模并行试验(如人工智能的并行学习等)，用户应用现有的建模仿真软件难以实现对不同规模仿真的自由切换。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种仿真按需迁移执行的建模仿真系统架构的构建方法，针对在不同的仿真基础设施上随时随地地进行仿真，建立一种原生支持仿真系统按需迁移执行的开放式建模仿真系统架构，以减少大量的需要手动进行仿真系统改造、封装、部署的工作。
8.为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
9.本发明提供一种仿真按需迁移执行的建模仿真系统架构的构建方法，包括以下步骤：
10.s101：在桌面终端建立图形用户界面，在所述图形用户界面上建模并生成仿真系统执行程序；
11.s103：各类仿真系统执行终端建立迁移代理，接收并部署桌面终端提交的仿真系统执行程序；
12.s105：各类仿真系统执行终端建立执行代理，准备仿真运行环境并操控仿真自主执行；
13.s107：桌面终端和各类仿真系统执行终端之间建立状态反馈，在桌面终端进行仿
真监控和评估。
14.在一个具体示例中，所述步骤s101包括：
15.在桌面终端的图形用户界面上进行可视化建模和想定编辑，并在形成的模型和数据基础之上构建与图形用户界面剥离的仿真系统执行程序；
16.在图形用户界面上建立实验管理模块，将仿真系统实验要求输入所述实验管理模块，包括指定仿真实验的参数调节范围、间隔和结果输出变量，设置待执行的仿真系统个数，然后选取匹配的仿真系统执行终端执行所述仿真系统执行程序。
17.在一个具体示例中，所述仿真系统执行程序包括：跨平台运行的可执行代码、依赖的模型文件和依赖的数据文件，其中，
18.所述跨平台运行的可执行代码提供运行管理服务接口、运行数据服务接口、迁移环境配置文件和执行命令配置文件。
19.在一个具体示例中，所述运行管理服务接口包括：仿真系统执行程序的运行状态获取接口、运行初始化接口、运行开始接口、运行暂停接口、运行恢复接口、运行结束接口和开始新一轮仿真接口；
20.所述运行数据服务接口包括：仿真实验参数初始化接口、仿真实验运行过程的数据/事件输入输出接口、仿真实验运行过程的中间状态数据获取接口和运行结果数据获取接口；
21.所述迁移环境配置文件包括：操作系统及其版本、仿真中间件及其版本和可执行代码依赖的库文件及其版本；
22.所述执行命令配置文件包括：仿真系统执行程序工作路径、启动顺序和启动命令。
23.在一个具体示例中，所述步骤s103包括：
24.所述迁移代理采用守护进程形式实现自主执行和事件处理，与桌面终端的图形用户界面建立网络连接；
25.所述迁移代理维护执行终端环境信息，并发送给桌面终端的图形用户界面供匹配；
26.所述迁移代理接收桌面终端的图形用户界面提交的仿真系统执行程序，并按照指定的工作路径部署仿真系统执行程序。
27.在一个具体示例中，所述步骤s105包括：
28.所述执行代理采用守护进程形式实现自主执行和事件处理，与桌面终端的图形用户界面建立网络连接；
29.所述执行代理读取执行命令配置文件内容，解析启动命令并在部署仿真系统执行程序的工作路径下按启动顺序启动仿真系统执行程序。
30.在一个具体示例中，所述步骤s107包括：
31.桌面终端的图形用户界面远程访问执行终端上的仿真系统执行程序的运行管理服务接口，获取仿真系统执行程序的运行状态，控制其运行初始化、开始、暂停、恢复、结束和新一轮仿真；
32.桌面终端的图形用户界面远程访问执行终端上的仿真系统执行程序的运行数据服务接口，下发仿真实验的参数进行参数初始化，获取仿真实验运行过程的中间状态数据和运行结果数据，并根据需要与其他仿真系统执行程序交互数据和事件；
33.桌面终端的图形用户界面通过远程监控执行终端的虚拟桌面，掌握仿真系统执行程序的运行情况；
34.在桌面终端的图形用户界面汇总提交执行的所有仿真系统执行程序的运行结果，通过二维和三维图表图形进行仿真评估。
35.本发明的有益效果如下：
36.本方法改进了现有以单机版为主、集群版独立部署的建模仿真软件系统架构，通过建立原生支持仿真系统按需迁移执行的开放式建模仿真系统架构，实现了在不同的仿真基础设施上，能够按需进行仿真活动的互操作，省去了原先需要手动进行仿真系统改造、封装、部署的工作，支持在基于模型的系统工程等应用中，面向全球互联网开展不同企业仿真的高效协同；在数字孪生等应用中，面向普适化终端开展不同位置仿真的无缝迁移；在人工智能的并行学习等应用中，面向在线大规模并行试验开展不同规模仿真的自由切换。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1示出本发明一个实施例一种仿真按需迁移执行的建模仿真系统架构的构建方法的流程图。
具体实施方式
39.为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
40.本发明一个实施例提供一种仿真按需迁移执行的建模仿真系统架构的构建方法，如图1所示，包括以下步骤：
41.s101：在桌面终端建立图形用户界面，在所述图形用户界面上建模并生成仿真系统执行程序；
42.s103：各类仿真系统执行终端建立迁移代理，接收并部署桌面终端提交的仿真系统执行程序；
43.s105：各类仿真系统执行终端建立执行代理，准备仿真运行环境并操控仿真自主执行；
44.s107：桌面终端和各类仿真系统执行终端之间建立状态反馈，在桌面终端进行仿真监控和评估。
45.在一个具体实施例中，所述步骤s101包括：
46.将仿真系统的建模、运行和评估解耦，在桌面终端的图形用户界面上进行可视化建模和想定编辑，并在形成的模型和数据基础之上构建与图形用户界面剥离的仿真系统执行程序；
47.在图形用户界面上建立实验管理模块，将仿真系统实验要求输入所述实验管理模块，包括指定蒙特卡洛仿真等仿真实验的参数调节范围、间隔和结果输出变量，进而设置待
执行的仿真系统实例个数，然后选取匹配的仿真系统实例执行终端执行所述仿真系统执行程序。例如，实验要求为5个，则选取5个仿真系统实例，在其执行终端上执行所述仿真系统执行程序。
48.在一个具体实施例中，所述构建的仿真系统执行程序包括：跨平台运行的可执行代码、依赖的模型文件和依赖的数据文件，其中，
49.所述跨平台运行的可执行代码提供运行管理服务接口、运行数据服务接口、迁移环境配置文件和执行命令配置文件。
50.在一个具体实施例中，所述运行管理服务接口包括：仿真系统执行程序的运行状态获取接口、运行初始化接口、运行开始接口、运行暂停接口、运行恢复接口、运行结束接口和开始新一轮仿真接口；
51.所述运行数据服务接口包括：仿真实验参数初始化接口、仿真实验运行过程的数据/事件输入输出接口、仿真实验运行过程的中间状态数据获取接口和运行结果数据获取接口；
52.所述迁移环境配置文件包括：操作系统及其版本、仿真中间件及其版本和可执行代码依赖的库文件及其版本；
53.所述执行命令配置文件包括：仿真系统执行程序工作路径、启动顺序和启动命令。
54.在一个具体实施例中，所述步骤s103包括：
55.所述迁移代理采用守护进程形式实现自主执行和事件处理，与桌面终端的图形用户界面建立网络连接；
56.所述迁移代理维护执行终端环境信息如安装的仿真中间件，并发送给桌面终端的图形用户界面供匹配；
57.所述迁移代理接收桌面终端的图形用户界面提交的仿真系统执行程序，并按照指定的工作路径部署仿真系统执行程序。
58.在一个具体实施例中，所述步骤s105包括：
59.所述执行代理采用守护进程形式实现自主执行和事件处理，与桌面终端的图形用户界面建立网络连接；
60.所述执行代理读取执行命令配置文件内容，解析启动命令并在部署仿真系统执行程序的工作路径下按启动顺序启动仿真系统执行程序。
61.在一个具体实施例中，所述步骤s107包括：
62.桌面终端的图形用户界面远程访问执行终端上的仿真系统执行程序的运行管理服务接口，获取仿真系统执行程序的运行状态，控制其运行初始化、开始、暂停、恢复、结束和新一轮仿真；
63.桌面终端的图形用户界面远程访问执行终端上的仿真系统执行程序的运行数据服务接口，下发仿真实验的参数进行参数初始化，获取仿真实验运行过程的中间状态数据和运行结果数据，并根据需要与其他仿真系统执行程序交互数据和事件；
64.桌面终端的图形用户界面通过远程监控执行终端的虚拟桌面，掌握仿真系统执行程序的运行情况；
65.在桌面终端的图形用户界面汇总提交执行的所有仿真系统执行程序的运行结果，通过二维和三维图表图形进行仿真评估。
66.本发明所述架构实现在不同的仿真基础设施上，能够按需进行仿真活动的互操作，省去了原先需要手动进行仿真系统改造、封装和部署的工作；支持在本地设计仿真实验，控制仿真远程执行，并在本地对仿真进行监控和评估。
67.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。