一种数字孪生架构、模型评价体系以及模型运行方法与流程

技术特征：
1.一种数字孪生架构，其特征在于，包括数据模型交互模块、模型更新模块以及资源调用模块，其中：所述数据模型交互模块用于将概率模型和仿真模型数据存储到数据池中，具体的，所述数据模型交互模块综合考虑异质来源数据，将其分布式双链保密存储到数据池中；所述模型更新模块用于更新概率模型和仿真模型，具体的，所述模型更新模块对模型进行精准评估，根据模型与模型间逻辑执行关系构建不同的有向图，建立模型自动运行机制，实现模型参数的自优自愈；所述资源调用模块用于调用概率模型和仿真模型，具体的，所述资源调用模块从模型、用户信息匹配出发，预测当前环境下模型输出，最后依据存储、网络、计算资源，对模型进行合理分配，最后通过验证该资源分配方案下模型的表现，对模型建立奖惩机制。2.根据权利要求1所述的数字孪生架构，其特征在于，所述数据模型交互模块包括数据接入层、弱中心化层以及区块链层，其中：所述数据接入层存放模型所需四类参数：模型输出中间量、结果，任务需求数据以及提供数据表；所述弱中心化层以各自服务器为中心构建分布式数据库，分为跟节点、第一子节点、第二子节点，所述根节点用于在区块链层与其余服务器交换数据，所述第一子结点用于按照需求模型流向图存放数据，所述第二子节点用于向第一子结点索求数据；所述区块链层中包含授权访问控制、安全防护机制共同构成的数据应用层规范。3.根据权利要求2所述的数字孪生架构，其特征在于，在所述弱中心化层中，由根节点、第一子节点和第二子节点共同确立数字孪生的模型共识机制，具体的：由数字孪生所有者及参与者共同指定根结点；将区域内所有模型部署的虚拟机均设置为第二子节点；通过模型流向图，从第二子节点里筛选出度中心性高的节点作为第一子节点；当第二子节点b有数据改变时，会将数据发送给其归属的第一子节点a，第一子节点a再将第二子节点b的数据信息发送给所有第一子节点，每个第一子节点再向其内所有第二子节点发布第二子节点b的数据信息。4.根据权利要求1所述的数字孪生架构，其特征在于，所述模型更新模块包括模型评估、有向图构建、自动运行机制及模型参数更新，具体的，所述模型评估对模型所需四类参数进行评估，通过模型输入输出关系，在有向图构建中构建需求模型流向图，根据流向图对模型自动运行机制做出选择，最后在模型参数更新层对模型参数进行综合评价。5.根据权利要求4所述的数字孪生架构，其特征在于，所述在有向图构建中构建需求模型流向图具体包括：评估需求，找到模型的最小层级；分析需求对应的不同网络状况随时间的变化规律，并描述不同时间段内不同网络的变化情况，以及网络下最小层级模型的资源变化情况；获取与当前选择网络关联程度最高的两个相似地区物理拓扑，按照拓扑层级关系构建出数字孪生虚拟拓扑；根据构建出的数字孪生虚拟拓扑以及模型的最小层级，找到同层级中计算同样物理特性参数的功能模型，构建功能模型簇；
以模型的候选点为基础，依托功能模型簇和功能模型簇之间的模型输入、输出关系构建模型流向图。6.根据权利要求1所述的数字孪生架构，其特征在于，所述资源调用模块包括信息采集、信用计算、分配策略及惩罚机制，具体的，所述信息采集评估需求，信用计算计算当前需求下模型的信用，分配机制根据需求组合模型，得到模型最优集合，当需求结束后，根据反馈意见对模型组合做出奖惩，并存入数据池中。7.根据权利要求6所述的数字孪生架构，其特征在于，所述信用计算计算当前需求下模型的信用具体包括：获取有关该模型所需传送、存储、计算方面的资源需求，若模型不需求其中任一资源，则该资源用0表示，若资源向量中有任一资源超过了模型当前可提供的资源，则认为该模型不适用当前网络环境；获取模型在计算当前任务多个指标时的精确度，若理论上模型精度达不到任务所需要求，则认为模型精度在此网络环境下受限制；当资源需求以及精确度均满足当前网络环境需求时，则计算模型此时的信用标签；其中，模型的信用标签与模型历史时刻的输入输出有关，通过模型历史时刻的输出输入关系，预测在当前网络环境状态下模型的输出，通过比较模型预测输出与任务需求差值，预估模型能满足任务需求的情况，也即求得模型的信用。8.根据权利要求1-7任一所述的数字孪生架构，其特征在于，所述数据池、所述概率模型和所述仿真模型组成基础组件，其中：所述数据池用于存储数字孪生数据，包括以下三类数据：从设备单元直接上报的性能数据；从管控单元上传的业务、配置、告警、故障数据；数字孪生模型运行数据；所述概率模型与所述仿真模型的每个模型都是由低于该层级或者该层级的多个原子级模型组成，每个原子级模型都对应有模型输入与输出。9.一种数字孪生模型评价体系，其特征在于，包括层级特性模块、实例特性模块以及信用模块，其中：所述层级特性模块用于定义数字孪生模型的层级特性，以实现对数字孪生模型物理属性的确立，具体的，所述层级特性模块用于将数字孪生模型分层，包括网络模型层、网元模型层、单盘模型层、模块模型层、器件模型层和材料模型层，每层级按照功能不同分为多种功能模型，每种功能模型的最小颗粒模型为原子级模型，每个需求模型都由多个层级、多个功能模型组合完成；所述实例特性模块用于根据数字孪生构建机理的不同，将数字孪生模型分为概率模型、仿真模型，具体的，所述仿真模型是详细了解物理空间通信设备的内部机理后，通过数学方式将内部机理翻译而成；所述概率模型是当无法了解物理空间通信设备的内部机理时，根据测得的通信设备输入、输出数据，通过对表征数据的建模拟合技术而得到；所述信用模块用于确定数字孪生模型实例化组合过程中，模型在对应模型组合中变现好坏的属性，若变好则信用高，若变坏则信用低，并根据信用的反馈对模型参数进行修正、组合，以使前一个模型在与后一模型组合使用时，减少两者模型因理论/统计带来的计算误差。10.一种数字孪生模型运行方法，其特征在于，包括需求模型流向策略，所述需求模型
流向策略为：资源调用层-仿真模型/概率模型-模型更新层-仿真模型/概率模型-资源调用层，其中，资源调用层根据不同场景，选择不同的仿真模型、概率模型组合方案；模型更新层根据资源调用层选择的组合方案，构建有向图，完成用户任务计算，最后将仿真模型、概率模型输出结果反馈到资源调用层。11.根据权利要求10所述的数字孪生模型运行方法，其特征在于，所述资源调用层根据不同场景，选择不同的仿真模型、概率模型组合方案具体包括：评估需求，找到模型的最小层级；根据需求划分层次模型关系，构建物理网络对应的虚拟模型拓扑；根据原子级模型，找到计算同样物理特性参数的模型，构建模型簇。12.根据权利要求11所述的数字孪生模型运行方法，其特征在于，所述模型更新层根据资源调用层选择的组合方案，构建有向图具体包括：根据虚拟模型拓扑中模型输入输出关系构建需求模型流向图。13.一种数字孪生模型运行方法，其特征在于，包括模型实例自动优化策略，具体的：对需求任务指标细化，采用分步分时计算方式，找到能满足任务需求的所有模型集合；根据需求模型流向图，分析流向权重，找到所有集合中最优集合；根据当前环境下，需求反馈的模型运行情况，对需求模型流向图中模型权重进行调整。14.根据权利要求13所述的数字孪生模型运行方法，其特征在于，所述根据需求模型流向图，分析流向权重，找到所有集合中最优集合的过程中，使选取的仿真模型计算参数准度高的同时，能支持尽可能多的任务，且使选取的概率模型使用最少的资源，尽快的满足任务需求。15.根据权利要求14所述的数字孪生模型运行方法，其特征在于，所述根据当前环境下，需求反馈的模型运行情况，对需求模型流向图中模型权重进行调整具体包括：当出现两模型组合使用时，误差累加过大的情况，删除模型之间连线；当出现两模型组合使用时，误差累加偏小或降低前模型误差的情况，增加模型连线之间的权重，并将此模型组合以区块链的形式记录到数据池中。

技术总结
本发明涉及一种数字孪生架构、模型评价体系以及模型运行方法。其数字孪生架构主要包括数据模型交互模块、模型更新模块以及资源调用模块，其中：数据模型交互模块用于将概率模型和仿真模型数据存储到数据池中，模型更新模块用于更新概率模型和仿真模型，资源调用模块用于调用概率模型和仿真模型。本发明可以实现对数字孪生模型层次、功能等物理属性的确立，让通信设备制造商在研发生产物理实体设备的同时，同时对物理实体设备进行仿真建模，研发生产数字孪生模型，通过对虚拟的数字孪生模型进行实验性、甚至破坏性实验，指导验证物理实体设备的研发。设备的研发。设备的研发。


技术研发人员：李文超 徐安然 尹山 匡立伟 谢秋红
受保护的技术使用者：烽火通信科技股份有限公司
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/9/13