一种支持系统功能动态重组的调度系统及其调度方法与流程

本发明涉及模拟仿真领域，特别是涉及一种支持系统功能动态重组的调度系统及其调度方法。

背景技术：

随着计算机科学与信息科学研究的深入，系统建模与仿真技术和高性能计算一起成为继理论研究和实验研究之后的第三种认识世界和改造世界的重要手段，系统建模与仿真技术不仅被广泛应用于工业生产领域，同时也在军事领域获得大力推广应用。系统建模与仿真技术已逐步向数字化、虚拟化、网络化、智能化、协同化、集成化发展。随着军事需求和技术的发展，系统仿真对象已开始由单武器平台性能仿真向多武器平台体系对抗仿真、由局部系统的仿真向分布式大型虚拟战场攻防对抗仿真方向发展。现代军事仿真所面对的对象，如大型运载火箭系统、大型武器系统、飞行模拟，以及作战指挥系统等都属于大型复杂系统，复杂系统仿真平台的研究开发一直是仿真技术领域的一个热点。

攻防对抗仿真是综合运用军事知识，使用逻辑数学模型，通过计算机推演，在敌对双方或多方进行实战的情况下，利用预先设计的描述实际或假定作战过程的规则、数据和步骤，对其对抗过程、结局和智能决策支持系统进行仿真模拟。

传统的攻防对抗仿真系统通常以现实世界中的实物对象为基础，建立系统架构，每个节点或联邦成员功能、接口、部署主要参考模拟现实世界中的实物，在特定的想定规则下，协同完成仿真。这种方式的优点在于系统架构明确，针对性强。但是存在明显的缺陷在于灵活性及扩展性极差，当仿真场景、目标、想定、规则甚至仿真试验物理环境发生变更时，都需要带来系统结构的变更，维护和升级成本极高。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种支持系统功能动态重组的调度系统及其调度方法，能够提供一套可扩展的仿真框架，满足不同类型的分布式仿真需求，提高仿真搭建的效率和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种支持系统功能动态重组的调度系统，包括：仿真预案设计模块、数据/模型库模块、统一调度模块、仿真运行管理模块；

所述的仿真预案设计模块提供基于GIS的仿真预案设计功能，用于描述兵力对抗双方的兵力配置、初始态势、武器配置、机动参数、战术规则、作战环境及仿真条件；

所述的数据/模型库模块用于维护和管理系统运行所依赖的数据以及模型；

所述的统一调度模块能够将仿真预案中的信息自动转化为调度策略，根据兵力配置、武器配置及作战环境信息，从数据/模型库中动态下载、加载兵力实体类模型、武器实体类模型、指挥控制类模型、情报处理类模型；根据展示规则，动态下载、加载指挥控制类模型、评估类模型，然后根据仿真控制命令，动态调度模型，完成系统仿真；

所述的仿真运行管理模块负责根据试验人员的需要下达仿真初始化、仿真推进、暂停、继续、终止的命令，在仿真运行过程中，基于消息的排序传递以及仿真中逻辑时间的推进机制，周期向统一调度模块下达推进指令，推进仿真。

优选的，所述数据/模型库模块中的数据信息包括环境数据、兵力配置、武器性能参数与战术规则；模型主要是参与系统运行的实体，包括兵力实体类模型、武器实体类模型、探测类模型、指挥控制类模型、情报处理类模型、环境类模型、评估类模型。

优选的，各模块之间的逻辑关系为：首先，仿真运行管理模块向仿真预案设计模块与统一调度模块发送仿真准备指令；其次，仿真预案设计模块向统一调度模块发送仿真预案信息；再次，仿真运行管理模块向统一调度模块下发仿真预备指令；然后，统一调度模块向数据/模型库模块发送模型配置要求，之后数据/模型库模块向统一调度模块发送具体的数据信息及模型文件；最后，仿真运行管理模块向统一调度模块周期发送仿真推进命令，各个仿真调度模块根据调度模型输出对应的信息。

本发明还公开了一种支持系统功能动态重组的调度系统的调度方法，主要包括如下步骤：

一、用户首先向数据/模型库模块中导入仿真所需的模型文件和数据；

二、结合当前数据/模型库模块中的模型，基于GIS设计仿真预案，定义包括兵力对抗双方的兵力配置、初始态势、武器配置、机动参数、战术规则、作战环境及仿真条件；

三、将编辑的仿真预案生成预案文件，并以XML的文件保存；

四、统一调度模块加载仿真预案文件，并将其转化为本次仿真的调度策略；

五、统一调度模块根据调度策略从数据/模型库模块中动态加载本次仿真所需模型，并进行加载；

六、用户通过仿真控制模块下达仿真控制命令，进入仿真运行阶段；

七、统一调度模块周期接收仿真推进命令，并根据调度策略调用参与仿真模块的统一接口，推进仿真运行。

本发明的有益效果是： 1）定义了兵力对抗仿真模型的统一描述规范； 2）定义了一种可支持功能动态重构、流程动态重组的调度策略，以及兵力对抗仿真想定到调度策略的映射方法；3）基于本方法所建立的仿真系统，能够根据试验人员设计的作战想定及作战规则自动生成调度策略，借助调度模块完成仿真模型的自动索引、下载与加载，基于统一的信息交互框架和仿真运行控制，完成仿真同步运行与交互；4）本发明旨在提供一套可扩展的仿真框架，满足不同类型的分布式仿真需求，提高仿真搭建的效率和可靠性。

附图说明

图1是本发明一种支持系统功能动态重组的调度方法一较佳实施例的系统组成图 ；

图2是本发明一种支持系统功能动态重组的调度方法的算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种支持系统功能动态重组的调度系统，包括：仿真预案设计模块、数据/模型库模块、统一调度模块、仿真运行管理模块；

所述的仿真预案设计模块提供基于GIS的仿真预案设计功能，用于描述兵力对抗双方的兵力配置、初始态势、武器配置、机动参数、战术规则、作战环境及仿真条件；

所述的数据/模型库模块用于维护和管理系统运行所依赖的数据以及模型；

所述的统一调度模块能够将仿真预案中的信息自动转化为调度策略，根据兵力配置、武器配置及作战环境信息，从数据/模型库中动态下载、加载兵力实体类模型、武器实体类模型、指挥控制类模型、情报处理类模型；根据展示规则，动态下载、加载指挥控制类模型、评估类模型，然后根据仿真控制命令，动态调度模型，完成系统仿真；

所述的仿真运行管理模块负责根据试验人员的需要下达仿真初始化、仿真推进、暂停、继续、终止的命令，在仿真运行过程中，基于消息的排序传递以及仿真中逻辑时间的推进机制，周期向统一调度模块下达推进指令，推进仿真。

进一步的，所述数据/模型库模块中的数据信息包括环境数据、兵力配置、武器性能参数与战术规则；模型主要是参与系统运行的实体，包括兵力实体类模型、武器实体类模型、探测类模型、指挥控制类模型、情报处理类模型、环境类模型、评估类模型。

进一步的，各模块之间的逻辑关系为：首先，仿真运行管理模块向仿真预案设计模块与统一调度模块发送仿真准备指令；其次，仿真预案设计模块向统一调度模块发送仿真预案信息；再次，仿真运行管理模块向统一调度模块下发仿真预备指令；然后，统一调度模块向数据/模型库模块发送模型配置要求，之后数据/模型库模块向统一调度模块发送具体的数据信息及模型文件；最后，仿真运行管理模块向统一调度模块周期发送仿真推进命令，各个仿真调度模块根据调度模型输出对应的信息。

如图2所示，本发明的工作流程如下所示：

一、用户首先向数据/模型库模块中导入仿真所需的模型文件和数据；

二、结合当前数据/模型库模块中的模型，基于GIS设计仿真预案，定义包括兵力对抗双方的兵力配置、初始态势、武器配置、机动参数、战术规则、作战环境及仿真条件；

三、将编辑的仿真预案生成预案文件，并以XML的文件保存；

四、统一调度模块加载仿真预案文件，并将其转化为本次仿真的调度策略；

五、统一调度模块根据调度策略从数据/模型库模块中动态加载本次仿真所需模型，并进行加载；

六、用户通过仿真控制模块下达仿真控制命令，进入仿真运行阶段；

七、统一调度模块周期接收仿真推进命令，并根据调度策略调用参与仿真模块的统一接口，推进仿真运行。

进一步的，本发明的运行载体采用带有网卡的普通计算机。

本发明中，所述统一调度模块的统一调度步骤如下所示：

一、解析仿真预案文件，获得文件中参与仿真的节点名称、类型、模型代号以及模型运行的物理设备标识（IP地址）；

二、各个设备的调度引擎将所有的模型与自身的IP地址进行匹配，获得本地所需要运行的模型信息；

三、连接服务器，使用服务的检索服务，从服务器上检索对应的模型服务，若检索到，则将该模型文件实体以及服务描述文件下载到本地；

四、下载完毕后，向仿真运行管理模块发送通知命令，并监听仿真控制命令：

a）当接收到仿真初始化命令后，根据服务描述文件，加载服务，并调用服务初始化接口，完成初始化工作；

b）每当接收到仿真步长推进命令，调用服务执行命令；

c）当接收到仿真结束命令，卸载服务资源，释放相关内存，回到初始状态。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。