支持异构模型集成与组件重用的海事仿真引擎的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于海事仿真领域，尤其是一种支持异构模型集成与组件重用的海事仿真引擎。
【背景技术】
[0002]海事仿真关注于水路运输系统中人-船-环境-管理四个要素之间的相互耦合作用，以及整个过程中水上交通安全态势和演化趋势，在保障船舶通航安全、创新监管模式和提高业务人员水平等方面具有重要意义。作为一个多学科交叉、面向行业应用的系统仿真技术，海事仿真的研究和开发经历了从分散到系统、从零星到规模的发展历程，贯穿于其中的一个核心问题即是海事仿真引擎的设计。
[0003]目前，国内在海事仿真引擎开发方面取得了一定成果，但仍然存在如下不足:①海事仿真引擎大多借鉴自其他仿真系统，缺乏面向海事领域需求的针对性，缺乏自主知识产权，维护和升级存在困难；②异构模型集成能力弱，不能有效集成相关学科领域的专业模型，因此缺乏科学的定量分析功能，大多停留在演示阶段；③组件重用率低，抑制了开发效率提升和开发成本下降。为了满足水上目标系统对海事仿真系统在规划、分析、评估和决策支持方面的需求，迫切需要设计面向海事领域需求分析的、支持异构模型集成与组件重用的海事仿真引擎。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:提供一种支持异构模型集成与组件重用的海事仿真引擎。
[0005]本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种支持异构模型集成与组件重用的海事仿真引擎，其特征在于:它的仿真架构基于HLA (High Level Architecture)，并选用基于包装器的体系结构模式；REM (Reusable Model)接口以实现无关的方式规定了仿真模型与仿真框架之间的实现无关服务规范，HLA接口针对分布式条件下仿真成员之间的运行时刻交互，可重用模型包装器用于实现REM接口框架和HLA接口框架之间的功能映射，在分布式条件下，HLA为REM接口功能的实现提供底层支持；
每个可重用模型包装器实例负责控制相应的可重用模型的仿真活动；海事仿真编辑器用于控制整个海事仿真实例，包括异构模型组件集成、想定编辑、海事案例设计和场景配置；包装器伺服器用于守候在每个仿真节点的内存中侦听指定的端口，根据海事仿真编辑器的相应指令启动和终止可重用模型包装器的运行；视景服务器用于对海事仿真场景的二维及三维可视化表现；可重用模型包装器、海事仿真编辑器、包装器伺服器、视景服务器均通过RTI进行互操作。
[0006]按上述方案，所述的异构模型组件集成是依照FOM (Federat1n Object Model)信息，采用为集成交互的多个模型配置相同的REM接口模型(S卩FOM类库)的方式实现。
[0007]按上述方案，它还包括声音效果服务器，用于模拟海事场景的声响效果，通过RTI与可重用模型包装器、海事仿真编辑器、视景服务器进行互操作。
[0008]按上述方案，它还包括记录回放服务器，用于选择性地进行海事仿真案例数据记录，并选择性地支持事后回放。
[0009]按上述方案，它还包括分析子系统，用于海事仿真案例数据分析和海事应急方案评估。
[0010]本发明的有益效果为:
1、针对海事仿真领域的实际需求，从多人、多角色、多任务的特点，本发明能有效解决目前海事仿真系统开发过程中异构模型集成困难、组件重用率不高等问题，明显提升了开发效率、降低了开发成本、控制了开发风险，具有良好的可扩展性和执行效率。
[0011]2、通过分布式运行与集中式管理，仿真引擎在分析和评估能力方面对系统仿真运行与数据信息统计提供了技术支持。
【附图说明】
[0012]图1为本发明一实施例的结构示意图。
[0013]图2为本发明一实施例的应用图。
[0014]图3为本发明一实施例的海事仿真原型系统。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
[0016]本实施例提供一种支持异构模型集成与组件重用的海事仿真引擎，如图1所示，它的仿真架构基于HLA，并选用基于包装器的体系结构模式；REM接口以实现无关的方式规定了仿真模型与仿真框架之间的实现无关服务规范，HLA接口针对分布式条件下仿真成员之间的运行时刻交互，可重用模型包装器用于实现REM接口框架和HLA接口框架之间的功能映射，在分布式条件下，HLA为REM接口功能的实现提供底层支持；
每个可重用模型包装器实例负责控制相应的可重用模型的仿真活动；海事仿真编辑器用于控制整个海事仿真实例，包括异构模型组件集成、想定编辑、海事案例设计和场景配置；包装器伺服器用于守候在每个仿真节点的内存中侦听指定的端口，根据海事仿真编辑器的相应指令启动和终止可重用模型包装器的运行；视景服务器用于对海事仿真场景的二维及三维可视化表现；可重用模型包装器、海事仿真编辑器、包装器伺服器、视景服务器均通过RTI进行互操作。
[0017]所述的异构模型集成是依照FOM (Federat1n Object Model)信息，采用为集成交互的多个模型配置相同的REM接口模型(S卩FOM类库)的方式实现。
[0018]优选的，它还包括声音效果服务器，用于模拟海事场景的声响效果，起到增强现实的作用，通过RTI与可重用模型包装器、海事仿真编辑器、视景服务器进行互操作。
[0019]优选的，它还包括记录回放服务器，用于选择性地进行海事仿真案例数据记录，并选择性地支持事后回放。
[0020]优选的，它还包括分析子系统，用于海事仿真案例数据分析和海事应急方案评估。
[0021]图2为本发明一实施例的应用图，是对海事仿真引擎结构的实现和进一步细化。
[0022]1、集成。
[0023]包括异构模型组件集成、想定编辑、海事案例设计和场景配置等方面，均通过海事仿真编辑器完成。其中异构模型集成是依照FOM (Federat1n Object Model)信息，采用为集成交互的多个模型配置相同的REM接口模型(S卩FOM类库)的方式实现。表现系统通过分别配置虚拟环境和实体两个层次实现，虚拟环境配置包括海事场景文件、坐标信息、案例表现控制参数等；实体配置包括仿真模型文件、初始位置信息、可见性等。
[0024]2、运行。
[0025]包括调度与控制、仿真信息表现、运行支撑框架三个方面。(I)调度与控制:通过海事仿真编辑器、可重用模型包装器和包装器伺服器协同实现。其中包装器伺服器守候在每个仿真节点的内存中侦听指定的端口，根据海事仿真编辑器的相应指令启动和终止模型包装器的运行。仿真时间协调推进划分为两级:包装器伺服器协调本节点的所有模型包装器的下一推进时刻，海事仿真编辑器协调所有包装器伺服器的下一推进时刻。(2)仿真信息表现:提供三维态势、二维细节、相关性曲线和