同步仿真的系统和方法与流程

本发明涉及集成的系统工程与仿真验证的技术领域，尤其是涉及一种同步仿真的系统和方法。

背景技术：

随着航电软件信息化规模越来越大，系统之间的连接越来越复杂，对互联、互通、互操作的要求越来越高。

申请人经研究发现：申请人尝试基于dodaf模型框架的updm/rhapsody工具(航电系统的工具)，用于对航电软件项目进行分析和描述，同时使用stk工具对航空任务全过程进行场景仿真，并通过stk提供的分析引擎计算数据、显示多种形式的二维地图，显示卫星和其它对象如运载火箭、导弹、飞机、地面车辆、目标等时，stk分析计算的数据常常用作数据激励源提供给updm/rhapsody工具，同时updm/rhapsody工具产生的事件也能够作为一种触发方式提供给stk场景。然而，上述方法存在如下问题：

updm/rhapsody和stk这两个工具之间无法进行直接的数据交换，stk作为激励数据源无法自动导入updm/rhapsody中，同样stk需要的一些控制数据也无法通过updm/rhapsody直接导入，而且对于stk工具本身并没有用户想要的某个场景下事物的事件，这些事件最好是根据用户的逻辑来自己定义。

因此，当前迫切需要一个中间平台能够在stk和updm/rhapsody之间建立“一座桥梁”，实现他们之间的数据交换和事件触发等。

技术实现要素：

鉴于此，为了解决现有技术中的至少一种技术问题，本发明提供了一种同步仿真的系统和方法。

一方面，本发明提供了一种同步仿真的系统，该系统包括：

资源层，用于对第一软件工具和第二软件工具的同步仿真的系统应用框架提供实施资源；

支撑架构层，用于基于资源层所提供的实施资源，为系统应用提供技术框架；

应用层，用于根据技术框架，分别读取对第一软件工具的第一事件，和第二软件工具的第二事件，关联第一事件和第二事件，以对第一软件工具和第二软件工具进行数据交换和/或事件触发。

另一方面，本发明提供了一种同步仿真的方法，该方法包括：

分别对第一软件工具和第二软件工具进行同步化配置，得到第一配置信息和第二配置信息；

分别监控所述第一软件工具和所述第二软件工具，得到第一监控日志和第二监控日志；

基于所述第一配置信息，解析所述第一软件工具并得到第一解析结果；

基于所述第二配置信息，解析所述第二软件工具并得到第二解析结果；

根据所述第一解析结果和所述第二解析结果，对所述第一软件工具和所述第二软件工具进行图形化配置，得到图形配置化结果；

基于所述图形配置化结果、所述第一监控日志和所述第二监控日志，同步仿真所述第一软件工具和所述第二软件工具的运行界面。

本发明实施例可以提供灵活、开放性的架构、界面、逻辑，且可以执行数据解耦。在实现同步仿真运行功能时，可以在不对已有的软件工具的工程进行侵入式“改动”的情况下，实现两个工程的互连、互通、互操作，使得系统设计和验证更完善，具有较好的易用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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。

图1是本发明一实施例的suc软件与stk和updm/rhapsody工具软件之间的交互关系示意图；

图2是本发明一实施例的suc仿真软件平台示意图；

图3是本发明一实施例的suc同步仿真工具使用流程示意图；

图4是本发明一实施例的登录验证界面示意图；

图5是本发明一实施例的stk工具配置的示意图；

图6是本发明一实施例的stk启动的示意图；

图7是本发明一实施例的stk工程解析的示意图；

图8是本发明一实施例的updm工程解析的示意图；

图9是本发明一实施例的stk和updm同步仿真图形化配置总视图的示意图；

图10是本发明一实施例的stk和updm同步仿真运行界面的示意图；

图11是本发明一实施例的监控记录界面的示意图；

图12是本发明一实施例的日志记录界面的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明一实施例的suc软件与stk和updm/rhapsody工具软件之间的交互关系示意图。

同步仿真的系统可以设计成硬件的电子产品，也可以设计成功能软件(称为suc软件)，还可以设计成suc仿真软件平台。

如图1所示，suc同步仿真软件提供一个stk与updm/rhapsody(航电系统的工具名称)集成仿真环境，软件以eclipsercp开发技术为主，通过osgi(openservicegatewayinitiative)服务框架实现stk和updm/rhapsody工具的插件集成，suc同步仿真软件集成了python脚本引擎，能够通过运行python脚本实现数据的逻辑算法处理，从而实现自定义stk事件触发，suc同步仿真软件使用gef图形化编辑框架来实现stk事件与updm/rhapsody事件的触发关系配置，可以自动触发对应的事件，实现stk与updm/rhapsody之间的数据激励。

suc软件与stk和updm/rhapsody工具软件之间的交互关系如图1所示：

图2是本发明一实施例的suc仿真软件平台示意图。

如图2所示，suc同步仿真软件主要划分为三个层次：平台应用层、支撑架构层和平台资源层。

平台应用层：根据业务的具体内容进行设计，将平台应用层划分为三个主要的模块，分别是系统管理、工具集成和仿真管理。其中，系统管理中有软件配置、监控模块、安全模块和日志模块等功能业务，工具集成中包括了stk集成、updm/rhapsody集成和python集成等功能，而仿真管理中主要是stk仿真可视化配置、updm/rhapsody仿真可视化配置、python编辑和同步仿真等功能。系统管理者、平台提供者、软件开发者、系统集成者、分析校验者都通过平台应用层与系统产生交互。

支撑架构层：提供给系统应用实现需要的技术框架，这些技术框架是通过大量应用开发不断积累、总结和完善的，可以大大提高应用开发的效率和质量，主要包括：ui模版框架、模型图形化框架、工具集成框架、数据库存储框架。

平台资源层：对系统应用框架提供实施资源，我们使用java集成开发环境下的eclipsercp桌面应用开发框架，通过插件的方式对系统进行构建，使用python引擎来调用stk场景和对象，对一些图形化显示控制功能，使用gef图形化编辑框架，最后将数据模型存入数据库。

suc同步仿真软件是能够将stk仿真数据作为数据激励源提供到updm工程项目中进行同步仿真，能够灵活配置updm需要的参数，并可以通过suc将updm工程项目的数据发送到stk，该软件主要包括十个功能模块，每个功能模块主演实现的功能如下：

1)软件配置模块

能够对suc所需要的软件环境进行统一配置：包括(1)stk工具相关配置；(2)updm工具相关配置；(3)suc工作空间配置。

2)stk工具集成模块

能够对stk工具进行集成，包括：(1)启动stk工具；(2)控制stk仿真运行的启动、暂停、继续、终止；(3)静态读取stk场景每一个实体的数据；(4)动态读取stk场景仿真运行状态下每一个实体的数据和事件；(5)修改stk场景下的实体的数据，如果stk处于仿真状态下，仅对stk允许修改的实体数据进行修改；(6)对stk工具中的所有实体属性进行汇总，并在suc中对场景参与实体的属性值进行预设置，预设置规则包括精确设置和区间设置。

3)updm工具集成模块

能够对updm工具进行集成，包括：(1)启动updm设计工具；(2)集成updm的oxf框架；(3)读取updm工程文件中的模型信息；(4)触发updm工程事件；(5)对updm的状态图进行加速播放。

4)软总线集成模块

主要工作包括：(1)suc能够集成dds作为“软总线”，并制定基于idl的规范化通讯接口；(2)suc应通过“软总线”的方式，对stk以及updm工具相关模块进行解耦，同时应具备对外部系统单独提供数据激励的功能；(3)suc运行时能够作为接收源接收dds发送的数据；(4)suc运行时能够作为dds发送源发送数据。

5)stk与updm同步仿真图形化配置模块

主要工作包括：(1)集成图形化编辑框架进行suc图形化配置；(2)自定义stk场景对象事件，该事件以python脚本作为事件触发条件，并通过图形条目化显示；(3)对基本的逻辑和算术运算进行可视化配置，并生成python脚本；(4)针对熟悉python的开发人员提供python脚本编辑窗口；(5)将updm模型对象显示在界面上；(6)图形条目化显示updm模型对象的事件；(7)通过图形化配置的方式建立stk到updm事件的关联关系；(8)提供过滤功能对stk场景对象和事件进行过滤；(9)提供过滤功能对updm事件进行过滤。

6)stk与updm同步仿真模块

同步仿真模块主要实现：(1)根据python脚本运行结果触发相应的事件；(2)在stk事件触发时，能够依据同步仿真配置触发对应updm事件；(3)在updm事件触发时，能够依据同步仿真配置触发对应的stk事件；(4)实时显示同步仿真过程的事件触发记录。

7)python脚本集成模块

脚本集成模块主要实现：(1)集成python脚本引擎；(2)将stk相关的数据和操作接口提供给python脚本引擎；(3)将updm相关的数据和操作接口提供给python脚本引擎；(4)在suc内部提供python脚本编辑器，并可以语法高亮显示；(5)提供python脚本加载、重新加载等功能；(6)提供周期性调用python脚本中函数的功能；(7)将数据传入python脚本并执行返回数据；(8)以stk运行时间为基准，建立时间点上的python脚本，在stk仿真运行的时候，能够通过时间点控制python脚本的调用；

8)监控模块

监控模块主要实现：(1)实时监控stk仿真运行数据和事件；(2)实时监控updm仿真运行环境数据和事件；(3)提供监控数据存储，对stk和updm仿真运行的监控记录进行记录；(4)提供监控记录查看列表，对监控记录进行查看；(5)按照时间、数据类型、事件类型等进行监控记录的筛选；(6)对监控记录按照时间、类型等排序；(7)对监控记录进行手动清空。

9)安全模块

安全模块主要实现：(1)为suc软件提供license许可；(2)提供登录验证功能，输入帐号和密码进行登录后才能操作suc；(3)配置ip过滤列表，设置允许ip列表和禁止ip列表；(4)提供ip保护功能，通过ip过滤列表，进行用户的ip验证。

10)日志模块

日志模块主要实现：(1)设计日志内容结构并提供存储数据库；(2)记录用户登录、退出的日志；(3)记录用户通过suc修改stk场景信息的日志；(4)记录用户控制stk的日志；(5)列表显示日志内容；(6)根据时间、用户等日志内容进行日志过滤；(7)手动按照时间清空日志。

图3是本发明一实施例的suc同步仿真工具使用流程示意图。

参考图3，同步仿真的方法可以包括以下步骤：

s301，分别对第一软件工具(如stk工具)和第二软件工具(如updm/rhapsody)进行同步化配置，得到第一配置信息和第二配置信息；

s302，分别监控第一软件工具和第二软件工具，得到第一监控日志和第二监控日志；

s303，基于第一配置信息，解析第一软件工具并得到第一解析结果；

s304，基于第二配置信息，解析第二软件工具并得到第二解析结果；

s305，根据第一解析结果和第二解析结果，对第一软件工具和第二软件工具进行图形化配置，得到图形配置化结果；

s305，基于图形配置化结果、第一监控日志和第二监控日志，同步仿真第一软件工具和第二软件工具的运行界面。

图3所示方法流程可以基于图1、图2的系统实现，也可以基于如下的同步仿真的系统实现，该系统可以用于航电系统。

在一些实施例中，该系统可以包括：资源层，用于对第一软件工具和第二软件工具的同步仿真的系统应用框架提供实施资源；支撑架构层，用于基于资源层所提供的实施资源，为系统应用提供技术框架；应用层，用于根据技术框架，分别读取对第一软件工具的第一事件，和第二软件工具的第二事件，关联第一事件和第二事件，以对第一软件工具和第二软件工具进行数据交换和/或事件触发。

在一些实施例中，该系统还可以包括：软件配置模块，用于对软件环境进行统一配置；工具集成模块，用于对第一软件工具和第二软件工具进行集成；软总线集成模块，用于为第一软件工具和第二软件工具的数据交换提供指定通讯接口；同步仿真图形化配置模块，用于为集成图形化编辑框架进行图形化配置、同步仿真模块，用于响应于第一软件工具的触发事件，生成第二软件工具的事件，或者，用于响应于第二软件工具的触发事件，生成第一软件工具的事件；脚本集成模块，用于集成python脚本引擎。

在一些实施例中，该系统还可以包括：监控模块、安全模块和日志模块。

其中，第一软件工具可以对航空任务全过程进行场景仿真，提供用于分析引擎计算的数据，并显示一种或者多种地图、卫星和航空目标对象；第二软件工具可以是基于dodaf模型框架的updm/rhapsody工具，用于对航电软件项目进行分析和描述。航空目标对象为运载火箭、导弹、飞机、地面车辆中的一种或者多种。

图4是本发明一实施例的登录验证界面示意图。

参考图4，用户在进入系统之前，需要输入账号、密码和选择工作空间，然后系统依据不同帐号的级别，控制帐号的权限，并准备好工作环境。

图5是本发明一实施例的stk工具配置的示意图。

参考图5，stk工具相关配置提供stk软件路径配置功能。点击stk工具集成界面软件配置按钮，弹出对话框，在此对话框中可以选择stk软件路径。

图6是本发明一实施例的stk启动的示意图。

参考图6，点击stk工具集成界面上的软件启动按钮，可以直接打开stk软件。点击增加按钮，添加stk工程，添加成功后，会把工程保存到xml格式文件中，以后可以重新加载。

图7是本发明一实施例的stk工程解析的示意图。

参考图7，stk工程解析时，suc通过调用stk提供的数据接口可以实现：静态读取stk场景每一个实体的数据；以及动态读取stk场景仿真运行状态每一个实体的数据。

图8是本发明一实施例的updm工程解析的示意图。

参考图8，updm工程解析后，updm/rhapsody项目获取所有事件，解析出项目里面所有的包(packge)、类(class)、和图(diagram)。

图9是本发明一实施例的stk和updm同步仿真图形化配置总视图的示意图。

参考图9，stk和updm同步仿真图形化配置总视图中，图形化配置主要是对suc集成的工具中需要进行可视化显示的事件、场景、python脚本等进行可视化显示和图形化配置。当然，还需要对其中的一部分模型建立关系，编辑模型的属性，建立完整数据信息等。

图10是本发明一实施例的stk和updm同步仿真运行界面的示意图。

参考图10，同步仿真主要是基于python脚本实现的，事件的建立主要是为了在相应的时间进行触发，达到一定的目的，基于计量单位轴下的仿真能够触发事件，比如stk场景基于计量单位轴进行模拟，可以触发我们创建的事件，我们将这些事件与updm事件进行关联，就可以异步触发事件。

图11是本发明一实施例的监控记录界面的示意图。

参考图11，监控记录界面中，环境数据和事件的监控主要是对于stk和updm工具而言，当stk工具或updm工具开始运行以后，suc软件将启动监控机制，以一定的时间(比如1秒)为标度，对运行的工具进行数据和事件的获取和检测，并将监控获取的数据和事件以列表的形式进行存储。

图12是本发明一实施例的日志记录界面的示意图。

参考图12，对于一个具有健全安全机制的软件，日志信息是一个非常重要的数据源，它可以记录所有的用户的登录、退出的信息以及用户对数据的操作信息，记录所有数据在数据库中的增加、删除、修改的信息。利用这些信息，管理员可以方便管理整个软件中的数据，对错误数据的产生有了根据，能更快找出问题产生的根源，对软件的作用不言而喻。所以，我们在主界面上设计了日志栏，将所有的日志信息以列表的形式显示在日志栏中。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。