基于发布订阅的仿真应用组合系统和方法

本技术涉及计算机技术，特别是涉及一种基于发布订阅的仿真应用组合系统和方法。

背景技术：

1、体系级仿真面向由多个独立系统组成的体系系统。体系级仿真内部建模类型多、涉及面广且逻辑关系错综复杂。现有单元级和系统级仿真模型往往由各个组织分散研制，因缺乏统一的顶层规划导致模型目标不统一、粒度差异大、互操作困难，将这些模型集成为相容的模型体系门槛高、难度大。仿真实体作为这些模型的基础，实体间的组合方式直接影响模型的集成。同时，在将实体属性和行为建模进行关注点分离的基础上，还要求将不同来源的智能行为模型和实体属性模型灵活组装成智能实体模型，进而构成仿真应用。

2、现有仿真建模技术包括事件图建模、petri 网建模、devs建模等，然而，上述方法仍然难以满足设备体系仿真应用分层建模和灵活组装的需求。除了上述理论方法外，也存在一些产品化的仿真软件，如jtls、flames、eadsim、4aces、maxsim、cmano等。这些产品都在不同程度上支持灵活的设备体系建模，然而，这些软件中作战实体之间交互关系固定，很难对现有模型体系进行扩展。国内许多团队也在建模技术方面进行了很好的研究，如清华大学林闯等提出了一种可重写petri网，该方法能够为大规模动态分布式系统的形式化验证提供有效途径；国防科技大学石峰等研究了事件图及其在分布交互式仿真中的扩展，在基本事件图的基础上增加了镜像对象的概念。在计算组件模型可重用规范研究方面，龚建兴等提出了基于bom的仿真模型组件，从概念层次、联邦成员层次和联邦层次三个不同层次提出面向组件的仿真系统构建方法。这些研究推动了离散事件仿真可视化建模技术的发展，但是它们主要还是在底层建模层次的工作，都没有针对设备体系仿真的实际需求提出利用已有计算模型灵活构建仿真应用的理论和方法。

3、然而，传统建模方法往往在仿真实体之间建立静态数据链路以表达现实中的关系，难以适应复杂外部环境下连接关系变化。而且，静态连接也为仿真实体引入大量的开发依赖，难以支持仿真实体的灵活增删和替换，阻碍了仿真应用的开放式扩展。为此，我们面临如何实现实体属性和行为之间、仿真实体之间灵活组装的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于发布订阅的仿真应用组合系统和方法。

2、一种基于发布订阅的仿真应用组合系统，所述系统包括：

3、多个仿真实体和仿真平台；每一所述仿真实体包括多个行动组件和订阅声明组件；

4、所述多个行动组件用于生成发布兴趣表达式并发布至所述仿真平台；所述发布兴趣表达式包括仿真实体需要发布的数据的兴趣范围和主题类型；

5、所述订阅声明组件用于生成订阅兴趣表达式并声明至所述仿真平台；所述订阅兴趣表达式包括仿真实体需要接收的数据的兴趣范围及主题类型；

6、所述仿真平台用于将发布实体发布的发布兴趣表达式和订阅实体声明的订阅兴趣表达式分别映射到对应主题的多维空间，得到发布兴趣区域和订阅兴趣区域，根据发布兴趣区域和订阅兴趣区域的重叠区域得到兴趣匹配结果，根据所述兴趣匹配结果动态建立发布实体和订阅实体之间的数据通信链路，以完成仿真。

7、在其中一个实施例中，还包括：所述仿真平台根据每一所述主题类型建立归一化的多维空间；所述多维空间用于存储相同主题类型的数据。在其中一个实施例中，还包括：每一所述仿真实体还包括决策组件和多个传感器组件；所述多个传感器组件、决策组件和所述多个行动组件依次连接。

8、在其中一个实施例中，还包括：所述多个传感器组件用于对感知类消息进行处理得到态势信息，并将所述态势信息发送至输入缓冲中进行缓存。

9、在其中一个实施例中，还包括：所述决策组件包括推理机和行为树，用于接收其他类型消息，并利用推理机根据当前任务目标按照预先定义的行为树进行推理，在推理过程中，根据所需态势信息和当前实体内部属性调用对应的行动组件执行相应动作，进而发送消息或者更新当前实体内部属性。

10、在其中一个实施例中，还包括：每一所述仿真实体还包括实体属性集；所述实体属性集包括实体的内部属性；所述实体属性集用于供所述决策组件和所述多个行动组件共享读写。

11、在其中一个实施例中，还包括：每一所述仿真实体还包括消息接口；所述消息接口用于接收其他仿真实体发送的消息，并将感知类消息发送至所述传感器组件，将其他类型消息发送至所述决策组件。

12、在其中一个实施例中，还包括：操作人员根据所述更新后的任务目标和预先设置的业务逻辑定义所述行为树。

13、在其中一个实施例中，还包括：从预先定义的行为树的根节点开始，遍历查询每一子节点的状态，若当前子节点的节点状态为激活，则执行当前节点的业务逻辑，执行过程中读取所需的态势信息和更新后的实体内部属性，调用相应的行动组件发送消息，直到完成当前任务目标时，完成推理。

14、一种基于发布订阅的仿真应用组合方法，所述方法包括：

15、构建仿真实体模型；所述仿真实体模型包括多个行动组件和订阅声明组件；

16、通过仿真实体的所述行动组件生成发布兴趣表达式并发布至仿真平台；所述发布兴趣表达式包括仿真实体需要发布的数据的兴趣范围和主题类型；

17、通过仿真实体的所述订阅声明组件生成订阅兴趣表达式并声明至所述仿真平台；所述订阅兴趣表达式包括仿真实体需要接收的数据的兴趣范围及主题类型；

18、所述仿真平台将发布实体发布的消息和订阅实体声明的订阅兴趣表达式分别映射到对应主题的多维空间，得到发布兴趣区域和订阅兴趣区域；

19、所述仿真平台根据发布兴趣区域和订阅兴趣区域的重叠区域得到兴趣匹配结果，根据所述兴趣匹配结果动态建立发布实体和订阅实体之间的数据通信链路，以完成仿真。

20、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

21、构建仿真实体模型；所述仿真实体模型包括多个行动组件和订阅声明组件；

22、通过仿真实体的所述行动组件生成发布兴趣表达式并发布至仿真平台；所述发布兴趣表达式包括仿真实体需要发布的数据的兴趣范围和主题类型；

23、通过仿真实体的所述订阅声明组件生成订阅兴趣表达式并声明至所述仿真平台；所述订阅兴趣表达式包括仿真实体需要接收的数据的兴趣范围及主题类型；

24、所述仿真平台将发布实体发布的消息和订阅实体声明的订阅兴趣表达式分别映射到对应主题的多维空间，得到发布兴趣区域和订阅兴趣区域；

25、所述仿真平台根据发布兴趣区域和订阅兴趣区域的重叠区域得到兴趣匹配结果，根据所述兴趣匹配结果动态建立发布实体和订阅实体之间的数据通信链路，以完成仿真。

26、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

27、构建仿真实体模型；所述仿真实体模型包括多个行动组件和订阅声明组件；

28、通过仿真实体的所述行动组件生成发布兴趣表达式并发布至仿真平台；所述发布兴趣表达式包括仿真实体需要发布的数据的兴趣范围和主题类型；

29、通过仿真实体的所述订阅声明组件生成订阅兴趣表达式并声明至所述仿真平台；所述订阅兴趣表达式包括仿真实体需要接收的数据的兴趣范围及主题类型；

30、所述仿真平台将发布实体发布的消息和订阅实体声明的订阅兴趣表达式分别映射到对应主题的多维空间，得到发布兴趣区域和订阅兴趣区域；

31、所述仿真平台根据发布兴趣区域和订阅兴趣区域的重叠区域得到兴趣匹配结果，根据所述兴趣匹配结果动态建立发布实体和订阅实体之间的数据通信链路，以完成仿真。

32、上述基于发布订阅的仿真应用组合系统和方法，通过仿真实体的行动组件生成发布兴趣表达式并发布至仿真平台，通过订阅声明组件生成订阅兴趣表达式并声明至仿真平台，从而使得各个仿真实体仅需要声明其能够产生和需要收到的主题类型及兴趣范围，无需考虑其他实体的存在与否，仿真平台将发布实体发布的发布兴趣表达式和订阅实体声明的订阅兴趣表达式分别映射到对应主题的多维空间，得到发布兴趣区域和订阅兴趣区域，根据发布兴趣区域和订阅兴趣区域的重叠区域得到兴趣匹配结果，根据兴趣匹配结果动态建立发布实体和订阅实体之间的数据通信链路，以完成仿真，本发明实施例，可支持仿真实体之间动态交互关系构建，简化仿真应用集成过程，提高仿真应用开发的可扩展性。