一种三维沙盘态势自适应编排方法与流程

本发明涉及综合运维三维可视化领域，尤其涉及一种三维沙盘态势自适应编排方法。

背景技术：

1、综合运维领域技术正在向呈现多元化、操作简单化、值守无人化快速发展，如何在一张视图上综合显示多域多级网络综合网络态势成为了急切需要解决的难题。传统的二维呈现模式，无法逻辑清晰的表达网络拓扑的分级策略，只能通过切换单一视图的方式来实现分级策略。随着通信网络快速一体化发展，并且在网运行的应用业务越来越丰富，泛在互联、异构融合网络逐渐形成，网络要素需要全连接，信息流程需要全闭合，网络态势二维呈现模式已经无法满足多域多级网络态势综合呈现的需求。

技术实现思路

1、为了实现在对多域多级的复杂网络态势进行三维沙盘分级场景下的融合呈现，以及网络节点要素及其连接关系自适应编配布局，保证在多域多级的复杂网络场景下能够合理表达分级逻辑、自适应编排节点要素、清晰直观呈现网络态势，本发明提出了一种三维沙盘态势自适应编排方法。本发明利用三维空间的高度空间布局沙盘，加载网络元素节点并根据节点数据特征自动选择布局和连接策略，编排方式灵活，适用于多种任务场景，能够把多域多级网络态势在三维沙盘视图场景下综合直观呈现。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、一种三维沙盘态势自适应编排方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，布局沙盘地板，具体方式为：

5、步骤s101，设置地板计数count_g，初始值为0；

6、步骤s102，设置圆形地板或者矩形地板，圆形地板使用圆柱体生成，矩形地板使用立方体生成，count_g数值加一；

7、步骤s103，将地板的位置设置为pos_g_n(0,y,0)，其中，y＝(count_g-1)*r/2，r为地板横切面圆直径或者矩形切面对角线长度；

8、步骤s104，设置地板贴图为纯色贴图或图片贴图；

9、步骤s2，加载地板上的节点，具体方式为：

10、步骤s201，设计地板和其关联节点的关联关系的数据结构g_n_map{groudid,[nodeid]},设计节点和其子节点的数据结构n_c_map{node,[childnode]}；

11、步骤s202，从节点库中加载地板的关联节点并放置在地板上；

12、步骤s203，根据节点属性确定节点模型，包括网络设备、车、舰、机、卫星的节点模型；

13、步骤s3，对节点空间位置进行自适应布局，具体方式为：

14、步骤s301，将三维空间沙盘地板转换为二维平面视图；

15、步骤s302，根据节点集的层级自动选择布局策略，如果节点的层级小于等于2，则采用中心环形布局方法，如果节点的层级大于2，则采用多级树形布局方法；

16、步骤s303，当节点拖动连续移动位置时，已知节点的位置坐标为(x_c,y_c,z_c)，实时获取移动点的坐标(x_m,y_m,z_m)，设置节点的位置坐标为(x_m,y_c,z_m)；

17、步骤s304，对节点进行单点调整y轴位置时，实时计算节点与各地板的y轴距离，找到距离最近的地板g_1，获取节点当前所属的地板g_d，如果g_d不为g_1，则把节点的nodeid移出g_d_map，并把该节点加入到g_1_map；

18、步骤s4，依据步骤s3的布局方式，自动选择节点间连线方式，具体方式为，如果识别到是中心环形布局方法，则采用直线连接法，即所有节点位于同一直线上，如果是多级树形布局方法，则同级节点之间采用直线连接法，上级节点nodeu和下级节点noded之间采用低直角法、高直角法或双直角法；

19、步骤s5，设置三维视角，具体方式为：

20、步骤s501，对沙盘地板坐标求平均，得到目标坐标pos_d(x_d,y_d,z_d)；

21、步骤s502，设置相机位置pos_c(x_c,y_c,z_c)：

22、

23、其中，h为沙盘的高度，w为沙盘宽度；

24、步骤s503，根据当前相机位置pos_c(x_c,y_c,z_c)、当前注视点(x_l,y_l,z_l)，通过以下公式得到相机目标注视点pos_cl(x_cl,y_cl,z_cl)：

25、

26、其中，j为节点坐标集；

27、步骤s504，通过以下公式动态调整相机目标注视点：

28、

29、其中，n为切换次数；

30、步骤s6，关联网络态势至沙盘拓扑，具体方式为：根据节点的综合状态设置节点颜色，根据数据的性质和状态，设置链路流向和呈现颜色，形成链路流向效果。

31、进一步地，步骤s301的具体方式为：选择要转换为平面视图的地板，隐藏未选择的地板，将相机位置设置为当前地板中心点之上，注视点为地板中心位置，实现俯视效果，对于当前地板g_d，根据g_d_map得到其关联的所有节点，显示这些节点并隐藏其他节点。

32、进一步地，步骤s302中，中心环形布局方法的具体方式为：

33、获取所有二级节点[node]n，设置二级节点坐标：

34、

35、其中，和d为中间变量；

36、设置一级节点坐标：

37、

38、多级树形布局方法的具体方式为：

39、获得所有节点的布局级数n；

40、按照n_c_map数据获取最下级别的节点，此时这些节点的布局级数为n；

41、根据下面的公式设置节点坐标：

42、

43、向上逐级得到子节点的父节点并同样按照上述公式进行排列；其中，h为沙盘的高度，w为沙盘宽度，count(childnode)为节点关联的子节点数量，count(n_node_list)为第n层的节点数量；

44、把坐标系中心由沙盘中心点移动到沙盘左上角，在这个坐标系下计算节点位置pos1，将实际的坐标位置再转换为原始坐标系下的位置pos0，转换公式为：

45、pos0.x＝pos1.x-w/2

46、pos0.y＝pos1.y-h/2。

47、进一步地，步骤s4的具体方式为：

48、对于指定的4个点a、b、c、d，采用4点连线法构建节点间连接线，其中，a为已知的起始节点，d为已知的终止节点；4点连线法分为三种方式：

49、a)直线法，a、b、c、d位于同一水平直线上，四点坐标计算方式为：

50、

51、b)低直角法，a、b、c位于同一竖直直线上，b、c、d位于同一水平直线上，四点坐标计算方式为：

52、

53、c)高直角法，a、b、c位于同一水平直线上，b、c、d位于同一竖直直线上，四点坐标计算方式为：

54、

55、d)双直角法，a、b位于同一竖直直线上，b、c位于同一水平直线上，c、d位于另一竖直直线上，a在bc直线之上，d在bc直线之下，四点坐标计算方式为：

56、

57、以上四点坐标公式中，由于已经转换为平面视图，每个节点的y坐标相同，因此只用x、y来表示节点的二维坐标。

58、进一步地，步骤s6中，节点的颜色为绿色表示正常，黄色表示告警，红色表示失效；

59、使用白色和目标颜色各一半的贴图作为链路的呈现颜色，贴图沿链路起点至终点循环位移形成链路流向效果。

60、进一步地，步骤s504中，切换次数n取值为2000。

61、本发明所取得的有益效果在于：

62、1、本发明利用三维空间的垂直方向空间布局多级沙盘，各级沙盘可以同时呈现不同级别、不同类别的各通信网系综合网络态势，沙盘内网络节点元素根据数据特征采用自适应编排方式，包括节点位置的自适应布局和节点间的自动连线，可实现多域多级网络综合态势清晰合理呈现，提高整体任务的网络保障效率，能够解决异构的、复杂的多域多级网络态势无法同时在一张视图上分级呈现的问题，满足一张视图总览多域多级网络态势、呈现逻辑清晰、空间布局过程自适应的要求。

63、2、针对传统二维平面视角在呈现多域多级网络态势时无法合理分级布局的问题，以及空间利用率低导致的网络态势呈现杂乱、拥塞的问题，本发明设计实现了三维沙盘多级呈现模式以及节点要素自动编排布局方案，通过多级沙盘垂直分布的呈现方式扩展节点要素可呈现的高度空间，通过沙盘及其关联节点的位置自动布局和节点间自适应连线，完成了节点要素在三维空间的快速合理布局。

64、3、本发明利用多个沙盘垂直排布构建轻量化三维分级沙盘视图场景，根据节点数据特征自动选择网络节点布局和连接策略，综合直观呈现多域多级网络态势。