一种仿真资源模型库管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种仿真资源模型库管理系统，属于计算机分布式仿真技术及应用领域。其包括：用户安全管理子系统、模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统、模型子库管理子系统、人机交互子系统、模型数据库、用户信息数据库、模型子库和项目用户信息表。本发明提出的仿真资源模型库管理系统解决了对异构模型兼容，数据接口规范化等实际问题，集信息收集、转化、标准化、加工、整理、共享等多功能于一体，提供针对性的信息检索开发帮助和资源管理服务，提高仿真系统的开发和维护效率，同时保证模型的可重用性、系统的可扩展性和数据的安全性。
【专利说明】一种仿真资源模型库管理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仿真资源模型库管理系统，属于计算机分布式仿真技术及应用领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着计算机技术和信息技术的飞速发展，计算机仿真的应用领域不断拓展。目前计算机仿真已经广泛应用于航天、航空、军事、生物、化学和通信等领域。航天任务仿真系统涉及大量的仿真模型，这些仿真模型之间需要以参数的形式进行初始化、数值计算和数据交互。由于仿真开发软件工具的不同，仿真模型种类多样，其功能结构及接口逻辑存在差异。对于具体任务而言，模型参数的格式亦有所不同。传统的仿真系统通常采取分散存储的方式管理仿真模型和仿真数据。对于大型系统开发项目，往往需要分布于不同地理位置的单位部门联合承担开发任务，现有解决方案未提供针对分布式航天模型仿真开发任务的统一资源管理与调度功能，这将使得仿真项目的开发效率以及系统资源的利用率降低、模型的重用性和互操作性变差，增加了对应的项目开发成本和周期，同时影响系统运行的可靠性和程序开发的灵活性。
[0003]仿真模型库管理系统的目的在于找到一种切实可行的方法和技术，利用网络这种开放的平台将分散、孤立的仿真模型资源经行统一的管理和分配，帮助不同类型的用户了解、获取和使用这些仿真模型，以此提升仿真系统的开发效率和相关模型的重用性、可扩展性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提高仿真系统的开发效率，增加相关模型的重用性和可扩展性，提出一种针对航天任务等大规模复杂系统仿真的模型库管理系统，对已经存在的成熟的模型、算法和数据等资源经行开放共享，为从事相关工作并能够利用这些资源的仿真开发人员提供一个开放的、统一的网络平台，通过这个平台仿真开发人员能快速方便地检索、提取所需的资源并发布自己的资源，从而实现对仿真资源的自动化、信息化处理，促进仿真资源的重用，增进仿真应用的标准化和互操作，加快仿真系统开发速度，节省人力和费用。
[0005]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0006]一种仿真资源模型库管理系统，包括:用户安全管理子系统、模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统、模型子库管理子系统、人机交互子系统、模型数据库、用户信息数据库、模型子库和项目用户信息表。
[0007]各组成部分之间的连接关系为:
[0008]人机交互子系统分别与用户安全管理子系统、模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统和模型子库管理子系统双向连接；用户安全管理子系统与用户信息数据库双向连接；模型数据库分别与模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统和模型子库管理子系统双向连接；模型子库管理子系统还与模型子库和项目用户信息表双向连接。
[0009]所述用户安全管理子系统包括用户登录模块、权限管理模块和用户注册模块。在登录模块中，用户输入用户名、密码以及用户类型，登录模块通过连接的用户信息数据库验证用户身份是否合法，如合法，登录模块将用户类型信息发送至权限管理模块，权限管理模块根据其用户类型为该用户开放相应的功能。对于新用户，使用用户注册模块注册用户信息，并保存至用户信息数据库。
[0010]所述用户信息数据库中保存的用户密码为非明文密码，即新用户输入的密码经过加密处理后，再保存至用户信息数据库，增加了用户信息的安全性。
[0011]所述模型预处理子系统包括模型上传/下载模块、模型转化模块、模型标准化模块和模型浏览模块。在模型预处理子系统中，用户通过模型上传/下载模块上传原始模型，下载模型数据库中的模型；用户上传的原始模型会被发送至模型转化模块，对于用非C或C++语言开发的原始模型，模型转化模块将其转化为C或C++语言模型，转化后的模型称为转换模型，并将转换模型发送至模型标准化模块，进行标准化处理。标准化处理后，将得到的标准化模型分别发送至模型数据库和模型浏览模块，模型浏览模块为用户提供标准化模型的预览。
[0012]所述原始模型是按照事先约定好的基类模板开发，并实现基类模板中的所有函数接口。
[0013]所述模型标准化模块对转换模型进行标准化的操作步骤为:
[0014]步骤1.1:用户通过人机交互子系统提供模型基本信息并存储至模型数据库。所述模型基本信息包括:模型名称、模型注册名、模型开发者名称、模型关键字、模型所有者、模型所属部门、模型管理权限、输入原始模型开发语言、转换模型开发语言和模型接口版本。
[0015]步骤1.2:用户通过人机交互子系统提供模型应用领域信息，并存储至模型数据库。所述模型应用领域信息包括:模型应用领域、模型种类、执行机构、被控对象。
[0016]步骤1.3:用户通过人机交互子系统提供模型参数信息，并存储至模型数据库。所述模型参数信息包括:模型输入参数、模型输入参数限制、模型输出参数、模型输出参数限制、模型内部变量约束、模型初始化参数和模型事件类型的参数个数、参数名称、参数值和参数单位等信息。
[0017]所述模型数据库管理子系统的功能是通过人机交互子系统对模型数据库进行增、删、改、查等操作。
[0018]所述模型生成子系统包括:模型组合模块、模型评估模块和模型校验模块。模型组合模块的功能是根据用户提出的组合要求，从模型数据库中检索出满足组合要求的待组合模型，并进一步处理，组合为新模型，将新模型分别发送至模型评估模块和模型数据库中。模型评估模块的功能是对新模型或者模型数据库中的模型进行评估，判断其是否满足原始模型的算法性能及项目要求，并将结果通过人机交互子系统呈现给用户。模型校验模块是对新模型或者模型数据库中的模型进行校验，判断其行为特性是否与原始模型的行为特性一致，并将判断结果通过人机交互子系统呈现给用户。
[0019]所述组合要求包括模型名称、模型注册名、模型开发者名称、模型关键字、模型所有者、模型所属部门、模型管理权限、输入原始模型开发语言、转换模型开发语言、模型接口版本、模型应用领域、模型种类、执行机构、被控对象、模型输入参数、模型输入参数限制、模型输出参数、模型输出参数限制、模型内部变量约束、模型初始化参数和模型事件类型等信息的一部分或全部。
[0020]所述模型组合模块组合新模型的操作步骤为:
[0021]步骤2.1:用户通过人机交互子系统提出组合要求并发送至模型组合模块，模型组合模块根据组合要求从模型数据库中检索出满足组合要求的待判断模型。
[0022]步骤2.2:判断步骤2.1得到的待判断模型之间是否具有可组合性，并提供具有可组合性的模型组合。所述模型的可组合性是指转换模型开发语言相同的模型之间具有可组合性。
[0023]步骤2.3:在步骤2.2操作后，提供了 I组以上的具有可组合性的模型组合，则对于每个模型组合，依次对其中的模型进行模型适配，得到待验证模型。
[0024]步骤2.4:判断具有可组合性的模型组合中的待验证模型间的模型应用领域是否完全一致。如完全一致，则进行模型组合，生成新模型。
[0025]步骤2.3中所述对具有可组合性的模型组合进行模型适配，得到待验证模型的操作步骤为:
[0026]步骤3.1:判断具有可组合性的模型组合中的模型间静态接口的模型输入参数的参数个数、参数名称、参数值和参数单位是否完全一致。如完全一致，则进行步骤3.2的操作。
[0027]步骤3.2:判断具有可组合性的模型组合中的模型间静态接口的模型输出参数的参数个数、参数名称、参数值和参数单位是否完全一致。如完全一致，则进行步骤3.3的操作。
[0028]步骤3.3:判断具有可组合性的模型组合中的模型间动态接口的模型输入参数限制、模型输出参数限制和模型内部变量约束是否完全一致。如完全一致，则得到待验证模型。
[0029]所述模型子库管理子系统包括创建模型子库模块、用户信息维护模块和模型子库维护模块。创建模型子库模块的作用是用户通过人机交互子系统输入模型子库和项目用户信息表的名称，为一个具体项目创建一个新的模型子库和项目用户信息表。用户信息维护模块的作用是通过人机交互子系统对项目用户信息表进行增、删、改、查操作。模型子库维护模块的作用是通过人机交互子系统对模型子库进行增、删、改、查操作。
[0030]所述模型数据库用于存放标准化模型及其模型基本信息、模型应用领域信息和模型参数信息。
[0031]所述用户信息数据库用于存放用户名称、非明文密码以及用户类型。
[0032]所述模型子库用于存放一个具体项目所涉及的标准化模型及其模型基本信息、模型应用领域信息和模型参数信息。
[0033]所述项目用户信息表用于存放一个具体项目所涉及的用户名称、用户创建时间、用户权限。
[0034]有益效果
[0035]本发明提供的一种仿真资源模型库管理系统解决了对异构模型兼容，数据接口规范化等实际问题，集信息收集、转化、标准化、加工、整理、共享等多功能于一体，提供针对性的信息检索开发帮助和资源管理服务，提高仿真系统的开发和维护效率，同时保证模型的可重用性、系统的可扩展性和数据的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为本发明【具体实施方式】中仿真资源模型库管理系统的架构结构示意图。【具体实施方式】
[0037]下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
[0038]本实施例中的仿真资源模型库管理系统为航天任务仿真模型库管理系统，其系统结构如图1所示，包括:用户安全管理子系统、模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统、模型子库管理子系统、人机交互子系统、模型数据库、用户信息数据库、模型子库和项目用户信息表。所述模型数据库用于存放标准化模型及其模型基本信息、模型应用领域信息和模型参数信息。
[0039]模型数据库用于存放标准化模型及其模型基本信息、模型应用领域信息和模型参数信息。本数据库中共存储了 26个航天任务仿真模型。
[0040]用户信息数据库用于存放用户名称、非明文密码以及用户类型。用户类型分为3类:普通用户、模型开发人员、系统管理人员，其对应权限如表1所示。
[0041]表1用户信息数据库用户类型与权限
[0042]
【权利要求】
1.一种仿真资源模型库管理系统，其特征在于:其包括:用户安全管理子系统、模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统、模型子库管理子系统、人机交互子系统、模型数据库、用户信息数据库、模型子库和项目用户信息表； 各组成部分之间的连接关系为: 人机交互子系统分别与用户安全管理子系统、模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统和模型子库管理子系统双向连接；用户安全管理子系统与用户信息数据库双向连接；模型数据库分别与模型预处理子系统、模型数据库管理子系统、模型生成子系统和模型子库管理子系统双向连接；模型子库管理子系统还与模型子库和项目用户信息表双向连接； 所述用户安全管理子系统包括用户登录模块、权限管理模块和用户注册模块；在登录模块中，用户输入用户名、密码以及用户类型，登录模块通过连接的用户信息数据库验证用户身份是否合法，如合法，登录模块将用户类型信息发送至权限管理模块，权限管理模块根据其用户类型为该用户开放相应的功能；对于新用户，使用用户注册模块注册用户信息，并保存至用户信息数据库； 所述用户信息数据库中保存的用户密码为非明文密码，即新用户输入的密码经过加密处理后，再保存至用户信息数据库，增加了用户信息的安全性； 所述模型预处理子系统包括模型上传/下载模块、模型转化模块、模型标准化模块和模型浏览模块；在模型预处理子系统中，用户通过模型上传/下载模块上传原始模型，下载模型数据库中的模型；用户上传的原始模型会被发送至模型转化模块，对于用非C或C++语言开发的原始模型，模型转化模块将其转化为C或C++语言模型，转化后的模型称为转换模型，并将转换模型发送 至模型标准化模块，进行标准化处理；标准化处理后，将得到的标准化模型分别发送至模型数据库和模型浏览模块，模型浏览模块为用户提供标准化模型的预览; 所述原始模型是按照事先约定好的基类模板开发，并实现基类模板中的所有函数接Π ； 所述模型数据库管理子系统的功能是通过人机交互子系统对模型数据库进行增、删、改、查等操作； 所述模型生成子系统包括:模型组合模块、模型评估模块和模型校验模块；模型组合模块的功能是根据用户提出的组合要求，从模型数据库中检索出满足组合要求的待组合模型，并进一步处理，组合为新模型，将新模型分别发送至模型评估模块和模型数据库中；模型评估模块的功能是对新模型或者模型数据库中的模型进行评估，判断其是否满足原始模型的算法性能及项目要求，并将结果通过人机交互子系统呈现给用户；模型校验模块是对新模型或者模型数据库中的模型进行校验，判断其行为特性是否与原始模型的行为特性一致，并将判断结果通过人机交互子系统呈现给用户； 所述组合要求包括模型名称、模型注册名、模型开发者名称、模型关键字、模型所有者、模型所属部门、模型管理权限、输入原始模型开发语言、转换模型开发语言、模型接口版本、模型应用领域、模型种类、执行机构、被控对象、模型输入参数、模型输入参数限制、模型输出参数、模型输出参数限制、模型内部变量约束、模型初始化参数和模型事件类型等信息的一部分或全部；所述模型子库管理子系统包括创建模型子库模块、用户信息维护模块和模型子库维护模块；创建模型子库模块的作用是用户通过人机交互子系统输入模型子库和项目用户信息表的名称，为一个具体项目创建一个新的模型子库和项目用户信息表；用户信息维护模块的作用是通过人机交互子系统对项目用户信息表进行增、删、改、查操作；模型子库维护模块的作用是通过人机交互子系统对模型子库进行增、删、改、查操作； 所述模型数据库用于存放标准化模型及其模型基本信息、模型应用领域信息和模型参数信息； 所述用户信息数据库用于存放用户名称、非明文密码以及用户类型； 所述模型子库用于存放一个具体项目所涉及的标准化模型及其模型基本信息、模型应用领域信息和模型参数信息； 所述项目用户信息表用于存放一个具体项目所涉及的用户名称、用户创建时间、用户权限。
2.如权利要求1所述的一种仿真资源模型库管理系统，其特征在于:所述模型标准化模块对转换模型进行标准化的操作步骤为: 步骤1.1:用户通过人机交互子系统提供模型基本信息并存储至模型数据库；所述模型基本信息包括:模型名称、模型注册名、模型开发者名称、模型关键字、模型所有者、模型所属部门、模型管理权限、输入原始模型开发语言、转换模型开发语言和模型接口版本；步骤1.2:用户通过人机交互子系统提供模型应用领域信息，并存储至模型数据库；所述模型应用领域信息包括:模型应用领域、模型种类、执行机构、被控对象； 步骤1.3:用户通过人机交互子系统提供模型参数信息，并存储至模型数据库；所述模型参数信息包括:模型输入参数、模型输入参数限制、模型输出参数、模型输出参数限制、模型内部变量约束、模型初始化参数和模型事件类型的参数个数、参数名称、参数值和参数单位等信息。
3.如权利要求1或2所述的一种仿真资源模型库管理系统，其特征在于:所述模型组合模块组合新模型的操作步骤为: 步骤2.1:用户通过人机交互子系统提出组合要求并发送至模型组合模块，模型组合模块根据组合要求从模型数据库中检索出满足组合要求的待判断模型； 步骤2.2:判断步骤2.1得到的待判断模型之间是否具有可组合性，并提供具有可组合性的模型组合；所述模型的可组合性是指转换模型开发语言相同的模型之间具有可组合性； 步骤2.3:在步骤2.2操作后，提供了 I组以上的具有可组合性的模型组合，则对于每个模型组合，依次对其中的模型进行模型适配，得到待验证模型； 步骤2.4:判断具有可组合性的模型组合中的待验证模型间的模型应用领域是否完全一致；如完全一致，则进行模型组合，生成新模型。
4.如权利要求3所述的一种仿真资源模型库管理系统，其特征在于:步骤2.3中所述对具有可组合性的模型组合进行模型适配，得到待验证模型的操作步骤为: 步骤3.1:判断具有可组合性的模型组合中的模型间静态接口的模型输入参数的参数个数、参数名称、参数值和参数单位是否完全一致；如完全一致，则进行步骤3.2的操作；步骤3.2:判断具有可组合性的模型组合中的模型间静态接口的模型输出参数的参数个数、参数名称、参数值和参数单位是否完全一致；如完全一致，则进行步骤3.3的操作；步骤3.3:判断具有可组合性的模型组合中的模型间动态接口的模型输入参数限制、模型输出参数限制和模 型内部变量约束是否完全一致；如完全一致，则得到待验证模型。
【文档编号】G06F9/455GK103942089SQ201410144165
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】刘向东, 路平立, 李震, 王永飞, 余银 申请人:北京理工大学