支持異構(gòu)模型集成與組件重用的海事仿真引擎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海事仿真領(lǐng)域，尤其是一種支持異構(gòu)模型集成與組件重用的海事仿真引擎。
【背景技術(shù)】
[0002]海事仿真關(guān)注于水路運輸系統(tǒng)中人-船-環(huán)境-管理四個要素之間的相互耦合作用，以及整個過程中水上交通安全態(tài)勢和演化趨勢，在保障船舶通航安全、創(chuàng)新監(jiān)管模式和提高業(yè)務(wù)人員水平等方面具有重要意義。作為一個多學(xué)科交叉、面向行業(yè)應(yīng)用的系統(tǒng)仿真技術(shù)，海事仿真的研究和開發(fā)經(jīng)歷了從分散到系統(tǒng)、從零星到規(guī)模的發(fā)展歷程，貫穿于其中的一個核心問題即是海事仿真引擎的設(shè)計。
[0003]目前，國內(nèi)在海事仿真引擎開發(fā)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鑒自其他仿真系統(tǒng)，缺乏面向海事領(lǐng)域需求的針對性，缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)，維護和升級存在困難；②異構(gòu)模型集成能力弱，不能有效集成相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)模型，因此缺乏科學(xué)的定量分析功能，大多停留在演示階段；③組件重用率低，抑制了開發(fā)效率提升和開發(fā)成本下降。為了滿足水上目標(biāo)系統(tǒng)對海事仿真系統(tǒng)在規(guī)劃、分析、評估和決策支持方面的需求，迫切需要設(shè)計面向海事領(lǐng)域需求分析的、支持異構(gòu)模型集成與組件重用的海事仿真引擎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種支持異構(gòu)模型集成與組件重用的海事仿真引擎。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:一種支持異構(gòu)模型集成與組件重用的海事仿真引擎，其特征在于:它的仿真架構(gòu)基于HLA (High Level Architecture)，并選用基于包裝器的體系結(jié)構(gòu)模式；REM (Reusable Model)接口以實現(xiàn)無關(guān)的方式規(guī)定了仿真模型與仿真框架之間的實現(xiàn)無關(guān)服務(wù)規(guī)范，HLA接口針對分布式條件下仿真成員之間的運行時刻交互，可重用模型包裝器用于實現(xiàn)REM接口框架和HLA接口框架之間的功能映射，在分布式條件下，HLA為REM接口功能的實現(xiàn)提供底層支持；
每個可重用模型包裝器實例負(fù)責(zé)控制相應(yīng)的可重用模型的仿真活動；海事仿真編輯器用于控制整個海事仿真實例，包括異構(gòu)模型組件集成、想定編輯、海事案例設(shè)計和場景配置；包裝器伺服器用于守候在每個仿真節(jié)點的內(nèi)存中偵聽指定的端口，根據(jù)海事仿真編輯器的相應(yīng)指令啟動和終止可重用模型包裝器的運行；視景服務(wù)器用于對海事仿真場景的二維及三維可視化表現(xiàn)；可重用模型包裝器、海事仿真編輯器、包裝器伺服器、視景服務(wù)器均通過RTI進(jìn)行互操作。
[0006]按上述方案，所述的異構(gòu)模型組件集成是依照FOM (Federat1n Object Model)信息，采用為集成交互的多個模型配置相同的REM接口模型(S卩FOM類庫)的方式實現(xiàn)。
[0007]按上述方案，它還包括聲音效果服務(wù)器，用于模擬海事場景的聲響效果，通過RTI與可重用模型包裝器、海事仿真編輯器、視景服務(wù)器進(jìn)行互操作。
[0008]按上述方案，它還包括記錄回放服務(wù)器，用于選擇性地進(jìn)行海事仿真案例數(shù)據(jù)記錄，并選擇性地支持事后回放。
[0009]按上述方案，它還包括分析子系統(tǒng)，用于海事仿真案例數(shù)據(jù)分析和海事應(yīng)急方案評估。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
1、針對海事仿真領(lǐng)域的實際需求，從多人、多角色、多任務(wù)的特點，本發(fā)明能有效解決目前海事仿真系統(tǒng)開發(fā)過程中異構(gòu)模型集成困難、組件重用率不高等問題，明顯提升了開發(fā)效率、降低了開發(fā)成本、控制了開發(fā)風(fēng)險，具有良好的可擴展性和執(zhí)行效率。
[0011]2、通過分布式運行與集中式管理，仿真引擎在分析和評估能力方面對系統(tǒng)仿真運行與數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計提供了技術(shù)支持。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明一實施例的應(yīng)用圖。
[0014]圖3為本發(fā)明一實施例的海事仿真原型系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0016]本實施例提供一種支持異構(gòu)模型集成與組件重用的海事仿真引擎，如圖1所示，它的仿真架構(gòu)基于HLA，并選用基于包裝器的體系結(jié)構(gòu)模式；REM接口以實現(xiàn)無關(guān)的方式規(guī)定了仿真模型與仿真框架之間的實現(xiàn)無關(guān)服務(wù)規(guī)范，HLA接口針對分布式條件下仿真成員之間的運行時刻交互，可重用模型包裝器用于實現(xiàn)REM接口框架和HLA接口框架之間的功能映射，在分布式條件下，HLA為REM接口功能的實現(xiàn)提供底層支持；
每個可重用模型包裝器實例負(fù)責(zé)控制相應(yīng)的可重用模型的仿真活動；海事仿真編輯器用于控制整個海事仿真實例，包括異構(gòu)模型組件集成、想定編輯、海事案例設(shè)計和場景配置；包裝器伺服器用于守候在每個仿真節(jié)點的內(nèi)存中偵聽指定的端口，根據(jù)海事仿真編輯器的相應(yīng)指令啟動和終止可重用模型包裝器的運行；視景服務(wù)器用于對海事仿真場景的二維及三維可視化表現(xiàn)；可重用模型包裝器、海事仿真編輯器、包裝器伺服器、視景服務(wù)器均通過RTI進(jìn)行互操作。
[0017]所述的異構(gòu)模型集成是依照FOM (Federat1n Object Model)信息，采用為集成交互的多個模型配置相同的REM接口模型(S卩FOM類庫)的方式實現(xiàn)。
[0018]優(yōu)選的，它還包括聲音效果服務(wù)器，用于模擬海事場景的聲響效果，起到增強現(xiàn)實的作用，通過RTI與可重用模型包裝器、海事仿真編輯器、視景服務(wù)器進(jìn)行互操作。
[0019]優(yōu)選的，它還包括記錄回放服務(wù)器，用于選擇性地進(jìn)行海事仿真案例數(shù)據(jù)記錄，并選擇性地支持事后回放。
[0020]優(yōu)選的，它還包括分析子系統(tǒng)，用于海事仿真案例數(shù)據(jù)分析和海事應(yīng)急方案評估。
[0021]圖2為本發(fā)明一實施例的應(yīng)用圖，是對海事仿真引擎結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)和進(jìn)一步細(xì)化。
[0022]1、集成。
[0023]包括異構(gòu)模型組件集成、想定編輯、海事案例設(shè)計和場景配置等方面，均通過海事仿真編輯器完成。其中異構(gòu)模型集成是依照FOM (Federat1n Object Model)信息，采用為集成交互的多個模型配置相同的REM接口模型(S卩FOM類庫)的方式實現(xiàn)。表現(xiàn)系統(tǒng)通過分別配置虛擬環(huán)境和實體兩個層次實現(xiàn)，虛擬環(huán)境配置包括海事場景文件、坐標(biāo)信息、案例表現(xiàn)控制參數(shù)等；實體配置包括仿真模型文件、初始位置信息、可見性等。
[0024]2、運行。
[0025]包括調(diào)度與控制、仿真信息表現(xiàn)、運行支撐框架三個方面。(I)調(diào)度與控制:通過海事仿真編輯器、可重用模型包裝器和包裝器伺服器協(xié)同實現(xiàn)。其中包裝器伺服器守候在每個仿真節(jié)點的內(nèi)存中偵聽指定的端口，根據(jù)海事仿真編輯器的相應(yīng)指令啟動和終止模型包裝器的運行。仿真時間協(xié)調(diào)推進(jìn)劃分為兩級:包裝器伺服器協(xié)調(diào)本節(jié)點的所有模型包裝器的下一推進(jìn)時刻，海事仿真編輯器協(xié)調(diào)所有包裝器伺服器的下一推進(jìn)時刻。(2)仿真信息表現(xiàn):提供三維態(tài)勢、二維細(xì)節(jié)、相關(guān)性曲線和