云建模與仿真平臺ISIM Cloud

2023-04-25 13:53:58

來源:軍橋網

一、產品簡介
ISIM Cloud云建模與仿真平臺是某司仿真平臺系列第三代產品,以當前最前沿云服務技術制定了全新的云仿真模型架構標準、云仿真異構系統集成標準、云仿真跨域互聯集成標準,協助客戶將原有零散仿真資源進行整合管理,解決用戶在建設仿真應用系統中遇到的平臺差異化、建模技術差異化、想定編輯差異化問題,避免仿真模型、仿真應用重復性建設,切實幫助用戶積累專業仿真資源。

      ISIM Cloud以模塊化、組件化、參數化的分布式仿真體制為技術基礎,搭建了開放式、可替換的虛擬化仿真平臺核心。用戶能夠通過網頁瀏覽器實現仿真應用全流程在線構建,支持多用戶在線同時開展仿真應用工作,具備用戶間資源發布共享方式,并保障用戶自有創造模型及想定的知識產權安全,使整個仿真生態處于一個進化的狀態中,最終通過知識的不斷積累形成完善的仿真體系。
二、主要特點
(一)強大的云仿真引擎
仿真引擎是ISIM Cloud的核心,基于連續系統仿真原理實現,結合最新連續+離散事件仿真理論,采用連續時間推進為基礎,結合離散事件隊列,實現復雜仿真系統推進機制,使整個仿真系統運行更加趨近現實世界,滿足更高細節的仿真系統要求。
(二)敏捷構件建??蚣?/span>
ISIM Cloud基于敏捷構件建模理論基礎,將模型中專業無關部分與專業相關部分進行分離,基于一個專業無關的模型框架基礎上,支持靈活擴展和組合專業知識邏輯,類似于模型外部的專家系統。各個領域的專業人員并不需要具備太多的編程技術能力就能完成可視化建模工作,將主要工作重心放在專業領域上,提高仿真系統整體的可信度。
(三)多用戶多任務在線仿真
ISIM Cloud采用在線用戶操作方式,通過統一的云服務資源管理后臺,自動化實現仿真資源的申請、運行、釋放,用戶無需關心系統后臺服務運行,大大提高了系統的穩定性、易用性和可維護性。同時在線仿真的使用方式也更容易讓用戶積累歷史仿真數據,并基于大數據分析結果優化仿真模型和仿真應用,達到開發/應用雙向反饋,螺旋積累上升的目的。
(四)仿真資源安全共享
ISIM Cloud的多用戶使用模式下,允許用戶間進行各用戶間模型、想定、試驗、數據、評估多方面的資源共享,用戶能夠發布自己制作的仿真模型、想定場景等,這些資源在發布后能夠被其他用戶所看到和使用,但無法被復制和下載,這就保證了各個創作者的自主知識產權,實現仿真資源的安全共享。

      三、關鍵技術
(一)云仿真架構
ISIM Cloud由一個或多個仿真服務中心與一個或多個模型服務中心組成。仿真服務中心主要是提供一系列的仿真支撐服務及統一的仿真應用入口,具有開發者賬戶與應用者賬戶兩種訪問類型。對于開發者賬戶,提供的功能主要有模型體系管理、模型管理、模型組裝、模型配置、工程運行、個人空間等服務,對于應用者賬戶,提供的主要功能包括仿真應用中心、個人空間、仿真應用運行等服務,真正實現建模與仿真服務。

      (二)OCE建模規范
建模規范是指構建模型的標準框架與約束。ISIM Cloud基于IOCE建模規范,l為輸入,O為輸出,C為計算,E為事件。
配置端口∶用于參數化建模,模型讀取配置端口的信息完成初始化工作,配置可由一個模型傳遞給另一個模型,完成模型內部的配置分發。
數據端口∶模型之間的數據交互端口,發送方主動發送,接收方異步接收,回調數據響應函數進行數據處理。
服務端口∶模型之間的遠程方法端口,發起方發起服務調用,服務方回調服務響應函數,進行服務并返回,發起方收到返回后繼續運行。平臺提供系統服務,如新建實體、建立鏈接、斷開鏈接、申請步長、獲取仿真實體列表、獲取端口映射列表、開辟新的仿真分支等。
驅動端口︰模型之間的遠程方法端口,實現工作流式的串行、并行以及邏輯判斷分支,能夠驅動模型內部的核心計算函數,完成業務工作。
狀態端口∶獲取或設置模型狀態的端口,讀取數據采取主動獲取的方式,即“拉”數據。數據發布者不顯式發布數據,數據訂閱者當需要狀態數據時,采取GET方式獲取端口數據,不綁定響應事件,數據更新者可采取SET方式更新狀態數據。

      (三)異構支持
ISIM Cloud對異構系統的支持方式有平臺級異構集成與模型級異構集成兩種。
平臺級異構提供一套通用的APl,通過統一訪問服務,開放標準、統一的集成接入規范,通信層支持TCP、UDP、HTTP、WebSocket等多種協議,語法層支持Protobuffer、json、xml、二進制等多種協議。其中,TCP常用于對數據可靠性要求高的場景,UDP主要適合可視化數據的輸出顯示,HTTP用于控制協議,能夠支持同步回調,WebSocket用于網頁顯示與控制。
模型級異構利用適配器集成,該適配器同時滿足IOCE模型開發協議與異構系統協議。對于采取文件類型的模型,提供自動封裝工具,可自動采集文本中的數值,與平臺協議進行關聯,完成異構的集成。文本類型支持Txt、Excel、Word、Dat等類型。

      (四)跨域互聯支持
ISIM Cloud采用多級網關的級聯架構,網關服務部署在各個節點,從而實現仿真數據之間的交互,各級節點的網絡層信息( mac地址和IP信息)記錄在網關服務中。
ISIM Cloud中記錄各級節點網關信息,仿真開始時根據仿真分配的節點信息,云平臺通知到子節點網關,運行開始后,仿真子節點根據自網關中記錄的網絡層信息,達到節點與節點間的數據交互,從而實現跨網段通信。
ISIM Cloud跨網段可支持模式如下:
1.直屬同層交換機模式,基本屬于同網段通信;
2.直屬一層路由器模式,屬于單層跨網段通信;
3.多層路由模式,屬于多層跨網段模式通信(會出現跨網段后,出現同一IP的情況);
4.多層路由加交換機模式,屬于多層跨網段模式通信(會出現跨網段后,出現同一IP的情況);
5.多交換機模式,屬于多層跨網段模式通信。

       四、功能概述
全周期仿真產品生態圈,包含從模型體系概念設計、敏捷建模、想定編輯、試驗設計、運行監控、數據采集、指標評估等仿真應用構建中主要涉及的全流程環節,具備仿真模型、想定方案、試驗方案、指標方案等資源的復用性,實現一次建設,持續受益。

       (一)云引擎
第七代自主可控仿真引擎,支撐仿真高效穩定運行,充分利用虛擬化資源。
(二)想定編輯
基于GIS地理信息系統,可視化想定構建仿真推演場景,具備路徑規劃、地圖標繪等功能,實現全圖形化想定場景搭建。
(三)模型管理
存儲、管理模型資源,模型包括原子模型、組合模型、智能UI模型等。
(四)模型體系
針對某一業務方向,構筑組件生態、模型生態、協議生態等,實現模型的體系化管理。
(五)試驗設計
具備大樣本試驗方案管理功能,能夠基于想定方案和采樣策略構建試驗方案,支持自動化大規模仿真樣本運行和數據收集。
(六)評估分析
具備指標體系靈活構建管理功能,支持多種數據類型導入和數據篩選,支持算法導入和算法編排,具備靈活報表生成和導出功能。
(七)智能UI
通過拖拽、關聯等方式,實現前端頁面的無代碼編輯,生成能夠以web服務運行并交互的模型。
(八)系統管理
包括數據字典、用戶管理及機器管理三大功能,維護系統的基礎資源信息。
五、應用流程
按照總體流程劃分,可分為總體設計、建模開發、集成聯調與發布運行四個環節。每個環節主要參與者不同,在平臺服務的支撐下,完成不同的任務。
總體設計主要由總體設計者負責執行,進行模型體系的設計與錄入工作。
在模型體系確定后,可進行內部模型及組件的實現,進入建模開發階段。
在模型庫構建完成后,進入集成聯調環節,集成的內容包括平臺、模型及異構系統。
最后一個階段為發布運行階段。由于集成聯調環境是在生產環境中進行,省去了部署環節。
  • 關鍵詞:
  • 云服務
  • 仿真應用系統
  • 云建模
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