一種基于模型動態(tài)互連的仿真驗證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模型驅(qū)動的系統(tǒng)工程與仿真驗證領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)以模型理論、系統(tǒng)技術(shù)、信息技術(shù)以及建模與仿真應(yīng)用領(lǐng)域的有關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用模型對系統(tǒng)進行研宄、分析、評估、決策。模型是對實體、過程、系統(tǒng)、現(xiàn)象的邏輯描述，仿真是基于模型的活動。模型的建立、實現(xiàn)、驗證和應(yīng)用是仿真過程的內(nèi)容，是模型隨時間運行的手段和方法。
[0003]仿真模型包含的內(nèi)容在擴展，建模方法也日益多樣化，模型的互操作性、可重用性將日趨重要。建模是系統(tǒng)模型的構(gòu)建過程，模型是對建模目標的概念化表示。建模技術(shù)是仿真技術(shù)的基礎(chǔ)。
[0004]建模與仿真以模型理論、系統(tǒng)理論、算法理論和軟件工程為基礎(chǔ)。模型是仿真的基礎(chǔ)，仿真系統(tǒng)中的模型應(yīng)具有互操作性、可重用性。仿真對象是錯綜復(fù)雜的，可以由多個系統(tǒng)和分系統(tǒng)組成，除了建立描述系統(tǒng)內(nèi)部特性和行為的數(shù)學模型外，還要建立描述系統(tǒng)之間相互關(guān)系的模型，使模型具有互操作性和可重用性。
[0005]基于模型的開發(fā)過程要求通過一組模型來捕獲系統(tǒng)所有的設(shè)計信息以滿足需求。這些模型通過工具軟件來維持一致性，基于模型的開發(fā)方法提升了對需要解決的問題和解決方案的抽象水平，避免了人工維護解決方案中不同元素之間的一致性產(chǎn)生的易錯性。對于復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計，采用基于模型的開發(fā)方法可以較好地維護設(shè)計中不同元素的一致性，從而提高設(shè)計早期的正確性。
[0006]Rhapsody進行系統(tǒng)仿真建模時采用全螺旋生命周期，在生命周期開始時，快速分析并定義此次迭代的目標原型系統(tǒng)，然后進行架構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計和詳細設(shè)計，然后進行模型評審、確認測試，為下一次迭代開發(fā)進行增量式評審，用以確定下一次迭代開發(fā)的目標。Rhapsody用于系統(tǒng)設(shè)計階段的建模時關(guān)注的是系統(tǒng)該做什么，用于架構(gòu)分析階段時關(guān)注的是如何實現(xiàn)主要的系統(tǒng)功能。Rhapsody在系統(tǒng)建模過程中，通過不同視圖描述整個系統(tǒng)的架構(gòu)和行為，通過動態(tài)運行的狀態(tài)圖驗證系統(tǒng)的行為。
[0007]STK(Satellite Tool Kit)在應(yīng)用中針對特定的場景想定進行仿真建模和動畫演示，能夠提供動態(tài)場景的二維和三維演示，充分體現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的信息態(tài)勢，幫助使用者快速直觀地生成全時空和全領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析。
[0008]發(fā)明內(nèi)明
[0009]為提高仿真模型的合理性和準確性，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供了一種基于模型動態(tài)互連的仿真驗證方法，實現(xiàn)Rhapsody模型和STK模型兩種動態(tài)模型的互連、互通、互操作，提高仿真模型的合理性和準確性。
[0010]本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0011]一種基于模型動態(tài)互連的仿真驗證方法，包含以下步驟:
[0012]一、建立STK模型，所述STK模型定義了若干個場景，以及各個場景中各種參與者的動作；
[0013]二、建立VC工程，將STK模型作為插件植入VC工程中；
[0014]三、在Rhapsody模型中根據(jù)STK模型中描述的各個參與者的動作建立狀態(tài)圖；
[0015]四、進行仿真實驗，當STK模型中的參與者的行為發(fā)生變動時發(fā)送相應(yīng)的觸發(fā)事件給Rhapsody模型的狀態(tài)圖，Rhapsody模型的狀態(tài)圖周期性接受觸發(fā)事件并進行相應(yīng)仿真；
[0016]五、根據(jù)STK模型與Rhapsody模型中行為的一致性來對兩個模型進行互相驗證和互相評估。
[0017]優(yōu)選地，所述STK模型采用動畫描述方式描述各個場景以及各場景中各種參與者的動作。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟四中，STK模型通過網(wǎng)絡(luò)傳輸UDP協(xié)議向Rhapsody模型發(fā)送觸發(fā)事件，Rhapsody模型通過網(wǎng)絡(luò)傳輸UDP協(xié)議接收觸發(fā)事件。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:基于模型動態(tài)互連的仿真驗證方法研宄，兩種模型不僅驗證了場景和系統(tǒng)架構(gòu)，而且起到了互相驗證的作用，有效提高了仿真模型的合理性和準確性。Rhapsody模型體現(xiàn)系統(tǒng)邏輯功能，STK動畫模型直觀地驗證了邏輯模型的正確性，而且在時序的表達上更易接受。Rhapsody模型的動態(tài)執(zhí)行使得STK的動態(tài)演示有更加合理的邏輯支撐，另一方面，STK生動的動畫演示效果又可以將系統(tǒng)設(shè)計時的漏洞、不合理、信息流向的不完整等及時反饋給Rhapsody模型。通過這兩種模型的創(chuàng)建和開發(fā)、實現(xiàn)兩種模型的互連、互通、互操作，系統(tǒng)設(shè)計和驗證將更完善，仿真演示系統(tǒng)也會更加嚴密和有力。
【附圖說明】
[0020]圖1為實施例中Rhapsody模型中建立的飛機作戰(zhàn)狀態(tài)圖；
[0021]圖2為實施例中STK模型中建立的一個飛機作戰(zhàn)模型；
[0022]圖3為本發(fā)明一種基于模型動態(tài)互連的仿真驗證方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0024]如圖3所示，本發(fā)明一種基于模型動態(tài)互連的仿真驗證方法的實施過程如下:
[0025]一、利用STK工具箱提供的STKX控件進行二次開發(fā)，將待開發(fā)系統(tǒng)的系統(tǒng)行為與信息流向建立STK模型，即STK模型用于定義場景，以及場景中各種參與者的動作。待開發(fā)系統(tǒng)具備對場景進行更換、場景播放、場景關(guān)閉、場景播放速度控制、場景視角切換等功能。STK模型通過采用STK動畫描述方式以逼真直觀的方式靈活向用戶展示場景的時空關(guān)系和信息流向，并可以根據(jù)用戶偏好進行細節(jié)捕捉。
[0026]圖2所示的模型是利用STK模型定義的一個飛機作戰(zhàn)模型，按照時間域順序動態(tài)演示了飛機飛行作戰(zhàn)的各個階段。在VS2008中以STKX作為插件進行軟件開發(fā)，通過STKX插件在VS2008中實現(xiàn)對STK模型的控制，包括仿真步長設(shè)置、演示進度控制以及模型階段控制。圖中Scenar1按鈕下屬的兩個按鈕Open Scenar1和Close Scenar1分別代表打開演不場景和關(guān)閉演不場景。Animat1n按鈕下屬的Start，Pause，F(xiàn)aster，F(xiàn)orward，Rewind，Slower分別代表對場景演示開啟、暫停、加快步長、倒退、退回起點、放慢步長。Segment按鈕下屬的 Ground Prepare，Takeoff, Search，Track，Assess，Leave