[发明专利]一种基于流式计算的动体运行仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于流式计算的动体运行仿真方法。该方法包括步骤动体建模、资源规划和动态运行，首先是确定动体的类型、数量，为动体设定标识和初始运行参数，以及选择对应的运行计算模型；然后在网络互联的服务器上确定所有动体运行仿真的计算资源分配规划；启动仿真运行，动态输入导调数据，设立多阶算子进行流式计算，输出动体的多种仿真状态信息。该方法可以利用网络互联的多个服务器实现计算资源的动态分配，满足数量较多动体的同步仿真，采用多阶算子进行流式计算，既能够适应导调数据带来的调整变化，又能够确保实时得到各种仿真结果的输出。

技术领域

本发明涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种基于流式计算的动体运行仿真方法。

背景技术

对于大型的物流、交通运输企业，日常都有分布在各地的多种交通运输工具（如汽车、火车、飞机）在实时运行，对于这些以交通运输工具为代表的动体运行，不仅需要实时进行状态监控，也需要进行全景的运行仿真，依此实现对动体运行管理规律的科学预判和最优化的调度管理。

现有技术中缺乏适用于满足多类型、多数量、多地域、多场景的动体运行仿真方法，不能解决在统一仿真环境下的多种类型和数量较多的动体同时连续仿真运行的问题，难以满足上述企业对大量动体运行管理的精准规划和科学预判需求，难以为这些企业在宏观管理、投资规划、成本估算、风险管控等方面提供科学数据。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于流式计算的动体运行仿真方法，解决现有技术中多种类型、数量众多条件下动体运行仿真难以同步运行实施，以及解决动态导调干预、多动体之间相互关联、实时进行计算资源调整分配的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种基于流式计算的动体运行仿真方法，包括以下步骤：动体建模，确定动体的类型、数量，为其中每一个所述动体设定对应的运行计算模型；资源规划，在网络互联的服务器上确定所有动体运行仿真的计算资源分配规划；动态运行，启动仿真运行，动态输入导调数据，设立多阶算子进行流式计算，输出所述动体的多种仿真状态信息。

优选的，在所述动体建模步骤中，所述运行计算模型包括运行参数，以及基于地理空间信息的运行路线、运行状态和运行规则。

优选的，所述运行参数包括加速运行参数、匀速运行参数、减速运行参数，其中动体出发时对应的加速运行参数包括初始速度、正加速度，动体中段匀速运行对应的匀速运行参数为匀速度，动体到达停靠站时对应的减速运行参数为负加速度；所述运行计算模型的运行参数又进一步受多种因素影响，包括、、、，其中表示地形因素，表示气象因素，表示昼夜因素，表示交通拥堵因素。

优选的，在所述资源规划步骤中，网络互联的服务器包括至少一个管理服务器和多个任务服务器，在所述管理服务器中设置有管控模块，在所述任务服务器设置有任务模块，在所述任务模块中又进一步划分为多个相互独立且并行计算的任务计算器。

优选的，在所述资源规划步骤中，在计算资源分配规划过程中，根据参与仿真的动体类型和数量，确定计算资源的规模，包括确定参与仿真计算的管理服务器和任务服务器的数量，根据动体仿真所需要的运行计算模型，分配规划相应的任务计算器的数量，以及这些任务计算器在针对不同的运行计算模型的具体配置。

优选的，在所述动态运行步骤中，所述管控模块接收导调数据，进而产生需要进行仿真的动体，所述导调数据以选定的时间间隔不断更新，包括在第一仿真时刻提供的初始导调数据：

其中，t1表示第一仿真时刻，第1类动体的集合为，第1类动体数量为个，其中每一个第1类动体对应标识分别为；第2类动体的集合为，第2类动体数量为个，其中每一个第2类动体对应标识分别为，以及包括第3类动体的集合为，第3类动体数量为个，其中每一个第3类动体对应标识分别为。