[发明专利]基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模方法及装置有效

专利信息
申请号: 202110704435.4 申请日: 2021-06-24
公开(公告)号: CN113255163B 公开(公告)日: 2021-10-26
发明(设计)人: 李楠;方东平;马光;汪飞 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 孙立波
地址: 10008*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 基于 分布式 仿真技术 关联 基础设施 系统 建模 方法 装置
【说明书】:

发明公开了一种基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模方法及装置,联邦体系结构组合包括至少一个模型,以在单个CIS联合成员的不同功能层中表示不同的子系统、组件或智能体,方法包括以下步骤:通过RTI中间件连接联邦体系结构中的多个联邦成员;通过CIS模拟器与RTI中间件交换数据,共同模拟异构细粒度CIS领域特定模型,并对模型之间及其与外部环境的交互进行建模,得到基于HLA的关键CISs模型。由此,解决了模型不能融合CIS领域的知识,不能体现CISs之间的系统异质性,不能准确地建模CISs之间的相互依赖关系,从而限制了它们对关联CIS行为的模拟能力的问题。

技术领域

本发明涉及关联基础设施系统技术领域,特别涉及一种基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模方法及装置。

背景技术

关键基础设施系统(Critical Infrastructure System,CIS)之间越来越相互依赖,从而导致需要研究一个复杂的系统,以便预测不同运营条件下的CIS行为。目前存在一些用于建模和研究关联CIS的方法,其中,最广泛采用的方法包括智能体建模(Agent BasedModels,ABM)和基于网络的(NB)建模。应用上述方法的一个重大挑战是如何在一个概念框架内合理地刻画多个系统的异质性和行为,以及它们之间的关联性。因为这些方法通常采用自顶向下的设计策略对系统进行建模,仅捕获CIS的系统层面功能,而无法体现大多数系统领域知识和异质性等底层功能。

分布式仿真可以为关联CIS建模的现有方法中存在的挑战提供很好的解决方案,因为它允许对不同的CIS模型进行协同仿真。但是,需要一种建模框架,它可以捕获CIS之间的系统异质性,并结合CIS领域知识以准确地对系统功能进行建模,并模拟异构模型之间的复杂交互过程。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此,本发明的一个目的在于提出一种基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模方法,该方法可以实现多个异质CIS领域模型的集成和互操作性。

本发明的另一个目的在于提出一种基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模装置。

为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模方法,联邦体系结构组合包括至少一个模型,以在单个CIS联合成员的不同功能层中表示不同的子系统、组件或智能体,其中,所述方法包括以下步骤:

通过RTI中间件连接所述联邦体系结构中的多个联邦成员;

通过CIS模拟器与所述RTI中间件交换数据,共同模拟异构细粒度CIS领域特定模型,并对模型之间及其与外部环境的交互进行建模,得到基于HLA的关联CISs模型。

本发明实施例的基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模方法,通过一种开发高粒度的关联CISs模型的方法,拓展了关联CISs的研究,借助这些细粒度模型,就可以更深入地了解系统的关联性、反馈循环、系统漏洞、级联故障机制等。因此,未来CISs行为预测、脆弱性评估、灾害响应管理等模拟的准确性和可靠性可以得到显著提高。

另外,根据本发明上述实施例的基于分布式仿真技术的关联基础设施系统建模方法还可以具有以下附加的技术特征:

可选地,所述通过CIS模拟器与所述RTI中间件交换数据,包括:

利用CIS模块的数据处理层中的依赖函数管理订阅的数据,以生成符合模拟层中的模拟器要求的输入数据。

可选地,所述对模型之间及其与外部环境的交互进行建模,得到基于HLA的关联CISs模型,包括:

确定研究对象和研究目的;

根据所述研究对象和研究目的设计关联CISs的概念模型;

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