專利名稱：：一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：大型電子信息系統(tǒng)是指綜合利用各級(jí)各類傳感器、指揮系統(tǒng)、通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、嵌入執(zhí)行平臺(tái)信息系統(tǒng)等信息設(shè)備，為相關(guān)用戶提供信息支持，以滿足各類應(yīng)急事件處置信息需求的復(fù)雜大系統(tǒng)。與一般的電子信息系統(tǒng)相比，大型電子信息系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)集成與體系概念。體系結(jié)構(gòu)，依據(jù)ANSI/IEEEStd1471-2000，是指系統(tǒng)部件、關(guān)系，以及制約各部件設(shè)計(jì)和隨時(shí)間演進(jìn)的原則和指南。對(duì)大型電子信息系統(tǒng)而言，系統(tǒng)部件即為各類實(shí)體及網(wǎng)絡(luò)，關(guān)系則包括各類信息關(guān)系，如信息上報(bào)、信息分發(fā)、命令下達(dá)、協(xié)同請(qǐng)求關(guān)系等。體系結(jié)構(gòu)是從頂層、全局的視角對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的描述，是創(chuàng)建系統(tǒng)的專家對(duì)系統(tǒng)的最高層次的共同理解。體系結(jié)構(gòu)突出了早期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)抉擇，這些抉擇將對(duì)隨后的所有系統(tǒng)開發(fā)和工程實(shí)施工作有深遠(yuǎn)影響，因此，盡早分析和評(píng)估體系結(jié)構(gòu)就成為確保和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、系統(tǒng)研制水平的關(guān)鍵。而體系結(jié)構(gòu)仿真，其核心是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在虛擬環(huán)境中考察基于所設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)下的系統(tǒng)運(yùn)行效果，并以此作為評(píng)估、優(yōu)化體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)?；诜抡娴姆椒ň哂酗L(fēng)險(xiǎn)低、效率高、成本低、可重復(fù)實(shí)驗(yàn)、便于定量分析等特點(diǎn)，已成為分析評(píng)估電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的有力手段。迄今為止，在大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)仿真方面的成果主要集中在基于Petri網(wǎng)的方法上，以美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)信息與決策系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(LIDS)的A.H.Levis教授[l]為代表，核心是利用Petri網(wǎng)理論構(gòu)建系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的可執(zhí)行模型，然后進(jìn)行仿真運(yùn)行，支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的邏輯一致性、過(guò)程可達(dá)性等性能分析評(píng)估。但這些研究尚不能滿足要求，具體地說(shuō)首先，性能分析僅僅是體系結(jié)構(gòu)評(píng)估的一個(gè)方面，設(shè)計(jì)者與用戶更關(guān)心的是體系結(jié)構(gòu)的效能，希望通過(guò)分析能夠回答"如果采用這種體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的表現(xiàn)將會(huì)如何"等問(wèn)題，盡管也有一些研究嘗試?yán)肞etri網(wǎng)方法進(jìn)行效能仿真，但尚沒(méi)有取得突破性進(jìn)展。其次，已有研究普遍缺乏對(duì)體系結(jié)構(gòu)本身的仿真抽象，在建模過(guò)程中沒(méi)有形成獨(dú)立的、參數(shù)化的體系結(jié)構(gòu)仿真模型，也就是說(shuō)，沒(méi)有把體系結(jié)構(gòu)作為獨(dú)立的變量引入系統(tǒng)建模過(guò)程中，在仿真過(guò)程中不能有針對(duì)性地調(diào)整體系結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而無(wú)法"分辯"出體系結(jié)構(gòu)的變化對(duì)系統(tǒng)效能的影響。由上可見(jiàn)，有必要設(shè)計(jì)一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)。具體地說(shuō)，有必要設(shè)計(jì)一種能夠支持大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)仿真建模、實(shí)驗(yàn)分析、效能評(píng)估的方法和系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)，其目的在于，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)計(jì)成果的可信度與設(shè)計(jì)水平。本發(fā)明提供了一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟l，設(shè)置計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)；該計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)中包含實(shí)體仿真模型、網(wǎng)絡(luò)仿真模型、以及各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系仿真模型；步驟2，設(shè)置典型使用場(chǎng)景并生成樣本，運(yùn)行計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。步驟1中，實(shí)體仿真模型用于表明實(shí)體的能力與行為；網(wǎng)絡(luò)仿真模型用于表明網(wǎng)絡(luò)的能力與行為；關(guān)系仿真模型用于表明實(shí)體間信息傳送關(guān)系。實(shí)體包括傳感器、指揮中心和執(zhí)行平臺(tái)；傳感器的能力包括探測(cè)距離，用于描述傳感器的探測(cè)范圍；目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率，用于描述在目標(biāo)進(jìn)入探測(cè)范圍后傳感器能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率；探測(cè)誤差，用于描述傳感器對(duì)目標(biāo)的位置判定誤差；處理時(shí)間，用于描述傳感器判定目標(biāo)信息所需的時(shí)間；傳感器的行為包括首先判斷目標(biāo)是否進(jìn)入探測(cè)范圍；然后依據(jù)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率計(jì)算是否能夠得到目標(biāo)，若能得到目標(biāo)，則依據(jù)探測(cè)誤差與處理時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送探測(cè)到的目標(biāo)信息；指揮中心的能力包括融合誤差，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合時(shí)的誤差；融合時(shí)間，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合所需要的時(shí)間；指揮中心的行為包括首先依據(jù)實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則進(jìn)行信息融合，依據(jù)融合誤差、融合時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息;執(zhí)行平臺(tái)的行為包括首先依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則同時(shí)得相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息；網(wǎng)絡(luò)的能力包括連通率，用于描述實(shí)體間能夠通信的概率；傳送時(shí)延，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送的時(shí)間；丟失率，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)的丟失概率；網(wǎng)絡(luò)的行為包括首先接收實(shí)體的通信請(qǐng)求，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體之間的通信拓?fù)潢P(guān)系判斷是否允許通信，若允許則依據(jù)連通率判斷是否能夠連通，若能連通則依據(jù)傳送時(shí)延與丟失率得到相應(yīng)信息時(shí)延與丟失率。步驟2包括步驟3,設(shè)置典型使用場(chǎng)景并生成樣本；步驟4，采集計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；步驟5，進(jìn)行大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)效能評(píng)估。步驟4中，運(yùn)行數(shù)據(jù)包括各個(gè)時(shí)刻上各用戶收到的目標(biāo)信息、時(shí)延數(shù)據(jù)和誤差數(shù)據(jù)；步驟5中，按照下述公式進(jìn)行效能評(píng)估<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中，W為用戶數(shù)目，/"/^為設(shè)定用戶/應(yīng)收到的目標(biāo)信息數(shù)量；1，如果用戶f收到的第j'條信息是用戶所需，且該信息滿足時(shí)效性要求與準(zhǔn)確性要求，其中，時(shí)效性…，其他要求用時(shí)延表示，準(zhǔn)確性要求用位置誤差表示，i、j均為自然數(shù)。本發(fā)明提供了一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括仿真模型構(gòu)建模塊，用于支持實(shí)體仿真模型、網(wǎng)絡(luò)仿真模型與關(guān)系仿真模型的生成；仿真規(guī)劃模塊，用于支持典型使用場(chǎng)景設(shè)置及樣本生成；仿真引擎，用于控制仿真運(yùn)行，并計(jì)算運(yùn)行結(jié)果；數(shù)據(jù)采集與效能分析模塊，用于采集仿真運(yùn)行中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)效能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算與展示；數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)、管理數(shù)據(jù)及評(píng)估模型。實(shí)體仿真模型用于表明實(shí)體的能力與行為；網(wǎng)絡(luò)仿真模型用于表明網(wǎng)絡(luò)的能力與行為；關(guān)系仿真模型用于仿真實(shí)體間信息傳送關(guān)系。實(shí)體包括傳感器、指揮中心和執(zhí)行平臺(tái)；傳感器的能力包括探測(cè)距離，用于描述傳感器的探測(cè)范圍；目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率，用于描述在目標(biāo)進(jìn)入探測(cè)范圍后傳感器能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率；探測(cè)誤差，用于描述傳感器對(duì)目標(biāo)的位置判定誤差；處理吋間，用于描述傳感器判定目標(biāo)信息所需的時(shí)間；傳感器的行為包括首先判斷目標(biāo)是否進(jìn)入探測(cè)范圍；然后依據(jù)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率計(jì)算是否能夠得到目標(biāo)，若能得到目標(biāo)，則依據(jù)探測(cè)誤差與處理時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送探測(cè)到的目標(biāo)信息；指揮中心的能力包括融合誤差，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合時(shí)的誤差；融合時(shí)間，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合所需要的時(shí)間；指揮中心的行為包括首先依據(jù)實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則進(jìn)行信息融合，依據(jù)融合誤差、融合時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息；執(zhí)行平臺(tái)的行為包括首先依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則同時(shí)得相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息；網(wǎng)絡(luò)的能力包括連通率，用于描述實(shí)體間能夠通信的概率；傳送時(shí)延，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送的時(shí)間；丟失率，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)的丟失概率；網(wǎng)絡(luò)的行為包括首先接收實(shí)體的通信請(qǐng)求，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體之間的通信拓?fù)潢P(guān)系判斷是否允許通信，若允許則依據(jù)連通率判斷是否能夠連通，若能連通則依據(jù)傳送時(shí)延與丟失率得到相應(yīng)信息時(shí)延與丟失率。運(yùn)行數(shù)據(jù)包括各個(gè)時(shí)刻上各用戶收到的目標(biāo)信息、時(shí)延數(shù)據(jù)和誤差數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集與效能分析模型按照下述公式進(jìn)行效能評(píng)估尸=士盧N其中，W為用戶數(shù)目，^/^為設(shè)定用戶/應(yīng)收到的目標(biāo)信息數(shù)量；'1，如果用戶/收到的第/條信息是用戶所需，且該信息滿足時(shí)效性要求與準(zhǔn)確性要求，其中，時(shí)效性0，其他要求用時(shí)延表示，準(zhǔn)確性要求用位置誤差表示，i、j均為自然數(shù)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的仿真實(shí)驗(yàn)、定量分析與效能評(píng)估，為體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供有效支持，極大降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)計(jì)成果的可信度與設(shè)計(jì)水平。圖1為本發(fā)明提供的仿真建模與評(píng)估流程圖；圖2為典型大型電子信息系統(tǒng)配置圖；圖3為本發(fā)明提供的仿真規(guī)劃流程圖；圖4為本發(fā)明提供的仿真模型流程圖；圖5為本發(fā)明提供的仿真系統(tǒng)框架圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖2所示的典型的大型電子信息系統(tǒng)包括傳感器，用于偵察探測(cè)、獲取信息；指揮系統(tǒng)用于信息綜合與分發(fā)、命令生成與下達(dá)；嵌入執(zhí)行平臺(tái)信息系統(tǒng)，用于輔助執(zhí)行平臺(tái)接收、處理信息并響應(yīng)指揮決策；網(wǎng)絡(luò)用于支持實(shí)體間通信。本實(shí)施例的典型大型電子信息系統(tǒng)選擇了兩個(gè)傳感器(傳感器1和傳感器2)、兩個(gè)指揮中心(指揮中心1和指揮中心2)、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2)、兩個(gè)執(zhí)行平臺(tái)(執(zhí)行平臺(tái)l和執(zhí)行平臺(tái)2)。本發(fā)明技術(shù)方案的關(guān)鍵點(diǎn)(1)基于實(shí)體、網(wǎng)絡(luò)和關(guān)系抽象的體系結(jié)構(gòu)仿真建模方法；(2)基于仿真的體系結(jié)構(gòu)效能評(píng)估過(guò)程。下面的具體實(shí)施將以圖2所述典型實(shí)例為背景進(jìn)行說(shuō)明，圖l所示的本發(fā)明提供的仿真建模與評(píng)估流程圖，包括步驟ll、進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)仿真規(guī)劃，其步驟如圖3所示，包括1)將體系結(jié)構(gòu)抽象為相應(yīng)實(shí)體、網(wǎng)絡(luò)與關(guān)系；在本實(shí)例中，即將體系結(jié)構(gòu)抽象為兩個(gè)傳感器、兩個(gè)指揮中心、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)執(zhí)行平臺(tái)。2)設(shè)計(jì)典型使用場(chǎng)景；典型使用場(chǎng)景用于描述電子信息系統(tǒng)的主要任務(wù)。在本實(shí)例中，電子信息系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視并獲取相關(guān)信息、支持信息處理與分發(fā)、支持執(zhí)行平臺(tái)做出相應(yīng)的響應(yīng)。其中，傳感器1和傳感器2用于偵察探測(cè)、獲取信息；指揮中心1和指揮中心2用于信息綜合與分發(fā)、命令生成與下達(dá)；執(zhí)行平臺(tái)1和執(zhí)行平臺(tái)2嵌入執(zhí)行平臺(tái)信息系統(tǒng)，用于輔助執(zhí)行平臺(tái)接收、處理信息并響應(yīng)命令；網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2用于支持實(shí)體間通信。3)設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)效能評(píng)估指標(biāo)；設(shè)計(jì)典型指標(biāo)為信息支持率，用于表征電子信息系統(tǒng)對(duì)各類用戶的信息支持程度，該實(shí)例中用戶即實(shí)體。4)明確相關(guān)效能評(píng)估指標(biāo)的計(jì)算公式；設(shè)計(jì)信息支持率的計(jì)算公式如公式(1)所示尸一'」《/購(gòu)V'—N其中，W為用戶數(shù)目，Z"》'0為設(shè)定用戶f應(yīng)收到的目標(biāo)信息數(shù)量；1，如果用戶/收到的第/條信息是用戶所需，且該信息滿足時(shí)效性要求與準(zhǔn)確性要求，其中，時(shí)效性要Lo，其他z求可用時(shí)延(即從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到用戶得到目標(biāo)的時(shí)間)表示，準(zhǔn)確性要求可用位置誤差(即目標(biāo)的客觀位置與用戶得到的目標(biāo)位置均方差值)表示。5)明確要采集的數(shù)據(jù)；針對(duì)信息支持率的計(jì)算要求，要采集的數(shù)據(jù)包括各個(gè)時(shí)刻t上各用戶收到的目標(biāo)信息及相應(yīng)時(shí)延、誤差。需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，用于度量體系結(jié)構(gòu)效能的指標(biāo)并不局限于信息支持率，不同的評(píng)估目的將有不同的評(píng)估指標(biāo)、算法及數(shù)據(jù)采集要求，但處理流程與本實(shí)例基本相同。步驟12，構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)仿真模型；1)、構(gòu)建實(shí)體仿真模型；如圖4所示實(shí)體仿真模型的重點(diǎn)是能力與行為仿真。在本實(shí)例中，應(yīng)構(gòu)建的實(shí)體仿真模型包括兩個(gè)傳感器、兩個(gè)指揮中心、兩個(gè)執(zhí)行平臺(tái)，選取的能力指標(biāo)與行為過(guò)程依據(jù)評(píng)估指標(biāo)確定。表l給出了實(shí)體，包括傳感器、指揮中心、執(zhí)行平臺(tái)的核心能力指標(biāo)-表l實(shí)體能力指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>傳感器的能力指標(biāo)是探測(cè)距離用于描述傳感器的探測(cè)范圍；目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率用于描述在目標(biāo)進(jìn)入探測(cè)范圍后能夠發(fā)現(xiàn)它的概率；誤差用于描述其對(duì)目標(biāo)的位置判定誤差；處理時(shí)間用于描述其判定目標(biāo)信息所需的時(shí)間。傳感器的行為過(guò)程是首先判斷目標(biāo)是否進(jìn)入探測(cè)范圍；然后依據(jù)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率計(jì)算是否能夠得到目標(biāo)，若能得到目標(biāo)，則依據(jù)誤差與處理時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；第三依據(jù)表4(信息關(guān)系表)確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送探測(cè)到的目標(biāo)信息。指揮中心的能力指標(biāo)是融合誤差用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合時(shí)的誤差；融合時(shí)間用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合所需要的時(shí)間；指揮中心的行為過(guò)程是首先依據(jù)表4(信息關(guān)系表)確定信息來(lái)源，若能得到信息，則進(jìn)行信息融合，依據(jù)融合誤差、融合時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)表4(信息關(guān)系表)確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息。執(zhí)行平臺(tái)在本實(shí)施案例中不對(duì)信息進(jìn)行處理，故不考慮其相應(yīng)能力指標(biāo)。執(zhí)行平臺(tái)的行為過(guò)程是首先依據(jù)表4(信息關(guān)系表)確定信息來(lái)源，若能得到信息，則同時(shí)可得相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)表4(信息關(guān)系表)確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息。在體系結(jié)構(gòu)仿真中，實(shí)體能力指標(biāo)均可作為變量進(jìn)行調(diào)整，以表征不同的實(shí)體能力，這種調(diào)整的過(guò)程也即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，依據(jù)評(píng)估目標(biāo)的不同，用于描述實(shí)體的能力指標(biāo)與行為可能也有所不同，便基本原理相同。2)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)仿真建模；表l給出了實(shí)體，包括傳感器、指揮中心、執(zhí)行平臺(tái)的核心能力指標(biāo)表2網(wǎng)絡(luò)能力指標(biāo)能力指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)連通率、傳送時(shí)延、丟失率網(wǎng)絡(luò)的能力指標(biāo)是連通率用于描述實(shí)體間能夠通信的概率；傳送時(shí)延用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送的時(shí)間；丟失率用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)的丟失概率。網(wǎng)絡(luò)的行為過(guò)程是首先接收實(shí)體的通信請(qǐng)求，依據(jù)表3(通信拓樸表)判斷是否允許通信，若允許則依據(jù)連通率判斷是否能夠連通，若能連通則依據(jù)傳送時(shí)延與丟失率得到相應(yīng)信息時(shí)延與丟失率。表3給出了通信拓樸表，并結(jié)合本實(shí)例進(jìn)行了設(shè)置。表3通信拓樸表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表3中，實(shí)體與網(wǎng)絡(luò)間打"V"，則表明該實(shí)體可利用該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)間打"V"，則表明兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間可實(shí)現(xiàn)互通。在體系結(jié)構(gòu)仿真中，該表可作為變量進(jìn)行調(diào)整，以表現(xiàn)不同的通信體系結(jié)構(gòu)，這種調(diào)整的過(guò)程也即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，依據(jù)仿真目標(biāo)的不同，用于描述網(wǎng)絡(luò)的能力指標(biāo)與行為可能也有所不同，將基本原理相同。3)構(gòu)建關(guān)系仿真模型。表4給出了信息關(guān)系表，并結(jié)合本實(shí)例進(jìn)行了設(shè)置。表4信息關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4中，實(shí)體與實(shí)體間打"V"，則表明行中實(shí)體應(yīng)向列中實(shí)體傳送信息。在體系結(jié)構(gòu)仿真中，該表可作為變量進(jìn)行調(diào)整，以表現(xiàn)不同的實(shí)體交互關(guān)系，這種調(diào)整的過(guò)程也即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，依據(jù)仿真目標(biāo)的不同，用于描述實(shí)體交互的關(guān)系可能也有所不同，但基本原理相同，并可進(jìn)一步拓展應(yīng)用到指揮關(guān)系、協(xié)同關(guān)系等。步驟13，運(yùn)行仿真系統(tǒng)；步驟14，采集仿真實(shí)驗(yàn)相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)；針對(duì)本實(shí)例的評(píng)估要求，采集包括各個(gè)時(shí)刻t上各用戶(即各實(shí)體)收到的目標(biāo)信息及相應(yīng)時(shí)延、誤差數(shù)據(jù)；步驟15，進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)效能評(píng)估。步驟16，判斷是否己達(dá)到預(yù)期評(píng)估目標(biāo)，若是則結(jié)束，若否則返回步驟13，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。依據(jù)公式(1)計(jì)算信息支持率。圖3是本發(fā)明提供的仿真規(guī)劃流程圖，包括步驟lll,將體系結(jié)構(gòu)抽象為相應(yīng)實(shí)體、網(wǎng)絡(luò)與關(guān)系；步驟112，設(shè)計(jì)典型應(yīng)用場(chǎng)景；步驟113，設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)效能評(píng)估指標(biāo)；步驟114，明確相關(guān)指標(biāo)算法；步驟115，明確要采集的數(shù)據(jù)。圖4是本發(fā)明提供的仿真模型流程圖，包括步驟121，構(gòu)建實(shí)體仿真模型；步驟122，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)仿真模型；步驟123，構(gòu)建關(guān)系仿真模型。圖5所示的仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)基于VC6.0開發(fā)實(shí)現(xiàn)，其功能模塊具體為子系統(tǒng)Sl，仿真模型構(gòu)建模塊，用于支持實(shí)體仿真模型、網(wǎng)絡(luò)仿真模型與關(guān)系仿真模型的生成。其中，實(shí)體仿真模型覆蓋傳感器、指揮中心及執(zhí)行平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)仿真模型包括網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)通信拓樸關(guān)系設(shè)計(jì)，關(guān)系仿真模型包括各類信息關(guān)系設(shè)置。子系統(tǒng)S2，仿真規(guī)劃模塊，用于支持典型使用場(chǎng)景設(shè)置及樣本生成，以XML格式輸出。其中，一個(gè)樣本是指一次仿真中各變量的設(shè)定值集合，變量的取值不同即代表不同的樣本。其中，典型使用場(chǎng)景主要用于設(shè)置任務(wù)并進(jìn)行初始位置部署，初始位置部署即指定其初始的經(jīng)、緯、高坐標(biāo)；樣本生成用于支持調(diào)整相關(guān)參數(shù)，主要包括各類實(shí)體的能力指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)能力指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)拓樸關(guān)系、實(shí)體間信息傳送關(guān)系，通過(guò)參數(shù)的調(diào)整達(dá)到模擬不同體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。子系統(tǒng)S3，仿真引擎，用于控制仿真運(yùn)行，并計(jì)算運(yùn)行結(jié)果。其中，仿真系統(tǒng)中相關(guān)實(shí)體、網(wǎng)絡(luò)是基于自身行為規(guī)則自主運(yùn)行，如在本實(shí)例中，傳感器1與傳感器2依據(jù)傳感器行為規(guī)則自主運(yùn)行、指揮中心1與指揮中心2依據(jù)指揮中心行為規(guī)則自主運(yùn)行、執(zhí)行平臺(tái)1與執(zhí)行平臺(tái)2依據(jù)執(zhí)行平臺(tái)行為規(guī)則自主運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)1與網(wǎng)絡(luò)2依據(jù)網(wǎng)絡(luò)行為規(guī)則自主運(yùn)行，對(duì)仿真運(yùn)行的控制主要體現(xiàn)在仿真的開始、暫停、快進(jìn)等方面；對(duì)仿真結(jié)果的計(jì)算則主要依據(jù)各實(shí)體、網(wǎng)絡(luò)的能力指標(biāo)以及相應(yīng)關(guān)系進(jìn)行的計(jì)算。在本實(shí)例中，計(jì)算主要涉及各傳感器是否能探測(cè)到目標(biāo)、探測(cè)到的目標(biāo)位置誤差及時(shí)延，各指揮中心能否收到目標(biāo)信息、收到的目標(biāo)信息經(jīng)指揮中心融合后的誤差、時(shí)延，執(zhí)行平臺(tái)能否收到目標(biāo)信息、收到的目標(biāo)信息的誤差、時(shí)延。子系統(tǒng)S4，數(shù)據(jù)采集與效能分析模塊，用于采集仿真運(yùn)行中相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)效能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算與展示；其中，在本實(shí)例中，需要采集的數(shù)據(jù)包括各個(gè)時(shí)刻t上各實(shí)體收到的目標(biāo)信息及相應(yīng)時(shí)延、誤差數(shù)據(jù)；效能分析主要包括信息支持率，如公式1所示，以及相關(guān)目標(biāo)數(shù)量、時(shí)延、誤差等信息；展示的內(nèi)容包括t時(shí)刻、不同實(shí)體的目標(biāo)數(shù)量、時(shí)延、誤差曲線，以及t時(shí)刻的信息支持率曲線。子系統(tǒng)S5，數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)、管理數(shù)據(jù)及相關(guān)算法模型。算法模型主包括各類評(píng)估模型。其中，數(shù)據(jù)主要包括各實(shí)體以及網(wǎng)絡(luò)的能力指標(biāo)數(shù)據(jù)以及仿真運(yùn)行中產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，如本實(shí)例中的目標(biāo)數(shù)量、時(shí)延、誤差數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理主要是用于離線分析；算法模型主要包括各類評(píng)估模型，在如本實(shí)例中的信息支持率計(jì)算模型，系統(tǒng)支持算法模型的靈活增減、修改。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，還可以對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限于以上的說(shuō)明，而是由權(quán)利要求書的范圍來(lái)確定的。權(quán)利要求1.一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括步驟1，設(shè)置計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)；該計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)中包含實(shí)體仿真模型、網(wǎng)絡(luò)仿真模型、以及各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系仿真模型；步驟2，設(shè)置典型使用場(chǎng)景并生成樣本，運(yùn)行計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求l所述的仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟1中，實(shí)體仿真模型用于表明實(shí)體的能力與行為；網(wǎng)絡(luò)仿真模型用于表明網(wǎng)絡(luò)的能力與行為；關(guān)系仿真模型用于表明實(shí)體間信息傳送關(guān)系。3.如權(quán)利要求2所述的仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，實(shí)體包括傳感器、指揮中心和執(zhí)行平臺(tái)；傳感器的能力包括探測(cè)距離，用于描述傳感器的探測(cè)范圍；目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率，用于描述在目標(biāo)進(jìn)入探測(cè)范圍后傳感器能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率；探測(cè)誤差，用于描述傳感器對(duì)目標(biāo)的位置判定誤差；處理時(shí)間，用于描述傳感器判定目標(biāo)信息所需的時(shí)間；傳感器的行為包括首先判斷目標(biāo)是否進(jìn)入探測(cè)范圍；然后依據(jù)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率計(jì)算是否能夠得到目標(biāo)，若能得到目標(biāo)，則依據(jù)探測(cè)誤差與處理時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送探測(cè)到的目標(biāo)信息；指揮中心的能力包括融合誤差，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合時(shí)的誤差；融合時(shí)間，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合所需要的時(shí)間；指揮中心的行為包括首先依據(jù)實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則進(jìn)行信息融合，依據(jù)融合誤差、融合時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息;執(zhí)行平臺(tái)的行為包括首先依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則同時(shí)得相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息；網(wǎng)絡(luò)的能力包括連通率，用于描述實(shí)體間能夠通信的概率；傳送時(shí)延，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送的時(shí)間；丟失率，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)的丟失概率；網(wǎng)絡(luò)的行為包括首先接收實(shí)體的通信請(qǐng)求，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體之間的通信拓?fù)潢P(guān)系判斷是否允許通信，若允許則依據(jù)連通率判斷是否能夠連通，若能連通則依據(jù)傳送時(shí)延與丟失率得到相應(yīng)信息時(shí)延與丟失率。4.如權(quán)利要求1所述的仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟2包括步驟3，設(shè)置典型使用場(chǎng)景并生成樣本；步驟4，采集計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；步驟5，進(jìn)行大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)效能評(píng)估。5.如權(quán)利要求4所述的仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，步驟4中，運(yùn)行數(shù)據(jù)包括各個(gè)時(shí)刻上各用戶收到的目標(biāo)信息、時(shí)延數(shù)據(jù)和誤差數(shù)據(jù)；步驟5中，按照下述公式進(jìn)行效能評(píng)估<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，iV為用戶數(shù)目，/w/c^為設(shè)定用戶/應(yīng)收到的目標(biāo)信息數(shù)量；'i，如果用戶/收到的第y條信息是用戶所需，/"/o/=且該信息滿足時(shí)效性要求與準(zhǔn)確性要求，其中，時(shí)效性0，其他要求用時(shí)延表示，準(zhǔn)確性要求用位置誤差表示，i、j均為自然數(shù)。6.—種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其特征在于，包括-仿真模型構(gòu)建模塊，用于支持實(shí)體仿真模型、網(wǎng)絡(luò)仿真模型與關(guān)系仿真模型的生成；仿真規(guī)劃模塊，用于支持典型使用場(chǎng)景設(shè)置及樣本生成；仿真引擎，用于控制仿真運(yùn)行，并計(jì)算運(yùn)行結(jié)果；數(shù)據(jù)采集與效能分析模塊，用于采集仿真運(yùn)行中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)效能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算與展示；數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)、管理數(shù)據(jù)及評(píng)估模型。7.如權(quán)利要求6所述的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)體仿真模型用于表明實(shí)體的能力與行為；網(wǎng)絡(luò)仿真模型用于表明網(wǎng)絡(luò)的能力與行為；關(guān)系仿真模型用于仿真實(shí)體間信息傳送關(guān)系。8.如權(quán)利要求7所述的仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)體包括傳感器、指揮中心和執(zhí)行平臺(tái)；傳感器的能力包括探測(cè)距離，用于描述傳感器的探測(cè)范圍；目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率，用于描述在目標(biāo)進(jìn)入探測(cè)范圍后傳感器能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率；探測(cè)誤差，用于描述傳感器對(duì)目標(biāo)的位置判定誤差；處理時(shí)間，用于描述傳感器判定目標(biāo)信息所需的時(shí)間；傳感器的行為包括首先判斷目標(biāo)是否進(jìn)入探測(cè)范圍；然后依據(jù)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率計(jì)算是否能夠得到目標(biāo)，若能得到目標(biāo)，則依據(jù)探測(cè)誤差與處理時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送探測(cè)到的目標(biāo)信息；指揮中心的能力包括融合誤差，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合時(shí)的誤差；融合時(shí)間，用于描述對(duì)不同來(lái)源的信息進(jìn)行融合所需要的時(shí)間；指揮中心的行為包括首先依據(jù)實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則進(jìn)行信息融合，依據(jù)融合誤差、融合時(shí)間得到相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息;執(zhí)行平臺(tái)的行為包括首先依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息來(lái)源，若能得到信息，則同時(shí)得相應(yīng)信息時(shí)延與誤差；然后依據(jù)各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系確定信息接收實(shí)體，并發(fā)送信息；網(wǎng)絡(luò)的能力包括連通率，用于描述實(shí)體間能夠通信的概率；傳送時(shí)延，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送的時(shí)間；丟失率，用于描述目標(biāo)信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)的丟失概率；網(wǎng)絡(luò)的行為包括首先接收實(shí)體的通信請(qǐng)求，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體之間的通信拓?fù)潢P(guān)系判斷是否允許通信，若允許則依據(jù)連通率判斷是否能夠連通，若能連通則依據(jù)傳送時(shí)延與丟失率得到相應(yīng)信息時(shí)延與丟失率。9.如權(quán)利要求6所述的仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其特征在運(yùn)行數(shù)據(jù)包括各個(gè)時(shí)刻上各用戶收到的目標(biāo)信息、時(shí)延數(shù)據(jù)和誤差數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集與效能分析模型按照下述公式進(jìn)行效能評(píng)估于，尸=」她"N其中，W為用戶數(shù)目，/"/c^為設(shè)定用戶/應(yīng)收到的目標(biāo)信息數(shù)量；'1,如果用戶/收到的第7'條信息是用戶所需，/"》/=且該信息滿足時(shí)效性要求與準(zhǔn)確性要求其中，時(shí)效性要、0，其他、求用時(shí)延表示，準(zhǔn)確性要求用位置誤差表示，i、j均為自然數(shù)。全文摘要本發(fā)明涉及一種仿真大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)。該方法包括步驟1，設(shè)置計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)；該計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)中包含實(shí)體仿真模型、網(wǎng)絡(luò)仿真模型、以及各實(shí)體之間的信息傳送關(guān)系仿真模型；步驟2，設(shè)置典型使用場(chǎng)景并生成樣本，運(yùn)行計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)大型電子信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的仿真實(shí)驗(yàn)、定量分析與效能評(píng)估，為體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供有效支持，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)計(jì)成果的可信度與設(shè)計(jì)水平。文檔編號(hào)G06F17/50GK101620645SQ200910162659公開日2010年1月6日申請(qǐng)日期2009年8月17日優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日發(fā)明者鈺王申請(qǐng)人:鈺王