异构模型集成交互机制的研究与应用

摘要

随着计算机技术的发展，计算机应用模型已经渗透到各个技术方面。集成的模型资源也不再仅仅局限于一个领域，而是涉及到相关学科或交叉学科等多个领域。实现异构模型的集成交互是一个亟待解决的问题，特别是用计算机技术解决水力上的各种计算模型交互还是空白，这就为异构模型的集成交互带来了新的特点。
　　 本研究课题来源于上海水务局和南京航空航天大学计算机系合作开发的基于OpenMI的感潮河网和排水管网的集成交互项目，在该项目中异构模型的通信是交互的核心部分，其工作状态直接影响数据交互的正确性。因此对异构模型的交互技术研究是整个项目的关键所在。
　　 本文首先对异构模型集成交互技术进行了深入研究，总结了目前异构模型集成交互采用的主要方法和关键技术；其次针对异构模型集成交互存在的问题，提出了异构模型集成交互机制，并建立了多模型交互系统，使用Pi演算对模型交互进行形式化描述和验证；然后设计了异构模型集成交互的总体框架，从异构模型数据描述、传递机制和数据交互格式三个方面详细论述异构模型集成交互的关键技术；最后以感潮河网和排水管网的集成交互为例，对异构模型进行修改、移植和封装，统一了异构模型集成交互的格式，使其具有对外统一的公共接口，并通过仿真检验了模型转换的正确性；在基于OpenMI标准开发的仿真平台上实现了异构模型的集成交互，最终实现了不同模型间的动态交互计算，提高了水力模拟计算准确度。仿真结果表明，这种异构模型交互机制可以正确模拟河网和排水管网的相互影响关系，集成交互的运算结果更加符合实际环境。