基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，基于SysMLv2标准规范，采用事件机制和模型元素过滤机制构建面向SysML的分布式系统模型操作与分析机制，在Restful和消息中间件的基础上实现分布式SysML模型集成与分析框架；其中，所述分布式SysML模型集成与分析框架包括系统建模服务服务化接口、事件订阅机制、Python SysML API、SysML数据库服务。本发明专利技术提供一种基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，基于SysMLv2标准规范，采用事件机制和模型元素过滤机制构建面向SysML的分布式系统模型操作与分析机制，满足分布式环境下系统模型操作、功能扩展以及模型数据分析展示的功能。展示的功能。展示的功能。

【技术实现步骤摘要】
基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法


[0001]本专利技术涉及复杂装备系统建模领域。更具体地说，本专利技术涉及一种基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法。

技术介绍

[0002]基于模型的系统工程(Model
‑
based Systems Engineering，MBSE)是建模方法的形式化引用，以使建模方法支持系统要求、设计、分析、验证和确认等活动，这些活动从概念性设计阶段开始，持续贯穿到设计开发以及以后的生命周期阶段。以标准系统建模语言(Systems Modeling Language,SysML)为标准的系统建模工具在模型建模、模型仿真以及模型协同建模等方面有效支撑了基于模型系统工程的实施。
[0003]而复杂装备研制过程涉及跨单位、跨工具和跨领域的集成与协同，势必要求系统建模工具在模型建模、模型分析以及模型可视化等方面提供方便快捷的互操作和功能扩展接口，降低模型建模、分析及可视化的难度，以满足各类专业人员高效建模、函数式分析以及灵活展示的工程需求。但现有的系统建模工具在开放性和互操作性上难以满足上述功能需求。基于此本专利技术提出一种基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，可以通过该方法实现复杂装备下的模型分析、功能集成和可视化展示的快速集成。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，基于SysMLv2标准规范，采用事件机制和模型元素过滤机制构建面向SysML的分布式系统模型操作与分析机制，在Restful和消息中间件的基础上实现分布式SysML模型集成与分析框架；
[0006]其中，所述分布式SysML模型集成与分析框架包括系统建模服务服务化接口、事件订阅机制、Python SysML API、SysML数据库服务。
[0007]优选的是，所述分布式SysML模型集成与分析框架的构建流程包括：
[0008]步骤一：定义平台无关的SysML模型同步操作接口和面向SysML的数据库服务操作接口；
[0009]步骤二：构建基于SysML模型的结构化查询语句、抽象语法树生成，以及基于模型元素属性的事件管理与过滤机制；
[0010]步骤三：构建面向Python编程语言的SysML模型互操作接口，以及面向分布式的SysML模型功能集成与分析框架。
[0011]优选的是，在步骤一中，所述SysML模型同步操作接口是通过抽象操作接口满足模型元素建模与分析需求，所述SysML模型同步操作接口方式为：
[0012]S110、基于SysML v2元模型定义面向服务化的模型抽象操作接口，将SysML v2元模型对象抽象为元素、类型、特性以及关系；
[0013]S111、定义模型下元素操作的增删改查接口；
[0014]S112、在服务化控制层将上述抽象类的调用接口服务化，满足元素增删改查元素的需求；
[0015]其中，在S110中，所述元素实现模型元素操作的基本功能性操作，所述基本功能性操作包括属性读写、元定义属性读写、元素属性查询、模型树获取、继承、添加子元素；
[0016]关系是在元素的基础上实现source、target以及关联元素的查询。
[0017]优选的是，在步骤一中，所述面向SysML的数据库服务操作接口包括：
[0018]在数据库中定义服务名称管理器，以提供SysML建模服务相关的管理功能；
[0019]定义添加元素、属性读以及属性写的相关字段，并实现上述信息的持久化。
[0020]优选的是，在步骤二中，所述结构化查询语句包括：从模型元素属性三个层次形成SyML模型元素的过滤机制以及定义引用对象的数据结构；
[0021]所述抽象语法树生成是通过ANTLR解析结构化查询语言中的关键字段来表达抽象语法树的解析。
[0022]优选的是，在步骤二中，所述事件管理与过滤机制对外提供基于用户id的模型事件数据订阅功能；
[0023]系统建模服务将上述功能持久化到SysML数据库服务中；
[0024]当用户订阅事件时，系统将用户定义订阅信息解析为订阅id、通道名称、模型元素映射器、表达式抽象语法树；
[0025]当用户操作模型时，模型元素发生变化将事件数据添加到事件管理器中。
[0026]优选的是，在步骤三中，所述SysML模型互操作接口使用Python语言实现系统建模服务的模型元素操作接口，并基于系统建模服务的发布订阅接口以及消息中间件的发布订阅接口构建面向模型元素的事件订阅功能；
[0027]所述事件订阅功能包括订阅管理器、事件处理器以及订阅函数接口；
[0028]其中，订阅管理器存储系统建模服务id与订阅函数的抽象接口，当事件线程接收到订阅消息时，基于系统建模服务触发响应的订阅函数的执行，实现消息的回调；
[0029]在采用Python服务化软件架构将Python SysML功能服务化时，通过将Python扩展的模型元素添加、模型属性设置及模型属性获取信息，以操作类型、操作URI的形式注册到SysML数据库服务中，并对外提供添加元素、属性设置和属性获取的通用操作接口，满足分布式框架下SysML建模与分析功能的拓展。
[0030]优选的是，在步骤三中，所述SysML模型功能集成与分析框架包括SysML数据库服务、系统建模服务、SysML Python API以及基于Web的图形化建模与展示软件；
[0031]其中，SysML数据库服务提供系统建模服务注册以及SysML相关数据库持久化功能；
[0032]系统建模服务提供模型建模功能，同时对外提供抽象操作接口、基于模型树的元素过滤功能、系统模型事件订阅及发布功能；
[0033]SysML Python API提供Python环境下的系统模型服务相关的同步调用及异步调用机制，支撑系统建模与分析，并支持将上述功能封装为模型及属性的扩展函数；
[0034]图形化建模与展示软件提供分布式环境下的系统建模与分析相关的APP构建。
[0035]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术可实现复杂装备下的系统模型分析、功能集成和可视化展示。具体来说，本专利技术的方法基于SysMLv2标准规范，采用事件机制和模型
元素过滤机制构建面向SysML的分布式系统模型操作与分析机制，满足分布式环境下系统模型操作、功能扩展以及模型数据分析展示的功能。该方法面向复杂装备系统建模领域，旨在解决复杂装备系统建模中存在的模型操作的开放性、模型分析的复杂性以及模型展示的单一性等问题，满足复杂装备下系统模型相关功能快速扩展与可视化展示的需求。
[0036]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，其特征在于，基于SysMLv2标准规范，采用事件机制和模型元素过滤机制构建面向SysML的分布式系统模型操作与分析机制，在Restful和消息中间件的基础上实现分布式SysML模型集成与分析框架；其中，所述分布式SysML模型集成与分析框架包括系统建模服务服务化接口、事件订阅机制、Python SysML API、SysML数据库服务。2.如权利要求1所述的基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，其特征在于，所述分布式SysML模型集成与分析框架的构建流程包括：步骤一：定义平台无关的SysML模型同步操作接口和面向SysML的数据库服务操作接口；步骤二：构建基于SysML模型的结构化查询语句、抽象语法树生成，以及基于模型元素属性的事件管理与过滤机制；步骤三：构建面向Python编程语言的SysML模型互操作接口，以及面向分布式的SysML模型功能集成与分析框架。3.如权利要求2所述的基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，其特征在于，在步骤一中，所述SysML模型同步操作接口是通过抽象操作接口满足模型元素建模与分析需求，所述SysML模型同步操作接口方式为：S110、基于SysML v2元模型定义面向服务化的模型抽象操作接口，将SysML v2元模型对象抽象为元素、类型、特性以及关系；S111、定义模型下元素操作的增删改查接口；S112、在服务化控制层将上述抽象类的调用接口服务化，满足元素增删改查元素的需求；其中，在S110中，所述元素实现模型元素操作的基本功能性操作，所述基本功能性操作包括属性读写、元定义属性读写、元素属性查询、模型树获取、继承、添加子元素；关系是在元素的基础上实现source、target以及关联元素的查询。4.如权利要求2所述的基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，其特征在于，在步骤一中，所述面向SysML的数据库服务操作接口包括：在数据库中定义服务名称管理器，以提供SysML建模服务相关的管理功能；定义添加元素、属性读以及属性写的相关字段，并实现上述信息的持久化。5.如权利要求2所述的基于消息中间件的SysML功能集成与分析方法，其特征在于，在步骤二中，所述结构化查询语句包括：从模型元素属性三个层次形成SyML模型元素的过滤机...

【专利技术属性】
技术研发人员：余冰，刘子龙，周琛，安保冉，赵士超，曾司凤，吴淮，任强，张学东，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院计算机应用研究所，
类型：发明
国别省市：