[发明专利]基于模型组合的水利模型云计算方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及模型计算技术领域，特别涉及一种基于模型组合的水 利模型云计算方法与装置。

背景技术

水利专业科学计算经常涉及到多种模型的组合，通过建立多个模 型之间的组合关联，才可能将相关模型之间原本存在的物理过程及其 所反映的自然现象的联系进行还原。随着科学技术的不断进步和水利 工程建设的实践积累，水利模型得到了很大的发展，各种专业模型层 出不穷。水利模型的应用由早期的简单仿真计算程序发展到现在的复 杂系统，其结构组成和行为逻辑都变得十分复杂，对水利模型的适应 性、可扩展性、可重用性及互操作性等性质提出了更高的要求。在水 利模型实践中，由于考虑问题的出发点不同，对于同一现实问题有多 种模型可用，而且许多大范围、多尺度、多物理过程耦合的复杂现象， 仅靠提高单一模型复杂程度来解决已经变得非常困难，甚至不现实。 因此，迫切希望能够快速形成满足不同需求的组合模型，像制造业那 样通过灵活地组装部件的方式，以更好地适应现实问题和复杂系统的 不断演化。

由于水利行业独有的专业特点，每一河流、湖泊、河口、海湾都 具有自身独一无二的特征，现实环境和学科领域均存在巨大的差异 性，则用以模拟计算的水利模型的可组合性问题尤显得严峻。目前在 国内水利行业相关研究者主要集中在针对某个领域进行模型组合的 研究工作，针对水利模型通用标准化的研究还比较少，大多使用国外 比较权威的欧盟水框架委员会支持的项目HarmonIT建立的开放式模 型接口OpenMI(OpenModelInterface)，它是为基于时序的模型在运 行期间交换数据而确立的一系列标准化接口，为模型组合提供了一种 开放技术标准，多个模型能够通过接口组合到一起，从而互相交换数 据并同时运行。通过兼容OpenMI标准的模型可较好地解决上述由 模型异构性导致的输入输出格式参差不齐、灵活性差、复用率低和数 据共享困难等模型组合问题，这一技术手段在实践中已被国内外广泛 水利研究者采用，已从单一的水科学领域拓展到水、环境、经济等多 领域组合模型上。

然而，水利模型常用的OpenMI平台提供的运行环境仅支持单一 PC环境，无法较好的满足高可用性和高扩展性的需求。

发明内容

为了提高处理效率，满足更为复杂的应用场景，以较好的适应当 前和未来高可用性和高扩展性的复杂计算需求，本发明提供了一种基 于模型组合的水利模型云计算方法，所述方法包括：

获取至少两个待组合的水利模型实例；

添加所述水利模型实例之间的链接；

根据添加的链接生成模型组合；

针对所述模型组合创建计算任务；

将所述计算任务分配给云计算节点，以使所述云计算节点读取与 所述计算任务相应的模型组合，并对所述模型组合进行并行化计算。

可选地，所述链接用于反映水利模型之间的数据交互。

可选地，所述模型组合为一组水利模型及其链接所构成的工作 流。

可选地，所述并行化计算包括：

对所述模型组合进行拓扑排序，提取可并行部分；

依次对各可并行部分的每一个水利模型进行并行执行；

在一个可并行部分中的全部水利模型都完全执行结束后，从所述 模型组合中移除该水利模型，并行执行下一个可并行部分，直至所有 可并行部分均执行完毕后，再串行执行其他部分中的每一个水利模 型。

可选地，所述将所述计算任务分配给云计算节点，以使所述云计 算节点读取与所述计算任务相应的模型组合，并对所述模型组合进行 并行化计算之后，还包括：

收集计算结果，根据收集的计算结果生成结果文件或可视化图 表。

本发明还公开了一种基于模型组合的水利模型云计算装置，所述 装置包括：

模型获取单元，用于获取至少两个待组合的水利模型实例；

链接添加单元，用于添加所述水利模型实例之间的链接；

组合生成单元，用于根据添加的链接生成模型组合；

任务创建单元，用于针对所述模型组合创建计算任务；

并行计算单元，用于将所述计算任务分配给云计算节点，以使所 述云计算节点读取与所述计算任务相应的模型组合，并对所述模型组 合进行并行化计算。

可选地，所述链接用于反映水利模型之间的数据交互。