一种可视化的虚实结合网络场景构建方法、系统及设备与流程

本发明涉及虚拟仿真，特别涉及一种可视化的虚实结合网络场景构建方法、系统及设备。

背景技术：

1、虚拟现实是一种让用户体验和互动的数字环境，以现实的方式与虚拟环境设定的物体进行交互，扩展了人类认识世界、模拟和适应世界的能力。目前虚实结合技术在很多领域都得到了广泛的应用，特别是各领域的教学系统，虚实结合的训练场与单纯的虚拟训练场的区别在于虚实结合训练场建立基于真实的教学信息交互，构建可信赖的虚拟真实交互测试实验，通过建立虚拟世界与现实世界之间的信息关联，充分利用真实物理设备，提高虚拟仿真的真实性。

2、现有技术中，目前很多虚拟仿真过程存在一些不足，例如仿真平台搭建的虚拟场景很难贴近真实训练场景，训练方案与实验过程存在偏差，无法准确获取真实教学系统运行数据，使得构建的虚拟场景缺乏真实性。

3、鉴于此，需要一种可视化的虚实结合网络场景构建方法、系统及设备。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种可视化的虚实结合网络场景构建方法、系统及设备，用于解决虚实结合构建场景的过程缺乏真实性的问题。

2、本申请实施例第一方面提供了一种可视化的虚实结合网络场景构建方法，包括：

3、获取真实系统的若干参数信息，所述若干参数信息包括真实系统在真实场景运行过程中涉及的所有参数；

4、利用斯皮尔曼相关系数对第一参数与第二参数进行相关性分析，所述第一参数和第二参数为从所述若干参数信息中随机选取的两个参数；

5、当所有参数都进行相关性分析后获得目标参数组合，基于所述目标参数组合构建真实模型；

6、通过遗传算法对所述真实模型进行优化求解；

7、利用数字孪生技术将优化后的真实模型完全映射到虚拟世界中，在虚拟世界构建包含所述真实系统的若干参数信息的虚拟网络场景。

8、更进一步地，所述利用斯皮尔曼相关系数对第一参数和第二参数进行相关性分析，包括：

9、表达式如下：

10、

11、式中：ρ为斯皮尔曼相关系数，d为第一参数和第二参数的数据次序的差值，n为参数的数据数量。

12、更进一步地，所述当所有参数都进行相关性分析后获得目标参数组合，基于所述目标参数组合构建真实模型，包括：

13、从所有参数中任意筛选满足预设相关性条件的两个参数生成参数集，直到所有参数筛选完毕后生成n个参数集，n≥1；

14、根据所述n个参数集构建真实系统运行过程的目标函数；

15、基于所述目标函数确定真实模型。

16、更进一步地，所述根据所述n个参数集构建真实系统运行过程的目标函数的表达式如下：

17、

18、式中：maxf为真实系统基于第i个参数集的目标值；n为参数集总数；y(α)为第i参数发生真实事件的概率；z为发生真实事件的贡献率。

19、更进一步地，所述真实模型的表达式如下：

20、

21、式中：w为发生真实事件的能力评估因子；l为发生真实事件的评估系数。

22、更进一步地，通过遗传算法对所述真实模型进行优化求解，包括：

23、通过遗传算法确定所述真实模型中的染色体集合；

24、基于所述染色体集合确定适应值函数，并根据所述适应值函数进行优化求解。

25、更进一步地，所述适应值函数的表达式如下：

26、

27、式中：f为每一个染色体集合的适应值；n为真实系统运行涉及的环境数量；wj为第j个环境数量的重要性；m为环境中各个单元要素；emn为真实环境中第m种运行活动的第n个环境要地运行的成功率；xmn为及其成功的数量。

28、更进一步地，所述利用数字孪生技术将优化后的真实模型完全映射到虚拟世界中，包括：

29、设置真实系统与虚拟世界进行数据传输的数据链；

30、建立与真实系统相对应的虚拟运行规则；

31、基于所述数据链和虚拟运行规则将优化后的真实模型完全映射到虚拟世界中。

32、本申请实施例第二方面提供了一种可视化的虚实结合网络场景构建系统，包括：

33、参数信息获取单元，用于获取真实系统的若干参数信息，所述若干参数信息包括真实系统在真实场景运行过程中涉及的所有参数；

34、相关性分析单元，用于利用斯皮尔曼相关系数对第一参数与第二参数进行相关性分析，所述第一参数和第二参数为从所述若干参数信息中随机选取的两个参数；

35、真实模型构建单元，用于当所有参数都进行相关性分析后获得目标参数组合，基于所述目标参数组合构建真实模型；

36、模型优化单元，用于通过遗传算法对所述真实模型进行优化求解；

37、虚拟网络场景构建单元，用于利用数字孪生技术将优化后的真实模型完全映射到虚拟世界中，在虚拟世界构建包含所述真实系统的若干参数信息的虚拟网络场景。

38、本申请实施例第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如上述任意一项所述可视化的虚实结合网络场景构建方法的步骤。

39、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

40、本申请首先获取真实系统在真实场景运行过程中涉及的所有参数，利用斯皮尔曼相关系数对若干参数信息中随机选取的两个参数进行相关性分析，当所有参数都进行相关性分析后获得目标参数组合，基于目标参数组合构建真实模型，然后通过遗传算法对真实模型进行优化求解，最后利用数字孪生技术将目标真实模型完全映射到虚拟世界中，在虚拟世界构建包含真实系统的若干参数信息的虚拟网络场景。本发明通过相关性分析可以得出参数之间的关联度，利用遗传算法对模型进行优化，能够实现以小数据量的真实数据构建大数据量的虚拟场景，通过提高真实数据的准确率来提高虚拟场景的准确率和真实性。

技术特征：

1.一种可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，所述利用斯皮尔曼相关系数对第一参数和第二参数进行相关性分析，包括：

3.根据权利要求1所述的可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，所述当所有参数都进行相关性分析后获得目标参数组合，基于所述目标参数组合构建真实模型，包括：

4.根据权利要求3所述的可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，所述根据所述n个参数集构建真实系统运行过程的目标函数的表达式如下：

5.根据权利要求4所述的可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，所述真实模型的表达式如下：

6.根据权利要求1所述的可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，通过遗传算法对所述真实模型进行优化求解，包括：

7.根据权利要求6所述的可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，所述适应值函数的表达式如下：

8.根据权利要求1所述的可视化的虚实结合网络场景构建方法，其特征在于，所述利用数字孪生技术将优化后的真实模型完全映射到虚拟世界中，包括：

9.一种可视化的虚实结合网络场景构建系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，其特征在于，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如权利要求1至8任意一项所述可视化的虚实结合网络场景构建方法的步骤。

技术总结本发明适用于虚拟仿真技术领域，提供了一种可视化的虚实结合网络场景构建方法、系统及设备，方法包括获取真实系统在真实场景运行过程中涉及的所有参数；利用斯皮尔曼相关系数对第一参数与第二参数进行相关性分析，第一参数和第二参数为从所有参数中随机选取的两个参数；当所有参数都进行相关性分析后获得目标参数组合，基于目标参数组合构建真实模型；通过遗传算法对真实模型进行优化求解；利用数字孪生技术将优化后的真实模型完全映射到虚拟世界中，在虚拟世界构建包含真实系统的若干参数信息的虚拟网络场景。通过相关性分析得出参数的关联性，利用遗传算法对模型进行优化，以实现真实场景数据的准确性来提高虚拟场景的准确率和真实性。技术研发人员：明少锋,蒙亮,黎新,凌颖,宾冬梅,黄慷,韩松明,杨春燕,卢杰科,唐福川,张维受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/9