Система моделирования виртуальных сред на основе технологии GPUDigitalLab

1. GPUENVIRONMENTS
imulator
ПЛАТФОРМА МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ СОСТОЯЩИХ ИЗ ГРУППЫ
АВТОНОМНЫХ ПРОЦЕССОВ

2. Концепция Программного решения
 Программа GPUDigitalLab – платформа научного моделирования сложных
систем на основе ядра параллельной обработки данных
 Структура Вычислительного Ядра:
 Центральный Модуль – отвечает за запуск подсистем
 Исполнитель Алгоритмов – запускает вычислительную задачу на основе заданной
формулы и набора входных параметров.
 Трассировщик Лучей - модуль построения финального изображения на основе
технологии выброса световых лучей из определенной точек и вычисления точек
пересечений.
 Модуль создания агентов – подпрограмм со сроком жизни и заданным алгоритмом.
 Модуль создания и обработки математических моделей

3. Архитектура Аппаратной платформы
среды мат. моделирования
Центральный
модуль системы
Менеджер
Direct3D11
Модуль
DirectCompute
Менеджер
Direct2D
Диспетчер задач
Исполнитель
алгоритмов
Менеджер
системы 3D
рендеринга
Менеджер
виртуальных
агентов
Менеджер
математических
моделей
Менеджер системы
гидродинамики
Менеджер среды
обработки данных
Модуль
управления
средами

4. Как выглядит мат. модель
3D Модель
Математический
Алгоритм
Массив
подключенных
данных
Математическая
модель
Менеджер и
программатор моделей
Модуль запуска
математических
моделей
Система
обработки
данных
Визуализатор
Система
обработки
данных
Файл или набор
записей в базе
данных

5. Виртуальная среда
 Набор математических моделей которые описывают поведение среды.
 Набор автономных процессов(агентов) для запуска процессов среды.
 Набор визуализаторов для отрисовки результатов работы мат. Моделей
 Модуль сбора и анализа больших данных.
 Выходной файл визуализации (.avi, .3dsim)
 Файл с результатами работы

6. Процесс создания виртуальной среды
Запускаем среду моделирования
Устанавливаем
подключение к базе данных
Загружаем информацию
среды
Создаем пустой Проект
виртуальной среды
Загружаем набор
алгоритмов, строим мат.
модель
Создаем и выводим на
экран 3D проект
Программируем поведение
объектов среды
Запускаем виртуальную
среду в виде симулятора
процессов
Система в реальном
времени строит отчет о
поведении объектов и
текущем состоянии среды

7. Приведем пример: система
моделирования газообмена
Запускаем 3D среду
Загружаем 3D
модель помещения
На основе готового
чертежа строим
проект трубопровода
Загружаем проект из
СУБД
Настраиваем
начальные
параметры
Переводим систему
в режим
воспроизведения
Запускаем 3D
cимулятор,
запускаем таймер
Анализируем и
выгружаем
результаты.
Запускаем
модуль
по работе
с потоками

8. ПРИМЕР МУЛЬТИАГЕНТНОЙ СИСТЕМЫ
SMARTWATERPIPE
Тепло-энерго
станция
Котельня 1
Котельня 2
Котельня 3
Котельня 4
Елизавет
Чкаловский р-н
Октябрьский р-н
Кировский р-н
Городской
трубопровод

9. Развитие подобного проекта
 Моделирование основных процессов городской инфраструктуры
 Моделирование работы сложных предприятий
 Моделирования работы медицинского учреждения
 Моделирования работы финансовых учреждений
 Моделирование работы торговых сетей
 Моделирование работы транспортной сети
 Создание системы SmartCity(Умный Город) – система моделирование основных
процессов городской инфраструктуры
 Запуск данной системы к ЧМ 2018(It would be cool)