基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统及其工作方法

1.本公开涉及飞行器控制系统领域，尤其涉及基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统技术领域。


背景技术：

2.飞行器控制系统是整个飞行器的控制中心，承担飞行器关键控制任务，故障后果严重，对于飞行器正常运行，充分发挥飞行器核心功能具有重要意义，要求飞行器控制系统在各种恶劣的环境中都具有极强的适应性和较高的可靠性。
3.随着硬件技术的不断提升，嵌入式设备的算力有很大提高，功耗、体积等也都在逐渐减小，基于高性能嵌入式设备构建的新一代控制系统在处理能力和性能表现上都有了很大的进步。相比之前的控制系统，新一代控制系统具有功能复杂、硬件处理能力强、数据传输速率快、智能化程度高等特点，内部实现了异构网络实施互联互通技术，并且实现了控制系统轻质化灵巧集成，为实现基于资源共享的智能冗余可重构控制系统提供了处理能力、通信能力等技术能力保障。
4.现有典型控制系统在组网拓扑、业务数据交互方式以及软硬件工作模式等方面，主要有以下特点：(1)基于光纤总线技术的高速互联控制架构；(2)基于内外部总线互联的分布式处理资源；(3)嵌入式软硬件环境。
5.为了提高飞行器控制系统的可靠性，针对其系统架构和功能特点开展了大量故障重构相关技术的研究，并在真实的控制系统中进行了相关技术的验证与应用。
6.目前，资源的冗余复用技术以及服务重构技术在航空航天领域得到了广泛的应用。最初采用硬件冗余及故障吸收式的容错设计，这种方式是以冗余资源为代价换取可靠性，往往增加了硬件成本和系统的复杂性；后来随着硬件性能提升，科学家意识到仅以冗余设计提高的可靠性是有限的，必须得结合重构控制技术，利用软件设计提升系统的可靠性，因此出现了一些专用的操作系统，大大提高了航空航天综合电子系统的可靠性；目前随着云计算概念的兴起，借鉴其资源复用和功能重构的思想，实现较为通用的重构控制系统成为一个新的研究方向。
7.但是，新一代控制系统架构仍存在以下几点不足:
8.(1)数据处理模块化和通用性不强
9.控制系统是集成高可靠计算机体系结构、高性能系统芯片、强实时操作系统等核心技术为一体的系统工程，控制系统各传感器数据处理模式未考虑模块的通用性和可移植性，很难通过软件定义或异地任务重构的方式提高系统的可靠性。
10.(2)未充分利用控制系统冗余的计算、通信等资源
11.随着嵌入式硬件集成度和处理水平不断提升，控制系统处理能力有了长足的进步，在有限的空间、功耗和重量等条件约束下，产生了一些未被充分利用的冗余资源。


技术实现要素：

12.本公开提供了一种基于冗余资源实时重构的飞行器控制的系统、工作方法、电子设备以及存储介质。
13.根据本公开的第一方面，提供了一种基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统，包括：管理节点、一个或多个工作节点；其中，所述管理节点，用于获取控制系统的资源状态信息和任务执行情况信息的全局视图；根据任务需求，实现功能模块的服务编排和实时调度，完成所需任务模块与资源的映射；所述工作节点，用于获取本节点资源状态信息并上报给所述管理节点，同时能够接收来自所述管理节点的调度指令，实现所述服务的开启执行。
14.根据本公开的第二方面，提供了所述基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统的工作方法，包括：根据软硬件故障和/或任务场景变化，获取功能需求；根据所述功能需求，选择对应的任务模块；根据所述任务模块和各功能模块之间的耦合关系，进行任务编排；根据预设优化目标及资源状态信息，进行资源调度；在所调度的资源上运行所述任务模块，执行所述任务。
15.根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
16.根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面和/或第二发面的方法。
17.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
18.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
19.图1示出了根据本公开的实施例的基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统的框图；
20.图2示出了根据本公开的实施例的基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统的工作方法的流程图；
21.图3示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
22.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
23.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.本公开中，通过主从式的冗余资源管理架构，对各分系统的服务进行备份或者实时调度，实时服务的快速重构和恢复。
25.图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统100的框图。
26.基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统100分为两层架构设计，分别是：
27.(1)管理节点：作为全局的管理控制层，获取系统全局的资源视图，监控服务的运行状态并接收服务重构的需求，实现资源的高效调度和系统的运行控制；
28.(2)工作节点，主要负责本节点资源状态信息的获取并上报给管理节点，同时能够接收来自管理节点的控制和调度指令，实现服务的开启执行。其中，工作节点可以为一个或多个。
29.在一些实施例中，为了提高资源利用效率，实现所有任务模块的按需组装和部署，需要将各工作节点接入到管理节点，形成分布式的处理资源架构。其中，由控制系统的综合核心处理器作为管理节点，各计算功能模块作为工作节点，管理节点具有资源的统一管理和控制功能，包括资源实时状态监控、资源分配和资源信息维护等过程，对于某个需要恢复的服务，接收任务的资源请求，并根据合适的资源分配算法，为服务决定映射的资源和占用的资源容量，实现服务在工作节点上的部署，维护执行环境的全生命周期。工作节点负责该节点上任务的部署、管理和监控，具有资源状态信息获取、上报以及服务的执行等功能。
30.在一些实施例中，管理节点从控制系统冗余资源复用和故障任务实时重构恢复的功能需求出发，其功能主要划分为两个方面：一是需要获取控制系统的资源状态信息和任务执行情况信息的全局视图，实现对资源的存在感知和状态监控，以及对任务的全生命周期的管理和维护；二是需要根据控制系统各个状态下的任务需求，实现功能模块的服务编排和实时调度，完成所需任务模块与资源的映射，并实现应用执行文件的获取和部署运行。
31.管理节点包括以下模块：
32.1)服务接口模块：该模块是管理节点的功能核心模块，是与其他模块互相通信的枢纽，负责接收来自工作节点的资源状态和服务状态信息，生成全局资源视图和服务视图，实现逻辑资源的状态监控和服务全生命周期的健康管理；还负责接收故障重构需求信号，对其需求进行解析，以便所述服务编排和资源调度模块根据任务需求，实现功能模块的服务编排和实时调度，并将服务编排和资源调度模块生成的服务调度信息发送到相应的工作节点，是整个系统的管理控制核心。
33.2)服务编排和资源调度模块：该模块有两个主要的功能，一是根据当前的运行状态，获取当前状态下所需的功能模块，考虑各功能模块之间的优先级、执行约束和时间约束等，实现各任务模块的编排，生成待调度任务序列；二是根据当前的资源视图和待调度任务序列，以时延、能耗、资源利用率等为不同的优化目标，实现任务与资源的映射，完成各任务的调度。在一些实施例中，服务编排和资源调度模块可以分为服务编排模块和调度器，分别实现服务编排功能和各任务的调度功能。
34.3)监视器模块：该模块从服务接口模块获取物理资源和运行服务的状态信息，并根据统一的资源表征框架对物理资源进行抽象，根据服务的返回值确定其健康状态和运行情况，生成资源和服务的状态视图，并上报给服务接口模块。
35.4)传输接口模块：该模块是通信协议的适配层，在管理节点上，传输接口模块作为
光纤总线的控制器，负责整个光纤总线系统的数据传输流向和通信调度。当系统各个节点处于正常工作状态时，该模块控制数据传输，并完成协议之间的转换；当某个节点失效时，该模块能够接收来自服务接口模块的服务调度信息，完成数据传输重配置。
36.在一些实施例中，管理节点还包括应用库模块，存储有相关服务的镜像文件；根据服务接口模块文件请求信息提供相关服务的镜像文件。
37.在一些实施例中，工作节点包括以下模块：
38.1)传输接口模块：该模块是通信协议的适配层，在工作节点上，传输接口模块作为光纤总线的nt，负责接收nc的调度，完成数据的打包发送和接收解析，接收本节点数据发送给管理节点，接收管理节点数据并完成信息提取。
39.2)节点控制模块：该模块是与管理节点进行数据交互的枢纽，负责接收来自管理节点的任务调度信息，对工作节点内部的资源进行统一的管理，生成任务与资源的映射，并将任务和资源的映射信息发送给本节点的任务执行模块，它还负责接收当前节点的逻辑资源状态信息和任务运行状态信息，监控资源和任务的运行状态，并将这些状态信息上报给管理节点的资源服务模块。
40.3)状态监控模块：该模块基于心跳信息获取并更新资源状态信息，并根据统一的资源表征框架对物理资源进行抽象，将抽象后的逻辑资源进行资源池化；基于探针技术探测当前任务的执行情况，确定其健康状态和运行情况。最终将资源和任务的状态信息上报给本节点的节点控制模块。
41.4)任务执行模块：该模块主要完成任务执行文件的拉取，并根据资源与任务的映射关系，将其部署到对应的资源上，该模块负责任务的部署和运行。
42.在一些实施例中，工作节点的传输接口模块与管理节点的传输接口模块通过fc总线相连接并进行数据传输和交互。
43.在一些实施例中，面向控制系统的资源冗余复用与故障重构恢复的功能需求，基于符合软件架构规范的功能组件，进行控制系统功能模块的灵活定义，明确控制系统各状态下的任务执行需求，完成任务和资源的映射，生成满足需求的资源冗余复用和任务实时重构部署调度方案。依托基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统的主从式软件架构，能够根据任务场景的变化和软硬件的故障进行实时重构恢复。
44.如图2所示，基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统的工作方法200包括以下步骤：
45.在s202中，根据软硬件故障和/或任务场景变化，获取功能需求；
46.在一些实施例中，针对软硬件的运行故障，控制系统能够自动进行任务模块的在线迁移或功能降级的任务实时重构恢复流程；针对发射过程中各阶段任务需求的变化以及执行任务场景的不同，控制系统能够自动的触发任务在线组装模式。
47.在s204中，根据所述功能需求，选择对应的任务模块，并获取资源状态信息；
48.在一些实施例中，根据当前控制系统所执行任务的功能需求，从任务可执行文件存储库中拉取任务模块的可执行文件；并采用心跳信息探测的方式，基于数据总线获取综合核心处理器(管理节点)和各工作节点的资源状态信息，在管理节点上进行数据汇总，通过资源表征和资源池化生成全局的资源状态视图。通过上述步骤，实现了状态初始化。
49.在一些实施例中，获取资源状态信息与获取功能需求可以是同步执行的。其中，
50.各工作节点的节点控制模块向状态监控模块发送状态监控指令，包括两类指令，一个是基于心跳检测的资源状态探测指令，另一类是基于探针技术的服务运行状态探测指令；状态监控模块向节点控制模块发送状态监控信息，包括资源状态信息和服务运行状态信息。
51.管理节点的服务接口模块向各工作节点的节点控制模块发送状态查询指令，各工作节点的节点控制模块向管理节点的服务接口模块发送状态信息；所述状态信息包括节点控制模块从状态监控模块获取的资源状态信息和服务运行状态信息。在一些实施例中，采用心跳信息探测的方式向各工作节点的节点控制模块发送状态查询指令。
52.服务接口模块接收到来自各个节点的状态信息后统一上报到监视器模块。
53.监视器模块对所有状态信息进行统一汇总处理，生成全局的资源状态视图，并将目前的服务状态与预期的服务状态进行对比，并判断当前的故障状态，将资源视图信息和故障状态信息发送给服务接口模块。
54.服务接口模块向服务编排模块上报运行状态和服务请求，其中，服务接口模块将资源视图信息和需要开启或者重构恢复的服务信息上报给服务编排模块。
55.在s206中，根据所述任务模块和各功能模块之间的耦合关系，进行任务编排；根据预设优化目标及所述资源状态信息，进行资源调度；完成任务部署和初始化；
56.在一些实施例中，根据当前的任务模块需求和各功能模块之间的耦合关系，通过任务编排生成待调度序列；然后基于不同的优化目标，采用相应的调度策略完成特定功能模块和任务模块与资源的映射，最后完成任务的部署和运行，并基于总线请求应答和传输服务模块的发布订阅等通信机制实现任务间控制流和数据流的初始化。通过上述步骤，实现了调度初始化。
57.在一些实施例中，服务编排模块根据服务之间的数据流关系和时序关系，生成服务编排方案；
58.服务编排模块向调度器申请计算资源，其中，服务编排模块将编排信息，即各个服务的开启顺序以及重要程度等信息，上报给调度器，由调度器完成资源与服务之间的映射。
59.调度器向服务接口模块上报服务配置文件，其中，调度器按照服务开启顺序，依次将服务与资源的映射关系信息，发送给服务接口模块。
60.在一些实施例中，利用了系统不同部件之间的内在联系和功能上的冗余性，当系统某些部件失效或者需要对功能进行更新的时候，能够利用通用的资源池，通过统一的资源管理接口，完成功能模块和资源的映射，用完好的部件部分甚至全部的承担起故障部件丧失的功能或者需要进行更新的功能。能够使系统的性能在允许的范围内，不额外增加资源，利用控制系统现有硬件设备，基于资源共享技术、实时资源调度技术以及轻量级的资源封装技术等，使控制系统具备处理故障在线辨识与资源实时重构能力。
61.在s208中，在所调度的资源上运行所述任务模块，执行所述任务。
62.在一些实施例中，在相应的资源上运行任务模块，在控制系统各任务模块运行过程中，进行全生命周期的任务运行状态和资源状态的监控，持续进行状态信息的监控与上报。
63.在一些实施例中，
64.服务接口模块向应用库请求并拉取应用文件，其中，服务接口模块接收到服务与
资源的映射数据后，向应用库发送文件请求信息，验证通过后从应用库拉取相关服务的镜像文件；
65.服务接口模块向目标工作节点发送执行文件/任务启动、停止指令，其中，服务接口模块向目标工作节点的节点控制模块发送服务启动、停止指令，针对需要启动的服务，服务接口模块会主动将相关服务的镜像文件传输到对应的工作节点的节点控制模块上；
66.目标工作节点的节点控制模块接收到服务开启、停止指令后，发送给任务执行模块，开启或者停止服务。
67.根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
68.基于硬件冗余重构技术，结合云计算与边缘计算的资源复用思想和微服务架构的思想，利用通用处理资源共享的策略，实现了控制系统分布式架构下的冗余重构；通过主从式的冗余资源管理架构，对各分系统的服务进行备份或者实时调度，实时服务的快速重构和恢复。
69.满足了控制系统智能化、信息化、高可靠发展需求，实现了各类资源的高效调用和冗余支持，提升了控制系统的可靠性。对提升机动性与灵巧性，缩短研发周期，降低开发成本有着极其重要的意义，为未来控制系统高可靠发展提供了关键技术支撑。
70.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
71.以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
72.本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
73.根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
74.图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备300的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
75.设备300包括计算单元301，其可以根据存储在只读存储器(rom)302中的计算机程序或者从存储单元308加载到随机访问存储器(ram)303中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 303中，还可存储设备300操作所需的各种程序和数据。计算单元301、rom 302以及ram 303通过总线304彼此相连。输入/输出(i/o)接口305也连接至总线304。
76.设备300中的多个部件连接至i/o接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如
因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
77.计算单元301可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元301的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元301执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法200。例如，在一些实施例中，方法200可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 302和/或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到ram 303并由计算单元301执行时，可以执行上文描述的方法200的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法200。
78.本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
79.用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
80.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
81.为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
82.可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据
服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
83.计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
84.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
85.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统，包括：管理节点、一个或多个工作节点；其中，所述管理节点，用于获取控制系统的资源状态信息和任务执行情况信息的全局视图；根据任务需求，实现功能模块的服务编排和实时调度，完成所需任务模块与资源的映射；所述工作节点，用于获取本节点资源状态信息并上报给所述管理节点，同时能够接收来自所述管理节点的调度指令，实现所述服务的开启执行。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管理节点包括：服务接口模块、服务编排和资源调度模块、监视器模块；其中，所述服务接口模块用于接收来自所述工作节点的资源状态和服务状态信息；还用于接收故障重构需求信号，对其需求进行解析，以便所述服务编排和资源调度模块根据任务需求实现功能模块的服务编排和实时调度；所述服务编排和资源调度模块用于根据当前的运行状态，获取当前状态下所需的功能模块，实现各任务模块的编排，生成待调度任务序列；根据当前的资源视图和待调度任务序列，实现任务与资源的映射，完成各任务的调度；所述监视器模块用于从所述服务接口模块获取物理资源和运行服务的状态信息，生成资源和服务的状态视图，并上报给服务接口模块。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述管理节点还包括应用库模块，用于根据所述服务接口模块的文件请求信息提供相关服务的镜像文件。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述工作节点包括：节点控制模块、状态监控模块和任务执行模块；其中，所述节点控制模块用于接收来自所述管理节点的任务调度信息，对工作节点内部的资源进行统一的管理，生成任务与资源的映射，并将任务和资源的映射信息发送给本节点的任务执行模块；还用于接收本节点的逻辑资源状态信息和任务运行状态信息并上报给管理节点的资源服务模块。所述状态监控模块用于获取并更新资源状态信息，探测当前任务的执行情况；将资源和任务的状态信息上报给本节点的节点控制模块；所述任务执行模块用于完成任务执行文件的拉取，并根据资源与任务的映射关系，将其部署到对应的资源上。5.根据权利要求1-4任一权利要求所述基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统的工作方法，包括：根据软硬件故障和/或任务场景变化，获取功能需求；根据所述功能需求，选择对应的任务模块；根据所述任务模块和各功能模块之间的耦合关系，进行任务编排；根据预设优化目标及资源状态信息，进行资源调度；在所调度的资源上运行所述任务模块，执行所述任务。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据软硬件故障和/或任务场景变化，获取功能需求；根据所述功能需求，选择对应的任务模块包括：所述管理节点的服务接口模块接收到来自各个节点的状态信息后统一上报到监视器
模块；所述状态信息包括各工作节点的节点控制模块从各工作节点的状态监控模块获取的资源状态信息和服务运行状态信息；所述监视器模块对状态信息进行统一汇总处理，生成全局的资源状态视图，并将目前的服务状态与预期的服务状态进行对比，并判断当前的故障状态，将资源视图信息和故障状态信息发送给服务接口模块；服务接口模块向服务编排模块上报运行状态和服务请求。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据所述任务模块和各功能模块之间的耦合关系，进行任务编排包括：所述服务编排模块根据服务之间的数据流关系和时序关系，生成服务编排方案；向调度器申请计算资源；所述根据预设优化目标及资源状态信息，进行资源调度包括：所述调度器按照服务开启顺序，依次将服务与资源的映射关系信息，发送给服务接口模块。8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述在所调度的资源上运行所述任务模块，执行所述任务包括：服务接口模块向目标工作节点的节点控制模块发送服务启动、停止指令；目标工作节点的节点控制模块接收到服务开启、停止指令后，发送给任务执行模块，开启或者停止服务。9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述在所调度的资源上运行所述任务模块，执行所述任务还包括：针对需要启动的服务，服务接口模块将相关服务的镜像文件传输到对应的工作节点的节点控制模块上。10.一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求5-9中任一项所述的方法。

技术总结
本公开的实施例提供了一种基于冗余资源实时重构的飞行器控制系统及其工作方法。所述系统，包括管理节点、一个或多个工作节点；其中，所述管理节点，用于获取控制系统的资源状态信息和任务执行情况信息的全局视图；根据任务需求，实现功能模块的服务编排和实时调度，完成所需任务模块与资源的映射；所述工作节点，用于获取本节点资源状态信息并上报给所述管理节点，同时能够接收来自所述管理节点的调度指令，实现所述服务的开启执行。以此方式，可以通过主从式的冗余资源管理架构，对各分系统的服务进行备份或者实时调度，实时服务的快速重构和恢复。重构和恢复。重构和恢复。


技术研发人员：曹素芝 王厚鹏 闫蕾
受保护的技术使用者：中国科学院空间应用工程与技术中心
技术研发日：2023.02.02
技术公布日：2023/7/19