网格计算在军事仿真中的应用

网格能够实现分布、异构资源的共享，特别是Globus工具包为开展网格应用提供了基础，因此，人们开始把网格技术融入仿真之中，而且取得了一些成功．介绍了网格在军事仿真应用中的现状和发展趋势，就网格可以为军事仿真提供的服务支持能力进行了探讨，并提出了一个基于网格的仿真体系结构，然后描述了如何将网格应用于虚拟、构造和真实等军事仿真领域中，最后进行总结并介绍了作者当前在网格仿真方面的研究工作。     

计算网格及其在虚拟样机协同环境中的应用探讨

网格技术对分散资源进行定位、分配、收集、协同和利用,并为人机交互提供不同资源,简要介绍了当前网格技术的发展与应用状况。Globus项目是目前国际上最有影响的网格计算项目之一,在Globus2.0软件包的基础上搭建了一个原型系统,并探讨了Globus对在虚拟样机分布式协同建模/仿真环境中的对计算能力的支撑应用。在新发布的采用OGSI(Open Grid Services Infrastructure)的3.0版本基础上进行了网格服务的开发,为在网格环境中各种仿真资源的进一步共享奠定了基础。     

模具仿真网格及其在优化设计上应用

建立了一个面向优化设计应用的模具仿真网格平台.把该平台划分为仿真网格资源层、基础支持工具层、优化模型资源调度层和仿真网格应用层四个层次,并介绍了各层的主要功能和相关实现技术.基于该平台,发展了一个优化设计网格计算方法,以利用网格环境中充足的仿真资源,协同解决复杂的注塑模优化问题.并利用该算法,对收款机上壳浇口位置进行了优化设计.结果显示:所建立的仿真网格平台能够满足优化设计的需要;所开发的网格算法合理、高效.     

仿真网格中预防死锁的资源分配方法及其仿真分析

仿真网格中资源协同分配是资源组织和调度的一个重要组成部分,如何避免仿真应用之间的死锁是资源协同分配过程中需要解决的重要问题。通过对仿真网格中死锁原因的分析,对死锁的特点进行了描述。根据解决死锁问题的不同策略,提出了仿真网格中基于原子事务预防死锁的资源协同分配方法,并根据应用的不同资源分配方案给出了具体算法。通过理论分析并结合仿真试验研究了该算法在资源协同分配过程中的性能,试验证明使用该方法不仅能够避免应用资源分配过程中的死锁,与其它方法相比,还能获得好的资源分配性能。     

基于网格的先进分布式仿真综述

当前的先进分布式仿真技术部分解决了模型的互操作和重用问题,但是它在支持强健的系统性能、仿真资源管理和仿真活动协作方面存在缺陷。网格技术支持动态异构环境、资源的优化管理和强健的系统性能,将网格技术应用于先进分布式仿真领域能够弥补现有先进分布式仿真技术存在的这些缺陷。该文提出了基于网格的先进分布式仿真,从仿真系统性能增强、仿真资源管理、仿真技术集成与机构协作、以及仿真网格四个方面综述了相关的研究成果,在仿真资源管理中提出了一种仿真资源分类方法,接着概述了基于网格的先进分布式仿真技术在国防军事、工业、生物医学和环境等方面的应用现状,最后展望了发展方向。     

一种新型的分布协同仿真系统—“仿真网格”

简要介绍了作者研究开发仿真网格的研究背景,提出了仿真网格的技术内涵、体系结构和目前的实施方案;进而结合近几年的研究进展,较为详细的介绍了阶段性研究成果,包括已完成的仿真网格原型系统Cosim-Grid 1.0v、攻克的部分关键技术和仿真网格Cosim-Grid 1.0v的典型应用示范系统.初步研究与应用表明:(1)提出和开发的仿真网格是一种新型的分布建模与仿真平台,它能克服传统网络化建模与仿真平台在仿真资源动态共享、自组织、协同能力和安全应用机制等方面的局限性,能支持"仿真系统工程"的实施,能扩展分布仿真应用的模式,为协同仿真应用提供新的途径;(2)开发的仿真网格原型系统Cosim-Grid 1.0v在体系结构,门户技术、基于WEB的RTI、服务虚拟化、基于语义的模型资源发现等技术方面有新意;(3)坊真网格是一类具有特色的网格,它拓展了"网格"在具有时、空一致性要求的分布、异构资源(服务)协同工作方面的能力.最后,给出结论和下一步的工作展望.     

一种基于网格技术的HLA分布仿真实现方法

网格为仿真应用、资源共享和执行提供了一个理想服务平台,但只应用网格服务开发分布交互仿真,开发者必须自己创建通信机制来协调仿真执行.基于HLA开发的分布交互仿真存在缺乏动态发现和资源利用率不高等问题.为克服两者存在的问题并发挥各自的优点,提出了一种基于网格技术的HLA分布仿真实现方法.详细阐述了框架构成及网格服务构件和时序流程的设计,实现了仿真资源的动态分配、动态状态监控及任务动态迁移,并通过实验进行了验证.     

基于无标度网络的制造网格资源配置仿真研究

为了研究制造网格资源配置的效率变化问题,结合制造资源的分布性、多样性等特点,应用无标度网络理论建立了制造网格资源配置的网络模型。通过对复杂网络的统计指标值和属性函数数值的计算,选择出合适的资源配置方案,实现全局资源优化配置。运用该模型和资源配置评价指标,通过仿真实验数据分析,得出资源配置的效率随着制造网格结构演化的变化规律:节点数不变时,整体资源配置效率在平均值上下摆动;任务节点数增加时,整体资源配置效率缓慢下降,趋于一个定值。该研究结果可以作为制造企业优化资源配置、选择全局优化方案的理论参考。     

支持资源预留的网格计算仿真平台

资源预留是实现网格作业服务质量保证的重要方法。对网格资源管理机制和调度算法的研究主要是通过仿真进行的。给出了一个离散事件驱动的仿真平台,实现了对本地调度器、全局调度器、资源监测器、资源代理、网格用户、本地用户等主要网格实体的仿真,实现了主要的调度算法,提供了网格提前预留、网格协同预留、本地提前预留和底层处理单元的预留功能,可用于资源预留相关的并行计算和网格计算环境中的资源管理和调度算法的仿真。     

基于网格的离散事件仿真服务设计

传统的离散事件仿真系统，一般基于DEVS（Discrete Event System Specification）理论构建，不涉及网络资源的管理问题，因而不能适应现代大规模仿真应用对计算和资源管理的需求。而网格计算具有整合分布式异构资源的能力，可以为这类仿真提供强大的计算和资源管理支持。因此，提出利用网格技术来设计离散事件仿真服务的思想，仿真服务透明地向用户提供仿真运行支持。首先结合典型的DEVS仿真应用开发过程，提出一种基于网格的仿真体系结构。然后，探讨了仿真任务管理、网格仿真代理、运行控制和实验代理等几类核心的仿真服务。     

分布式仿真网格平台的关键技术研究

网格是执行任务的共享资源的集合。对用户而言，它就是一个大系统，以访问强大而分散的资源。从分布式仿真技术的发展需求入手，论述了将网格技术引入仿真领域，构建分布式仿真网格平台的必要性。通过对仿真技术和网格技术特点的分析，提出了分布式仿真网格的技术框架和概念框架，并进一步从技术实现上提出了构建分布式仿真网格所需要的关键技术，包括：统一用户管理、资源管理和调度、作业管理和调度、并行和集群RTI等。最后，根据分布式仿真网格的关键技术进行了仿真网格的原型系统设计。     

基于稳定匹配机制的网格任务调度算法

任务调度和资源分配是网格计算的关键技术.提出了一种基于稳定匹配机制的网格任务调度算法(SMM:Stable Matching Mechanism),以及根据各奈件因素值及其所占比率进行量化匹配的思想.用户和资源可以根据自身特点动态地设置各条件因素的基准值,通过与实际提供的条件因素值进行比较,得到匹配度,按照匹配度的高低顺序循环匹配最终达到稳定.算法综合考虑用户和资源双方的需求而得出相应的稳定匹配调度策略.给出了算法的数学模型和描述,在Matlab语言环境下仿真表明,SMM算法可以有效地实现网格任务调度,满足任务和资源双方的需求,得到稳定匹配.     

网格环境下大规模交通仿真及应用研究

网格为大规模的交通仿真提供了高性能的计算资源.在网格环境下大规模仿真从模型的准确性、运算的高效性、系统的可用性等方面都得到了很大的提升.通过对海量流动车辆的GPS历史数据的整合,并结合实时GPS数据估计出大范围的时变OD矩阵.通过Web Service的应用使仿真成为一种互联网上的服务.通过并行计算使得后台的仿真计算能力得到了提升.     

电网建设外部环境中的冲突协调机制仿真研究

电网建设外部环境涉及到多方利益群体,只有最大限度的实现各利益群体的目标,才能最终实现电网建设外部环境各利益群体的和谐。将利益相关者理论引入电网建设补偿机制的设计中,构建了基于利益相关者理论的补偿机制模型,并通过经济学仿真的方法对新旧补偿机制进行了仿真比较分析,验证了补偿机制的有效性。通过仿真得出在基于利益相关者理论冲突协调补偿机制中,可以有效的利用有限资金,平衡不同区域间村民和基层组织之间的利益,扩大谈判空间从而使电网建设各利益群体砸谈判过程中更快的达成一致,减少电网建设外部环境中的矛盾和冲突。     

仿真网格原型系统SimGrid-HLA的设计与实现

在分析作战效能仿真评估系统功能的基础上，结合三方利益相关人：想定开发方、运行管理方和模型管理方的实际需求，提出基于HLA的仿真网格系统三层结构，该结构分为应用层、HLA/RTI层和模型层三层。并对其原型系统SimGrid-HLA的主要组成部分：模型注册器、索引管理器和方案管理器进行了详细的分析设计，该原型系统完成模型信息的注册、发现、管理以及方案编辑执行。SimGrid-HLA原型是对仿真网格的初步尝试，为大规模军事仿真的开展途径进行了有效探索。     

基于GMMSTS的协同机制研究

分析了在广域网环境下进行大规模分布仿真时海量异构资源难以协同的问题,提出了一种基于网格的多用户多任务仿真训练系统(GMMSTS).详细研究了GMMSTS中存在的多种协同关系,定义了基于用户和基于联邦的两类协同机制,并讨论了具体实现方案,完成了复杂协作关系的有效管理.GMMSTS已应用到某雷达模拟训练器中,其中的协同管理模块成功地实现了多任务,多用户的协同,取得了良好的效果.     

仿真优化在制造系统中的应用现状及发展趋势

仿真优化技术是实现传统制造向可预测制造、科学制造转变的关键技术,目前已经引起科学界和企业界的广泛关注。在阐述了仿真优化基本原理和方法的基础上,介绍了国内外仿真优化技术在制造系统中各个层次的应用概况、研究成果及各种仿真优化系统采用的开发工具,并对国内外发展状况进行了简要的对比分析,指出了目前仿真优化研究中存在的问题以及主要发展趋势。     

普适仿真体系结构及关键技术研究

普适计算与网格技术是当前信息领域的研究热点,基于普适计算和网格技术,集成分布仿真技术、Web技术构建层次化、网络化、面向服务的普适仿真体系结构,实现各类仿真资源的服务化、普适化及在广域网络中的共享和应用,支持基于智能终端Web浏览器的资源调用以及复杂仿真系统的动态组装和快速构建.对普适仿真体系结构中涉及的五类关键技术和相应的技术途径进行了研究和探讨.     

基于网格的多联邦/多仿真应用互联研究

针对当前复杂分布式仿真中资源的共享与重用、仿真系统的重组与重构不能满足应用需求的问题,在仿真领域引入了网格技术构建仿真网格,其中,实现多粒度仿真应用的互操作是其研究热点之一.通过比较仿真网格支撑环境和高层体系结构,并针对当前有一定代表性的复杂分布仿真系统结构,提出一种基于网格的多联邦/多仿真应用互操作原型系统实现方案.对不同耦合关系的仿真应用,如何实现互联与互操作的关键技术进行了深入的研究和实现,并通过最小系统的实现进行验证.