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.     

基于网格的HLA/RTI仿真系统互联与资源共享

基于网格技术支撑复杂系统协同建模/仿真过程中的系统建模和仿真运行两个不同阶段,以实现仿真资源的安全共享与重用、协同互操作及优化调度运行。在仿真运行阶段,根据仿真系统特点、实时性要求等级以及资源共享需求的不同,提出采用基于网格的运行控制及信息发布、基于Grid/Web服务的仿真系统互联以及基于网格的联邦成员模型共享与动态组装三种不同的互联与运行模式,并对每种模式适用的应用类型、系统实现体系结构以及关键技术进行了研究与实现。     

基于MAS的编队协同作战仿真系统建模研究

在深入分析现代海战复杂性特点的基础上,以复杂系统理论为指导,采用基于MAs(Multi-agentsystem,多智能体系统)的建模仿真方法对编队协同作战仿真系统建模进行了研究,旨在为开展编队协同作战的战法研究构建一个贴近实战的作战仿真系统.重点阐述了编队协同作战仿真系统的建模过程,提出了基于MAS的编队协同作战仿真系统框架,并针对如何在编队多个作战兵力Agent之间开展有效协同的关键问题,根据编队协同作战指挥的特点,提出一种分布与集中相结合的MAS规划方法.最后,基于HLA(High Level Arclitecture,高层体系结构)规范设计了编队协同作战仿真系统的体系结构.     

基于分布式仿真模型对象的分布式协同建模实现技术研究

在基于分布式仿真模型对象的分布式协同建模技术研究基础上，提出由客户机层，应用服务器层和数据库层构成的基于CORBA的三层体系结构实现技术。以支持分布式协同建模，同时还给出了一个软件原型，并利用该软件原型实现了一个复杂产品的分布式协同建模。     

油田注水生产过程仿真分布式协同建模系统设计

针对油田注水生产过程仿真分布式协同建模系统设计,分析了油田注水生产仿真技术和协同工作理论的发展与应用,讨论了客户/服务模式的特点和服务器端应用程序开发技术,以及协同系统的体系结构,提出了分布式协同建模系统的体系结构并给出了该系统的模型结构,最后给出设计实例,进而指出了未来协同工作的应用新领域。     

基于AGENT建模的重大疾病传染仿真系统分析

Agent的建模仿真是重大疾病传染建模仿真的发展方向。在深入分析美国相关计算机仿真系统的基础上,基于agent理论和技术,分析设计了重大疾病传染与控制仿真系统的总体框架、体系结构和逻辑结构。对系统关键模型如大气流动模型、疾病病毒散布模型、个体Agent传染模型、Agent感染效应模型和城市地理信息模型等进行了探讨。然后,构建了一个重大疾病传染仿真原型系统。研究可指导重大疾病传染仿真系统的构建,以及该过程涉及的各种模型和技术细节。     

基于STK-RTI中间件的天地一体作战建模仿真研究

军事航天技术的发展对地面作战模式带来巨大的变革，开展天地一体作战建模仿真研究对未来军事斗争准备具有重要意义。在对卫星工具包STK(Satellite Tool Kit)特性及其功能模块分析的基础上，设计并实现了连接STK与高层体系结构HLA运行支撑框架RTI的中间件；基于STK-RTI中间件，建立了应用于天地一体作战建模仿真的集成环境。     

面向服务的分布式建模仿真框架研究

HLA为分布式建模仿真提供了技术支持，但只限于局域网的仿真应用。面向服务架构SOA提供了一种新的分布式计算模式，支持跨平台、互操作性和重用性。设计了一个面向服务的分布式建模仿真框架（SoDMSF），提出资源层、建模层、服务发布层和仿真运行平台层的4层仿真体系结构，以支持面向服务的分布式仿真建模集成环境．研究了该框架的组成结构、关键技术，实现了原型系统。该框架使得分布式仿真系统具有更好的可扩展性，便于实现仿真模型／系统的重用。     

基于改进PSO的临空高速飞行器协同跟踪优化

临空高速飞行器具有飞行空域大、速度快等特点。针对临空高速飞行器协同跟踪面临分配资源要素众多、协同关系复杂等问题,在构建了面向临空高速飞行器的多传感器协同跟踪优化模型的基础上,通过改进粒子群优化算法的速度及位置更新方式,提出了结合置信算子及排斥算子的粒子群优化(confidence operator and repulsion operator particle swarm optimization, CORO-PSO)算法。仿真实验验证了所提算法能够满足临空高速飞行器协同跟踪对精确性及实时性的高要求,对临空高速飞行器探测跟踪系统的发展提供了一定的方法支撑。     

基于SMP2的复杂系统生成式仿真建模方法

复杂系统仿真迫切需要能够同时支持多领域分别独立针对性建模和全系统统一集成仿真的方法. 将当前用于复杂系统仿真的建模方法分为统一型、组合型和生成式三大类, 分析指出生成式建模方法具有较之其它方法的独特优势, 有望解决复杂系统仿真建模面临的问题. 研究了当前仿真领域应用的各类生成式建模方法存在的不足. 提出了以仿真模型可移植性标准(SMP2)为基础, 综合利用生成式建模方法的两大流派-模型驱动架构(MDA)和模型集成计算(MIC)-的先进技术和规范, 构建复杂系统生成式仿真建模方法的研究思路. 分析了其中的多领域生成式仿真模型公共表示规范、各类仿真形式体系到SMP2的映射与模型变换以及面向领域的仿真建模工具的自动生成等三大关键技术问题. 设计了生成式仿真建模一体化支撑环境的体系结构, 介绍了其中已经完成的工作和下一步的重点.     

临空高速目标协同探测跟踪需求分析

临空高速目标具有高空、高速、机动能力强、雷达散射截面积小等特性,仅靠单一探测手段难以发现和稳定跟踪。在分析临空高速目标的运动、电磁及红外特性的基础上,探讨了目前雷达、红外平台探测跟踪能力的不足,提出了多平台协同探测跟踪临空高速目标平台与载荷需求、多平台协同工作流程。最后,初步仿真验证了天基多平台的协同探测能力需求。研究可为反临空高速目标的探测跟踪系统发展提供理论和技术支持。     

基于HLA的复杂产品多联邦协同仿真运行管理研究

简要分析了复杂产品设计对协同仿真技术及其环境的需求，从透明性、异构性和开放性等三个方面讨论了基于HLA的复杂产品设计协同仿真系统的特点。针对HLA在透明性方面的不足，提出了一种秉用客户端／服务器模式的协同仿真运行管理方法，能够有效地实现同时对多个仿真联邦的管理，并提出了基于该管理方法的协同仿真管理系统的体系结构，最后介绍了原型系统的实现。     

基于HLA的舰空导弹反导仿真系统的设计与实现

针对舰空导弹反导仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真设计方案.依据HLA/RTI规范,建立了舰空导弹反导仿真系统的体系结构.采用UML的可视化建模技术,设计了反导仿真系统的静态结构模型和动态行为模型.分析开发了舰空导弹反导仿真联邦的FOM/SOM,给出了联邦成员的实现过程和方法,实现了一个可重用、具有互操作性的舰空导弹反导仿真联邦,该系统为作战研究、装备发展、战术应用论证提供了一个参考试验平台.     

基于多软件的微小卫星多领域建模与仿真研究

微小卫星是由多个学科构成的复杂系统,各学科间存在着复杂的耦合关系,针对微小卫星多领域建模与仿真问题,提出了基于STK、ADAMS、ModelSim和Matlab/Simulink等商用软件接口的微小卫星多领域建模与仿真方案,给出了多学科建模与仿真平台体系结构,提出并解决了耦合建模、软件接口和协同仿真等多项关键技术.最后,建立由微小卫星中耦合关系较强的姿态控制、结构动力学、星载计算机和电源分系统构成的原型系统,针对微小卫星大角度姿态控制模式进行了仿真,仿真结果验证了本文所提出的多领域建模方法的有效性和仿真平台的可行性.     

复杂产品虚拟样机协同仿真建模技术研究

复杂产品虚拟样机技术是复杂产品开发设计的重要技术之一。复杂产品虚拟样机建模和优化是用户需求和仿真支撑平台之间的关键环节,并且贯穿于设计、开发和测试的各个环节。主要讨论了对复杂产品虚拟样机设计分布式协同高层建模的四个方面:复杂产品虚拟样机开发过程中的建模规范;协同仿真平台中的高层建模技术;介绍了如何使用模型驱动体系结构(MDA)来快速开发复杂产品虚拟样机的概念原型, 如何实现基于Web Service的复杂产品虚拟样机的分布式协同建模。     

舰艇编队协同反潜仿真系统及关键技术研究

针对协同反潜作战系统仿真的需求,提出了一种基于HLA的舰艇/舰载机编队协同反潜仿真系统构建方法,解决了声传播损失建模、多平台多传感器信息融合、基于Petri网的编队协同反潜指挥决策仿真、火箭助飞鱼雷全弹道建模与仿真等关键技术。仿真实验结果表明,所建仿真系统可扩展性强,仿真精度高,满足了典型反潜作战研究的需要,具有实用价值。     

综合自然环境(SNE)建模与仿真

自然环境是地形、海洋、大气和空间四个领域物理状态、特征和影响的总合，对军事系统的性能有着重大的影响。综合自然环境(SNE)就是在建模与仿真系统中对这些环境因素的描述。概述了国内外有关SNE建模与仿真研究的状况，阐述了SNE建模与仿真的各项关键技术，以CGF应用为例设计了一个SNE仿真原型系统，从工程实现的角度提出了SNE仿真系统的开发过程。最后，简要介绍了这个SNE仿真原型系统在某型巡航导弹攻防对抗仿真系统中的应用。     

基于Web服务和HLA的分布式建模与仿真环境

HLA为分布式建模仿真提供了技术支持,但只限于局域网的仿真应用.Web服务提供了一种新的分布式计算模式,支持跨平台、互操作性和重用性.融合Web服务和HLA/RTI仿真技术,可以实现Internet环境下复杂系统的多学科协同建模和仿真应用.本文分析了下一代分布式建模仿真技术的特点,提出了一种基于Web服务和HLA的复杂系统协同建模仿真的框架,研究了基于Web服务的仿真引擎封装、学科邦元适配器、仿真系统集成等问题,设计了系统的总体结构,基于该框架的原型系统正在实现阶段.     

空间攻防对抗体系的建模与仿真研究

分析了空间攻防对抗体系涵盖的内容，并对先进仿真技术、空间攻防对抗体系建模技术及其仿真技术进行了分析，并在此基础上建立了两个典型的空间攻防对抗仿真平台。研究过程中重点对空间攻防体系总体模型、空闽信息及信息对抗仿真模型、导弹武器突防仿真模型、空间导弹拦截系统仿真模型、反卫星仿真模型、空间攻防体系评估技术、仿真系统实现技术等进行了研究。     

一种协同建模与仿真平台及其关键技术研究

针对现代复杂装备仿真系统规模大、耦合紧、交互多、演化性强等特点,开发了一套支持对复杂装备进行协同建模与仿真的平台.从平台的总体组成、功能特征、应用模式出发,重点对支撑该平台协同性、敏捷性、适应性、灵活性的关键技术进行了讨论.提出了多视图协同建模方法并在平台开发中得到应用,该方法在对系统进行多视图分解基础上再进行关联、映射与融合,有效地支持多用户、多阶段、多模式的协同建模.设计了基于桥接器模式的仿真引擎体系结构,使得底层协议从核心服务中分离出来,为其支持多种底层协议提供了有力的支持.基于反射的对象树结构显式地描述了系统整体组织结构,使体系结构特征可观可控,提高仿真引擎的动态演化能力.