基于HLA的通用分布式仿真环境研究

HLA正逐步成为我军下一代分布式仿真的基础体系结构，各种基于HLA的仿真对象／模型以及不同版本的RTI也正在积极开发中。论文分析研究了不同版本RTI之间的互连互通、仿真对象的平台独立性与语言无关性、不同仿真对象之间的互操作性、仿真对象的可重用性以及开发仿真对象的复杂度等问题，并针对上述问题，研究了结合WWW技术，设计一个通用分布式仿真环境GDSE的可行性，并提出一个初步的设计方案。     

基于MDA的仿真模型转换框架研究与实现

提出了一个基于模型驱动体系结构（MDA）的分布交互仿真模型转换框架（DSMTF）,设计了仿真模型的元模型、转换规则和转换框架的体系结构。该框架可以通过扩展转换规则库支持不同的仿真标准。以HLA/RTI为例研究了DSMTF中模型转换的方法和步骤,提出了HLA仿真元模型并据此定义了相应的规则库,实现了仿真模型的自动转换。该框架在一个复杂系统仿真应用开发中获得了成功的应用。     

基于HLA/Virtools的高炮武器系统仿真平台设计

针对在开发模拟训练系统过程中,开发人员工作量大,系统开发效率低和效果不理想等问题,提出了一种可视化开发工具(Virtools)与高层体系结构(HLA)相结合的解决方法.该方法利用HLA的模块化建模的思想,将整个仿真系统的功能划分成若干个联邦成员,进行分布式系统仿真.从设计系统的体系结构入手,划分联邦成员功能、建立FOM文件,并针对仿真平台开发中的Virtools与HLA/RTI的互操作、HLA/RTI BB的开发、模型的脚本设计等问题进行了深入的研究,并提出了解决方案.最后基于此方法设计了自行高炮武器系统仿真平台,实践表明系统的开发效率有了较大的提高,态势显示在实时性及逼真度方面均达到了较好的效果.     

基于MAS的协同仿真技术研究

将基于Agent的建模与仿真技术引入到HLA仿真系统中,提出了一种具有Agent体系结构的HLA联邦成员开发方法,设计了联邦成员的基本单元-仿真应用和仿真管理Agent作为仿真对象和HLA/RTI之间的中间件,构建了具有Agent对象仿真功能和RTI管理功能的联邦成员,研究了基于MAS的UAV协同编队系统的仿真技术,为进一步开发UAV编队协同作战应用仿真系统提供了技术框架。基于MAS体系结构的协同仿真技术有助于提高联邦成员的可重用性、互操作性以及仿真对象模型的智能性,为复杂系统的仿真实验平台开发提供了有效的技术手段。     

相控阵雷达系统分布式仿真

基于先进的分布式仿真平台进行相控阵雷达的建模仿真,已成为目前雷达仿真的必然趋势。在研究了相控阵雷达系统相干视频信号仿真以及高层体系结构(HLA)时间管理的基础上,提出了基于HLA/RTI的分布式仿真中相控阵雷达仿真方法,并对雷达系统的时间推进进行了改进,最后给出了改进前后的仿真运行时间结果,证明所提出的改进方法能有效地提高系统的运行效率。     

将Simulink模型用于HLA仿真

介绍已有的在HLA仿真中重用MATLAB模型的各种方法，并分析了各种方法的优缺点，然后提出新的将Simulink模型用于HLA仿真的方法，即在模型中加入RTI接口模块，模型通过接口模块与RTI通信，当模型在Simulink环境中测试正确后，再使用Real-Time Workshop生成C＋＋代码提高运行效率。文章接着介绍RTI接口模嶷的实现技术，包括S-Function，数据的类型映射与打包解包，代码生成，RTI接口模块的自动生成等，最后对用RTI接口模块开发的联邦成员的运行效率进行了对比分析。     

鱼雷武器仿真系统的对象模型设计及时延研究

利用mak RTI通信支撑环境和VR—Link开发环境，提出了一种基于HLA的鱼雷武器分布交互仿真系统设计方法，重点对该联邦的SOM／FOM模型进行了设计，并对系统的时延进行了研究，所研制的系统对于鱼雷武器系统设计有应用价值。     

基于HLA的舰船操纵综合仿真平台的设计

应军事分布式仿真由DIS向HLA升级的迫切需求,开发了基于HLA的舰船操纵综合仿真平台.充分利用HLA的模块化建模思想把整个舰船仿真系统作为一个联邦,将其按功能划分成若干个联邦成员,进行分布式系统仿真.从设计入手,划分联邦成员功能、建立FOM文件,采用RTI集中式分布的星形结构,基于VC++2003.net软件开发工具进行联邦成员的双线程程序开发,并开发了-种有效的联邦测试工具,用于联邦成员集成后的验证.应用表明:该分布式舰船操纵仿真平台能完成日常航渡任务,同时,比集中式仿真具有更好的灵活性和可扩充性,便于未来系统的演化和升级.     

基于HLA/RTI的分布式组织活动建模研究

提出一种基于HLA的分布式组织活动建模方法。企业边界随着管理技术手段的进化在不断扩大,地域分散与组织活动并发是突出特点。HLA对分布和异构交互活动的时序处理等问题给出了解决方案,其中的RTI模型较好地解决了交互与时序处理问题。我们结合HLA/RTI规范与分布式组织活动特点,抽象了分布式组织中结点的活动模型,然后按照FOM与SOM规则,设计了分布式组织活动的联邦对象与仿真对象,并讨论了进行集成交互的方法。所设计模型为分布式组织管理仿真研究提供了新的途径。     

MATLAB与HLA/RTI通用适配器研究与实现

MATLAB具有的强大建模和仿真功能,并提供了友好的API接口。但是MATLAB本身并不支持HLA/RTI,无法直接参与基于HLA/RTI的协同仿真。本文从通用性角度提出了一种MATLAB与HLA/RTI通用适配器及其关键技术,并详细说明了通用适配器的原型实现。通用适配器可以灵活地将MATLAB仿真模型作为一个联邦成员加入RTI联邦中,参与协同仿真运行。该适配器的研究对于开发其他商用仿真软件与HLA/RTI的适配器具有参考价值。     

Arena与HLA／RTI互连方法研究

Arena与HLA/RTI的互连问题本质上属于商业仿真软件包与HLA的互操作问题.根据互操作性参考模型IRM I层次互连的需求,在比较Arena RT模型及HLA联邦成员的执行流程的基础上,提出了将Arena模型连入HLA/RTI的通用方法,设计了适配器架构、接口及其与Arena模型和RTI的交互流程.实验结果表明了本方法在数据传输和时间同步方面的正确性.     

基于HLA的潜艇作战仿真平台设计与实现

建立了集潜艇装备仿真、反潜CGF仿真、武器对抗仿真、海洋环境仿真为一体的潜艇作战模型体系,采用HLA仿真体系结构构建了完整的潜艇作战分布式仿真平台,系统提供有效的仿真数据收集、存储及分析功能,可以在＂虚拟战场环境＂中开展对抗条件下的潜艇作战效能评估、作战使用方法研究等工作,系统通过扩展接口可与其他非HLA仿真系统互连从而扩展了研究范围。

Abstract：

A comprehensive simulation model framework was established,which included equipment models,anti-submarine forces model,weapon counterwork model,ocean environment model. A HLA-based distributed simulation system for submarine warfare was built to form a virtual ocean combat space,in which research works could be carried out by the means of counterwork simulation. This system provides the functions of simulation data collect,access and analysis,also this system can interlink with other non HLA systems through extension interface.     

基于HLA的多分辨率建模框架的设计与实现

多分辨率建模技术用于解决不同分辨率模型之间的互连问题,是基于HLA的分布式仿真的关键技术之一。在简要介绍多分辨率建模相关概念的基础上,重点分析了基于HLA的多分辨率建模支撑框架MRMF/HLA(HLA-BasedMulti-ResolutionModelingFramework)的设计实现问题。提出了多分辨率建模框架的设计目标和总体思路,讨论了MRMF/HLA中FOM的设计、多分辨率建模基类和框架类的设计,给出了主要功能的实现原理和流程。最后给出了进一步的研究工作。多分辨率建模框架的实现不但可以帮助模型开发者快速、规范地进行多分辨率联邦的开发,而且为在RTI的基础上定义和实现某些扩展的公共服务提供了可供借鉴的方法。     

基于HLA仿真系统的实时性改进策略研究

HLA以其在可重用、互操作方面的强大优势得到学术界、工业界一致认可，而成为国际分布仿真的通用标准。但HLA／RTI在实时性方面的不足多少让人感到美中不足。文章研究了国内外几种RTI版本的网络数据的时延特性，总结了提高HLA／RTI实时性能的几种常用途径。在深入分析了RTI实时性能影响因素的基础上提出一种新的改进策略，该策略从仿真应用开发者的角度出发，设置管理节点对系统各个节点时间的同步推进进行协调。实验和应用结果证明，该策略简单有效，在一定范围内能较好地解决基于HLA仿真系统的实时性问题。     

基于HLA的仿真系统模型研究

在基于HLA的仿真系统开发中,设计和建立HLA仿真系统的各种模型是促进仿真互操作和仿真组件重用的关键过程,模型问题是整个HLA联邦开发的核心问题。在提炼了HLA仿真系统建模过程的基础上,提出了改进的基于HLA的仿真系统开发模型体系,并总结了概念模型、对象模型和仿真模型的开发方法和过程,为各模型的快速、规范化开发打下了基础,并能够缩短基于HLA的仿真系统的开发周期,提高建模与仿真的效率。     

基于Agent的建模与仿真设计模式及软件框架

提出了一种基于Agent的建模与仿真设计模式——ABMS设计模式，阐述了ABMS设计模式的主要内容。该模式的提出有利于在建模与仿真领域以及软件开发界之间建立关于ABMS的对话联系与交流。然后设计了一种包含仿真服务模型和Agent仿真模型的ABMS分布仿真软件框架，该框架将最大限度实现仿真重用，并将支持大规模的基于Agent的复杂系统的分布仿真，包括军事对抗以及空间作战系统的仿真。该框架部分借鉴了HLA的思想，其中的ServerAgent提供底层的通用仿真服务。     

并行离散事件仿真中模型互操作技术及优化

模型互操作技术允许单独开发的仿真模型在一个集成的仿真环境中互操作,是基于HLA标准的分布式仿真系统中的一项关键技术.并行离散事件仿真(PDES)技术也使用对象模型来表示真实世界中的实体,这些实体模型也有互操作和重用的需要.我们在PDES环境KD-PADSE中开发了-种基于对象和事件的模型互操作机制,它使用对象代理技术为PDES系统提供了与HLA中类似的对象模型的"公布"和"定购"操作.并且,我们对该机制进行了优化以支持类集群环境的PDES运行.初步性能实验显示,在集群环境中,优化后的DDM性能比未优化前最高可以提高12倍.     

基于Extend与HLA的装备保障仿真集成研究

分析了Extend应用于装备保障仿真的不足,在讨论基于HLA的装备保障仿真系统的基础上,提出了Extend与HLA/RTI的四种仿真集成方式,依据Extend模型是否需要与HLA/RTI进行时间同步分别给出了集成方法,设计了基于适配器的Extend与HLA集成框架,详细说明了适配器的组成功能及工作流程,最后利用一个装备保障仿真系统应用实例证明了仿真集成的思路是可行的和必要的。

Abstract：

Because of the shortages of Extend software applied to equipment support simulation,four integration types between Extend and HLA were proposed about the building of equipment support simulation system based on HLA.According to whether Extend simulation model was synchronous to HLA/RTI on the mechanism of advance simulation time,the methods were respectively put forward to support these types,and an integration architecture between Extend and HLA was designed based on a general adaptor.The components and functions of this adaptor,and its running mechanism were detailedly analyzed later.Finally,an application of a simulation system proves that the idea to integrate the two platforms is feasible.     

基于HLA的Petri网分布式仿真中的数据过滤方法

在应用Petri网对大规模复杂系统建模和仿真时,Petri网模型可能出现组合爆炸的现象,从而占用大量的计算资源。考虑到Petri网的并发特性,可将Petri网模型分解为若干子网,进行并行或分布式仿真。在基于HLA的Petri网分布式仿真中,各联邦成员之间需要进行大量的数据交换,从而实现令牌(token)在子网之间的流动。因此,减少冗余数据的传输是提高分布式仿真性能的一种有效途径。对基于HLA的Petri网分布式仿真中的四种数据过滤方法进行了分析和研究,并通过仿真实验比较了它们去除冗余数据的有效性。