TENA的现状和展望

试验训练使能体系结构(TENA)为靶场试验训练资源的开发、集成和互操作提供公共的体系结构框架。概括了TENA的内涵和构成,分析了TENA的技术现状,介绍了TENA的应用现状,展望了TENA的未来发展,从系统体系结构设计、应用体系结构设计、对象模型开发和网关设计与实现等方面,探讨了基于TENA逻辑靶场建设方法。     

TENA及其与HLA的比较

为寻求快速、高效地实现试验与训练领域各靶场、设施和仿真的互操作、重用和可组合机制,研究了美国国防部正在开发的旨在促进试验与训练领域互操作、重用和可组合的试验与训练使能体系结构(TENA)。鉴于建模与仿真高层体系结构(highlevelarchitecture,HLA)也适用于试验与训练领域并且其目的也在于促进互操作、重用和可组合,比较分析了TENA和HLA的异同点。结果表明,当前基于HLA的能力借鉴TENA思想对它进行扩充可以满足对试验与训练互操作的需求。     

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。     

TENA中间件的设计与实现

TENA中间件是一个支持建立可互操作的实时分布式应用的分布对象计算中间件,本文描述了它的第二个原型设计与实现IKE2。IKE2结合了CORBA分布对象和匿名公布订购数据分发的概念以提供状态分布对象(SDO)这种编程抽象。IKE2采用C 基于ACE TAO实现,其API依赖于编译时的类型安全以帮助保证运行时的可靠行为;使用了自动代码生成以减少应用编程人员的负担。     

基于可扩展层级架构的异构系统信息交换

联合试验要求构建大规模分布式实时仿真环境。仿真体系结构主要解决模型的互操作、组合和重用,在通信性能和扩展性方面存在不足,难以满足实时性需求。本文提出了一种基于数据分发服务的仿真系统互联架构,利用其优势可以建立高实时性、易扩展的仿真系统。将仿真系统、仿真系统交互信息映射成为数据分发服务(data distribution service, DDS)实体,建立实体间的公布/订阅关系,可实现仿真系统间的信息交换。以数据为中心的公布订阅机制规定“只有属于同一数据空间的公布者和订阅者之间才能建立公布/订阅关系,该机制限制了架构的扩展性。利用Domain桥将两个数据空间相联,通过主题映射实现不同数据空间的信息交互,以提高仿真架构的性能和扩展性。最后,通过两个原型试验发现了映射模型与系统性能的关系,证实了Domain桥的功能和性能。     

基于TENA的虚拟试验实现技术研究

虚拟试验支撑框架研究是引领整个虚拟试验验证系统快速有效发展的核心,也是试验测试领域的研究重点之一。针对虚拟试验验证技术的应用背景,研究了美国国防部开发的试验与训练使能结构（TENA）,详细分析了体系结构框架及若干关键技术,重点包括TENA元模型,TENA中间件,TENA与HLA的关系。最后提出了采用TENA技术的虚拟试验验证技术的研究思路,并对虚拟试验验证使能支撑框架（VITA）中涉及到的共性技术和应用层面的关键技术进行了简要阐述。     

支持LVC互操作的分布式联合仿真技术研究

针对武器靶场联合试验训练应用需求,参考国外发展思路,提出了支持LVC互操作的分布式联合仿真支撑平台的技术需求,并从体系架构、公共对象模型的定义、中间件设计、广域网时统等方面介绍了实现分布式联合仿真支撑平台Josim的关键技术及其解决途径。Josim增强了异类异构异地仿真系统综合集成与联合仿真互联互通互操作的基础支撑能力,提高了仿真资源的互操作性、可重用性和可组合型,指出了分布式联合仿真支撑平台下一步工作的发展方向和工作重点。     

一体化联合作战指挥训练系统通用模型框架研究

一体化联合作战指挥训练系统研制的重点之一就是实现多军兵种作战模型系统的互联、互通和互操作,通用模型框架采用一致的时间推进机制、对象公布订购、命令干预交互和仿真资源等,是解决该问题的有效方法,分析了一体化联合作战指挥训练需求和体系架构,介绍了通用模型框架的设计与具体的实现,最后对通用模型框架未来的发展方向进行了展望。     

一种基于TENA的应急指挥模拟演练平台架构设计

通过分析应急指挥模拟演练平台现状及发展需求,并结合大多数应急指挥案例场景的共性特点,设计提出了一种基于试验与训练使能体系结构(Test and Training Enabling Architecture, TENA)的应急指挥模拟演练平台架构,可多粒度、组件化地扩充灾害事故、承灾主体、上下级联动指挥组织机构、救援力量、自然环境等各类仿真模型,接入各类演练支撑和分析评估工具以及外部三维仿真、虚拟现实/增强现实装备模拟器等异构系统,跨地域实现指挥演练平台快速集成和实施,支撑验证指挥调度、资源调配等方面决策活动,能够为应急指挥辅助决策系统开发提供支撑。     

异构模型系统协同仿真与联合运行研究

异构系统互联时必须解决数据的聚合、解聚与映射问题,掌握协同机理和正确运用时间管理算法,才能实现真正意义上的联合运行。以实际复杂战争模拟系统的工程开发应用为背景,遵循HLA分布式仿真标准,在国内首次提出克隆平台的概念和方法,在联合运行的异构系统间建立代理和映射关系,在统一的时间管理下,有效地解决了异构对象模型间的聚合、解聚与映射问题,并实现了复杂战争模拟系统体系内异构分系统的协同仿真和联合运行。经工程实践证明可行、有效,可作为复杂异构系统互联的重要依据,具有一定的理论参考意义和实际应用价值。     

C4ISR/仿真互操作技术参考模型应用

C4ISR/仿真互操作技术参考模型是对采用不同技术和标准的C4ISR系统与仿真系统实施综合信息管理、交互操作所建立的模型,主要解决不同系统间互操作所存在的问题。其对指导C4ISR系统与仿真系统的建设有着重要的意义。对C4ISR/仿真互操作技术参考模型进行了介绍,着重通过对统一空情仿真演示系统的分析与设计实现对C4ISR/仿真互操作技术参考模型进行实际应用研究,以探求展现技术参考模型对C4ISR系统与仿真系统建设重要指导的过程。     

基于Agent的互操作方法研究

提出一种面向仿真资源与服务共享的基于Agent的互操作方法。其关键技术是基于软件智能体的固有功能特性,包括智能性、自主性、协同性和可流动性,通过多Agent协作实现在运行中定义和执行一种新型软件互操作。这种互操作方法不仅可将互操作的软件实体,如模型对象及相关数据对象,设计成Agent,由多Agent间的互动实现接口标准化型互操作,并且可以从语义描述上增强接口的智能性,促进运行中互操作实体间的功能匹配和参数匹配效率。Agent还可以异地(例如在联邦成员系统原驻结点)作业,把服务带回给服务需求方(例如高层联邦仿真的控制结点),它具有的适应性可使其很好地与已有非Agent结构的仿真成员配合,因之可大大降低现行联邦仿真工程的再投入,并缩短仿真组织实施周期,从而获得巨大的经济效益。     

飞行模拟器协同训练网络互操作仿真

研究了模拟器协同训练网络和飞行模拟器系统的互操作构架和接口,用于飞机模拟器和商品货架飞行仿真软件的互操作.开发接口代理将不同协议、不同接口的飞行模拟仿真系统(如飞机模拟器、微软模拟飞行X、FlightGear)互联,实现分布式网络飞行模拟训练.将某型飞机飞行模拟器与MSFSX和FlightGear等飞行仿真系统互联演练,验证了提出的互操作构架、接口和代理机制的可行性,对推进构建模拟器协同训练网络具有重要意义.     

现场测控网络总线与以太网互联系统设计

针对控制网络与信息网络互联及设备远程控制的应用场合,提出了一种基于微控制器的ControlAreaNet现场总线(CAN总线)与以太网互联方案。该方案采用微控制器作为异构网络互联的网关,直接驱动IEEE802.3以太网和CAN数据链路层协议芯片并解析TCP/IP和CAN应用的上层协议,因而在无需大量资源的情况下,可获得一种高效、可靠和廉价的互联网关。通过系统扩展,可形成一个完整的CAN总线与以太网互联控制系统,实现设备远程控制和资源统一管理。给出了一个完整的CAN总线与以太网互联控制系统,实现设备远程控制和资源统一管理。给出了方案实现的具体设计思想并通过实验证明该互联方案的可靠性和有效性。     

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.     

一种支持异构操作系统的协同仿真运行支撑系统

在复杂产品协同仿真中,将涉及总体、控制、气动、结构、电气系统等多学科领域模型,不同的仿真系统运行于不同的操作系统,TH_RTI是以HLA1.3规范为蓝本开发的运行支持系统,实现了HLA规范的标准接口。TH_RTI无法满足不同操作系统中仿真成员的互操作。在TH_RTI的基础上,提出了一种支持异构操作系统的运行支撑系统HOS_RTI,对原有的TH_RTI进行跨平台移植,HOS_RTI可以实现对异构操作系统(Windows和Linux)的支持。HOS_RTI通过典型的复杂产品——高速动车组的仿真,检验了该运行支撑系统的可行性。     

基于分布式共享内存的RTI通信机制研究

共享内存可以为运行于多核计算平台的进程间提供高效的通信方式,目前的HLA仿真运行支撑平台RTI主要采用基于TCP/IP的通信机制,不能充分发挥多核计算平台的核间高速共享内存通信优势.结合 RTI体系结构和多核的通信特点,提出了一种基于分布式共享内存的RTI通信机制——SMCM机制,该机制为每个盟员设立一个独立的消息接收共享内存区域,发送盟员通过向接收盟员内存区写数据实现消息发送,并基于信号量机制实现盟员进程间访问控制,避免了共享内存访问冲突,提高了盟员间可的通信效率.多核平台上的对象管理服务性能测试表明,与当前国际上普遍使用的pRTI相比,使用SMCM机制的RTI端对端通信延迟约为pRTI的1/3,吞吐量也明显高于pRTI.     

试验与训练使能体系结构(TENA)研究

试验与训练使能体系结构是美国国防部正在开发的试验与训练领域的公共体系结构,其目的是能以快速、高效益的方式实现用于试验和训练的靶场、设施和仿真之间的互操作,促进这些资源的重用和可组合。TENA表达了建模与仿真高层体系结构(HLA)所不支持的试验和训练需求,改进了靶场与仿真交互的能力。TENA对于实现基于仿真的采办(SBA)和网络中心战(NCW)环境下的试验和训练具有重要的促进作用。     

C4ISR系统组织互操作性研究

当前对于系统互操作的研究主要集中在技术层面,关注于系统间如何有效交换及利用所交换的数据.如何从战略理念,组织结构,业务进程等更高的组织层面分析系统的互操作性问题,指导体系设计,在系统众多、协作关系复杂的C4ISR系统中尤为重要.本文首先给出组织互操作基本概念,分析了我军指挥信息系统的互操作需求;在此基础上基于权变理论给出组织互操作框架及相关制品;最后,以某前沿阵地防空系统为例论述了组织互操作框架在体系分析与设计中的应用.     

一种分布式船舶轮机模拟器

针对集中式轮机模拟器存在模型升级或新实体加入困难等问题,提出一种C/S模式与P2P模式相结合的分布式轮机模拟器。系统设有控制台,负责完成仿真节点的动态添加和删除等控制工作,与仿真节点之间的信息交换采用C/S模式;各仿真节点间的数据交换则通过P2P方式完成。通信组件与实体模型分离,根据要求自动完成通信任务,实体模型无需考虑通信实现的细节。在此基础上完成新型分布式轮机模拟器,实现了各子系统的动态接入和退出,便于系统完善和升级。