基于高层体系结构对象模型的联邦成员软件框架自动生成研究与实现

在基于HLA／RTI的联邦开发中，降低成员软件开发者需要理解HLA／RTI的程度，简化联邦成员软件的开发过程是一个急需解决的问题。本文不典型成员的软件结构和程序流程进行了分析，设计了一种基于HLA对象模型（FOM／SOM）的联邦成员软件框架实现方法，并实现了一种能够自动生成联邦成员软件框架的工具FedWizard，使用该工具可生成联邦成员的C＋＋框架代码。     

基于组件的联邦成员生成框架设计与实现

高层体系结构（HLA）作为分布式交互仿真的标准,从很大程度上提高了仿真模型的可重用性和互操作性。但由于HLA接口规范中提供的服务数量庞大,这就使得仿真开发人员在理解HLA/RTI运行机制上需要耗费大量的时间而延误仿真逻辑模型的开发进度,因此为仿真开发人员提供一个通用的联邦框架,利用框架中简单的、面向对象的接口进行联邦成员开发成为一个关键问题。将基于组件的开发方法实现一种联邦成员生成框架,能通过FOM/SOM和用户输入,生成联邦成员框架代码,实现典型成员的公共功能。     

面向作战模拟系统的领域开发与集成平台设计

结合新一代作战模拟系统的开发,提出并设计了一个具有开放性、可扩展的领域开发与集成平台。首先,介绍了基于分层模式的平台体系结构;其次,对领域平台下涉及的关键技术进行了深入分析,主要有数据库系统解决方案、参考联邦对象模型设计、基于RTI(Run-TimeInfrastructure)的成员中间件设计和基于桥接成员的多联邦互连机制。该平台及其相关研究成果已经在实际作战模拟系统中进行了应用。     

基于MAS的空袭目标流仿真成员设计与实现

对MAS在HLA仿真中的应用进行了可行性分析，提出了其应用准则，并在比较慎思式Agent、反应式Agent和一般对象三者优缺点的基础上，对空袭目标流仿真成员进行了详细设计与实现。这不仅为基于HLA空袭目标流系统的后期开发打下了良好基础，为HLA仿真中联邦成员的设计与实现提供了一种有益的尝试和思路。     

基于基本对象模型的组件式成员规划技术研究

在遵循FEDEP标准的联邦开发过程中,出现了一种组件式的联邦开发模式.该模式不再以联邦成员为基本单位,而是以仿真模型组件为单位多人协调合作开发所需的联邦.以构建大规模的分布式仿真系统为背景,对基于基本对象模型的组件式成员规划技术进行了研究,提出了三种基于不同指标的成员规划方法.结果表明,使用该方法能够在仿真过程中将各组件快速组装成仿真成员,并且合理规划到各仿真节点上,从而实现仿真系统的快速构建.     

HLA联邦成员中模型的重用性研究

在基于联邦成员级的传统联邦开发模式基础上，从模型的重用性角度，提出了基于模型级的联邦开发新模式；通过改造现有传统联邦成员结构，把联邦成员的不变部分封装成联邦成员中间件，实现模型可以在联邦成员中即插即用，提高模型的重用性和互操作性。     

基于HLA作战仿真成员设计参考模型

对当前HLA仿真机制功用的局限性进行了深刻分析,由此提出构架作战仿真成员设计参考模型的构想.对作战仿真成员的概念模型进行抽象分析,将作战仿真成员中的实体要素分为指挥实体、执行实体、战场环境要素实体三大类.应用MAS理论,构建了作战仿真成员的通用框架;并基于动力驱动机制设计了指挥实体Agent和执行实体Agent的通用模型框架.从建模方法和开发模式两方面对作战仿真成员的开发过程给出指导性建议.该参考模型可以为重构或开发新的作战仿真成员提供有益参考.     

冷连轧动态仿真模型库联邦成员的重构研究

为使MATRIXx环境下开发的冷连轧动态仿真模型库系统具有跨平台、跨仿真开发环境的功能,实现仿真系统在联邦高层次上的互操作和可重用,提出了将仿真模型库重构成符合HLA标准的联邦成员的方案：以仿真模型库为对象类,将仿真模型库的功能模块和子模块转换成联邦成员的自身代码,得到联邦成员的仿真模型;设计仿真模型与RTI之间的接口程序,实现从文件形式的输入输出到字符串格式传输的双向转换;设计仿真时间管理类,管理模型库联邦成员的仿真时间推进;在此基础上完成了联邦成员的代码实现。联邦成员的一致性测试验证了重构联邦成员的可行性和实用性。     

应用桥接成员实现高层体系结构多联邦互连

高层体系结构（HLA）本身的可重用性和可扩展性决定了可以将多个已开发的联邦进行互连，以快速地扩大仿真规模。使用桥接成员可以支持具有不同FOM的多联邦间的互操作，进行多联邦间对象属性和交互的信息交换，是实现HLA多联邦互连的一种方法，本文主要对桥接成员的组成部分及其功能设计进行了描述。     

基于HLA和组件技术的仿真训练系统扩展

为促进各独立开发的仿真训练系统间互连、互操作和资源重用,在HLA框架下,应用组件技术对已有仿真训练系统进行扩展,将一些小的、各种形式的仿真应用,如各类模拟器或训练器,联合起来形成一个大的仿真训练系统.通过设计通用性强、可扩展性好的对象类结构体和对象实例结构体,可开发通用的联邦成员组件;通过开发联邦成员组件,可使各类语言环境开发的系统纳入到HLA框架中;通过封装联邦成员间数据交换过程,可有效屏蔽HLA/RTI程序开发复杂性,最终方便整合各类仿真资源.某型机模拟飞行训练系统扩展实践证明了该法的有效性.     

基于HLA某型装备虚拟操作训练系统

针对某大型复杂装备的操作训练,提出了基于HLA的分布式虚拟操作训练系统设计方案。文中首先对系统的特点和功能进行了简要的介绍,并在此基础上给出了联邦成员的划分原则,然后重点研究了各类型联邦成员的设计方法,主要包括本地仿真逻辑设计和联邦成员间通过RTI的交互方法设计,给出了本地仿真设计的流程和联邦成员间发生交互的具体步骤,最后给出了操作类联邦成员的仿真流程。     

面向虚拟仿真环境的RTI性能测试研究

针对虚拟仿真环境中RTI的性能需求设计测试指标,测试指标包括对RTI能够支持多大规模的分布式虚拟仿真进行的规模支持能力测试;属性更新延迟和交互的延迟更新;反映系统在单位时间内能够处理的最大容量的数据包的吞吐量测试;在联邦成员连续请求时间推进的情况下,RTI对其请求的响应时间的时间推进请求响应测试;联邦成员在占用一定的计算时间时,对系统其它性能指标的影响的基于盟员负载的真实仿真测试。对于上述测试指标,提出了相应的测试方案,通过对测试数据的分析比较不同RTI和盟员开发的实现方案如:RTI的体系结构、本地线程方式、数据传输的打包方式对RIT性能指标影响的定量分析,进一步提出得到满足分布式虚拟仿真环境要求的实时性RTI的技术实现方案。     

XY联邦开发框架的概念模型设计

为实现某种特定的仿真目的而组织起来，并且能够进行交互操作的仿真系统、支撑软件、规则和其他相关的部件就构成了一个联邦。联邦开发和执行过程（ＦＥＤＥＰ） 模型是为满足联邦发起者的需要对ＨＬＡ 联邦开发和执行过程的一种描述，根据ＦＥＤＦＰ 模型对ＸＹ 联邦系统的一个剧本进行了描述，以ＸＹ 导弹为例，按照ＨＬＡＯＭＤＤ 的ＤＩＦ格式，给出ＸＹ 实体的概念模型。     

基于MDA的两层HLA技术研究

HLA缺乏由仿真模型构建联邦成员的统一开发框架,所有联邦成员均是平等的,即体系结构是一种平面关系,联邦成员级的模型重用仍然是一种静态重用,无法实现模型动态加入不同FOM的联邦。提出了一种基于MDA的两层HLA框架FIA/FEI,首先将MDA引入HLA仿真建模,给出了MDA和HLA融合的途径。继而提出了突破了现有HLA的平面结构的资源管理联邦的思想,以支持对元模型的管理和基于元模型的仿真应用联邦的动态组合和FOM信息的动态配置,实现基于元模型的资源重用与共享,提高了HLA的模型资源动态重用与共享能力,应用实例验证了该框架的可行性。

Abstract：

HLA has not HLA uniformed modeling frame for constructing federates from general simulation models, and its all of federates are au pair, i.e. it is planar architecture essentially, so related models are difficult to enter the federations with different FOM dynamically. As a result, model reusing in federate level is static reusing. MDA based HLA with two levels frame （FIA/FEI） was proposed. At first, the schema of MDA integrated HLA was discussed, then the resource management federate was specified, which broke through the plane architecture of existing HLA and supports the management of meta-models, dynamic configuration of FOM information, and dynamic creation of simulation application federate based on meta-models. This two level frame realizes meta-model based resource reusing and sharing, improving the reusing ability and sharing ability of the model resources for HLA. The application practice verifies the feasibility of double level frame.     

HLA体系中盟员与RTI的通信实现

HLA提供了一个应用于建模与仿真的通用技术框架的描述,是目前大规模分布交互仿真的趋势。本文从介绍HLA体系的组成部分入手,分析了HLA/RTI具体实现的一些手段,给出了实现HLA体系的逻辑和实现结构,着重分析了盟员和RTI的通信机制,最后还给出了完整的联盟执行中盟员和RTI交互的流程     

分布式仿真系统非阻塞式协同检查点协议

联邦存储是实现分布式仿真系统容错的基础,IEEE1516-2000中提供了一种阻塞式的系统状态存储协议,实际使用时会给系统带来很大开销。根据对系统状态存储过程中仿真组件状态变化影响因素的分析,提出了一种非阻塞式的系统状态存储协议,该协议完整地解决了由于在系统状态存储期间允许时间推进导致所保存的RTI状态和对应成员状态时间上的不一致、由于成员间消息传递导致不同成员状态的不一致及in-transit消息问题。先完成状态保存的成员不需阻塞,该协议在一定程度上降低了联邦存储的开销。证明了该协议的正确性。     

基于移动代理的分布式仿真建模与分析

随着分布式仿真规模的扩大,传统的分布式仿真技术不能完全满足系统需求。利用移动代理的自主性,协调性和智能性等特点,按照RTI接口规范,实现仿真系统功能。首先,分析HLA作为移动代理分布式仿真环境的可行性,指出移动代理在分布式仿真中的优势,然后,构建基于移动代理的邦元管理框架,设计了移动代理邦元运行流程,最后,讨论了在HLA环境中移动代理的时间管理,共享和发布机制等关键问题。构建了基于移动代理的分布式仿真原型系统,并进行了仿真应用测试。     

网格环境下的Web-Enabled RTI研究

在网格环境下进行基于HLA的分布仿真时,本地RTI组件(LRC)和核心RTI组件(CRC)之间必须采用SOAP协议来通信,这使得联邦大使回调的实现成为Web-Enabled RTI的关键问题。虽然XMSF和DS-Grid都实现了基于SOAP协议的联邦大使回调,但这种回调很难穿过网格环境中的防火墙。故在本地RTI组件中引入一个接收网格服务和收发守护进程,并把核心RTI组件封装为一个网格服务。这样本地RTI组件和核心RTI组件之间建立了两条基于Http协议的链接,将其中一条用于完成联邦大使回调就可解决上述问题。实验证明了这种以SOAP加HTTP协议实现的Web-Enabled RTI可以支持仿真在网格环境下运行,而且核心RTI可作为一个网格服务被用户所共享。     

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。