基于虚拟化技术的云仿真资源迁移技术研究

针对云仿真平台对云仿真资源容错能力的需求,实现了一种基于虚拟化技术的云仿真资源迁移技术,使得仿真用户可以通过云仿真平台获得符合其个性化需求的、连贯的、高质量的仿真服务。分别研究了云仿真资源的迁移模型和过程,以及迁移过程的时空一致性,实现了不需要对仿真成员进行的改造或增加其他的辅助部件,就可使得仿真任务执行出错时,在迁移机制作用下仍然能够继续准确运行。最后结合具体应用给出了该迁移技术的应用效果和性能测试,说明了该迁移技术的可行性和有效性。     

基于云仿真平台的高可用技术研究

随着仿真系统复杂度日益增大,对可靠性要求也日益提高,为了保证仿真系统的可靠性和负载平衡,提出了一种基于高可用的云仿真平台框架,通过虚拟化和高可用技术的研究,按仿真联邦的需求设计和开发了云仿真平台的管理系统。在运行的过程中对仿真的虚拟系统节点进行迁移操作和模拟断网操作,实验表明了平台的可靠性和容灾性,从而保证了仿真系统高效稳定地运行。     

云仿真系统可信度评估问题探讨

云仿真平台支持“云仿真”模式,能够自动查找仿真资源、动态构建云仿真系统。由于云仿真平台具有按需构建仿真服务、多粒度资源共享等特点,云仿真系统的可信度评估工作在仿真资源的可信度、仿真子系统的可信度、仿真运行环境的可靠性等方面面临新的问题。从云仿真系统全生命周期角度,建立了云仿真系统的可信度评估过程模型和云仿真系统可信度评估指标体系,并给出了一种仿真资源排序评估方法,为云仿真系统可信度评估工作提供参考。     

一种IaaS模式“云训练”系统设计

针对网络化模拟训练真实感不强,训练效率低等问题,提出了一种IaaS (Infrastructure as a Service)模式的“云训练”.阐述了“云训练”的体系结构和运行模式,研究了“云训练”的3项核心技术.通过GPU虚拟化技术解决云环境中终端用户3D图形图像处理能力弱的问题.根据模拟训练特点,建立用户需求模型,将模糊理论引入资源调度技术中,实现虚拟资源的动态调度;结合检查点回滚、虚拟机备份和虚拟机迁移技术,实现系统高效动态容错,保证了系统的稳定性与可靠性.实验证明,“云训练”系统改善了传统模拟训练系统中资源的按需共享能力,提升了资源利用率,保证了模拟训练效果.     

基于EON的核设施VR特征建模技术研究

根据核设施虚拟仿真的特点,分析了辐射场以及屏蔽等特殊因素对特征模型构建的影响,对其特征模型进行了归纳与界定,给出了辐射场、屏蔽等模型的计算方法.结合训练仿真系统研制开发的需求,完成了辐射场、屏蔽、动态维修工艺等特征模型的构建;基于EON仿真平台进行了二次开发,实现了实时交互的仿真环境,并对构建的核设施虚拟仿真模型进行了验证.     

平行系统的人工环境构建技术

人工环境是平行系统的重要组成,特别是人工社会、智能模型、计算实验的基础支持。通过数据、模型描述和表示真实环境,通过传感和信息网络和动态演化逼近真实环境,通过高性能并行计算和接口标准为人工社会、计算实验和平行执行提供动态、准确、可信的环境信息和计算支持,是人工环境最本质的技术内涵。以数据和模型为中心,以并行计算技术和设施为支撑,通过传感器网络和信息网络进行动态演化,是构建人工环境的基础、有效方法。通过分析,指出人工环境构建的关键技术包括多表示/多分辨率技术、基于模型的动态环境技术、多源数据驱动的演化技术、高性能并行计算技术,同时提出了相应的技术思路和方案。     

基于面向服务的通用任务规划仿真集成方法研究

采用基于Service oriented architecture(SOA)的集成框架实现了仿真环境中无人机系统的通用任务规划模块功能的集成.给出了具有系统之系统特点的多无人机综合仿真环境UAVSSE体系结构设计和多层次集成方法.将任务规划功能模决抽象为任务规划服务,基于Web Services技术实现通用的任务规划服务封装.利用注册、发现和绑定机制,任务规划功能能够动态地集成进仿真运行,并能为多架无人机和多个地面系统的仿真提供任务规划服务.通过综合仿真环境中的原型系统验证了相关技术,结果表明基于面向服务方法的任务规划集成能够为多UAV仿真环境提供有效的任务规划功能集成,弥补了HLA在构建动态"系统之系统"仿真中的不足,并能为未来的仿真系统和真实UAV一体化运行提供借鉴.     

基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究

真实-虚拟-构造仿真(live-virtual-constructive,LVC)实验中存在大量异构的仿真资源对象。针对传统对象模型已无法满足信息化战争对武器装备体系快速响应的实验任务需求问题,开展基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究。给出基于对象元模型的资源描述方法,在对象交互、消息传递、远程方法调用3类资源服务化基本形式基础上,设计虚拟化状态对象(virtualization infrastructure object,VIO)远程方法调用模块,虚拟化状态对象-虚拟化对象模型(virtualization infrastructure object-virtualization object model,VIO-VOM)组件发布/订阅模块,VIOVOM聚合、组合、继承、回调机制,以及本地类虚拟化对象模型,消息类虚拟化对象模型。该方法可为实现LVC实验复杂资源的快速调度、监控、分发、部署、运行控制、数据采集等运行管理服务提供方法支撑。     

基于SAAS的LVC装备试验资源实时调度模型研究

真实-虚拟-构造仿真为装备体系试验提供了有效技术手段。针对试验中大量异构仿真资源对象间的交互难以满足试验任务实时性需求问题，开展仿真资源实时调度模型研究。分析模型的功能组成，将调度模型划分为远程方法通信实现、远程方法云服务、优化调度策略3个子模型，分析各子模型的功能及其之间的关系，给出模型运行的步骤以及实现原理，并构建标准实验环境，验证模型算法。实验表明，在模型时延要求小于1 ms的标准测试环境下，云服务环境最多可承载大约30个节点同时提出订阅需求，并且调度成功率均大于98.5%,丢包率为0,符合模型性能要求。     

基于仿真网格的空地作战系统设计研究

网格是新一代信息基础技术,其目的是实现资源共享。根据现有的基于HLA构建的分布式仿真系统存在的缺陷,利用网格技术的优势研究并提出了基于负载动态信息的作业迁移策略,将过载节点上的进程迁移到合适的其它节点上运行。以空地作战对抗系统为例,通过构建分布式仿真系统负载平衡模块实现了分布式动态调度,并阐述系统总体设计的实现方法。实验表明所提方案有效可行,系统动态性能得到明显改善,为提高分布仿真中资源利用效率和扩大仿真规模提供了一种可行的方案。     

面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法

在分析目前云数据中心设备能耗和数据访问规律的基础上,创建了云计算数据模型,研究了云计算系统任务调度和数据部署层面的节能机制,提出一种面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法。算法分为数据聚集与节点聚集两个层次,在兼顾系统服务质量的同时,按照节点和数据在不同时段的使用情况有效聚集数据,实现原本随机部署的数据与节点的有序化聚集和重新部署,从而使计算存储节点能够轮流运转,部署于云数据中心各区域的温控设备可以更加精确地实施定点环境温度控制。算法达到既充分利用资源,满足用户的服务需求,同时降低系统的整体能耗的目标。通过仿真实验进行了实验验证和性能分析,结果表明算法能够保障云数据中心的服务质量,提高设备稳定性,达到了“绿色”节能目标。     

列车运行动态仿真研究

针对列车在轨道线路上运行是一个动力学过程,本文研究了列车动力学的计算机仿真。扩展过去的数值仿真模式,从集成综合仿真的角度,建立了数值、几何简化模型和运动模拟相结合的直观仿真方法,给出了数学、列车几何模型和线路等相关模型的建立方法和相互之间的数据协调方式,并对列车的基于图象帧的动态仿真理论进行了深入的研究,形成了列车动力学综合仿真集成软件,在使用过程中得到了良好的评价。     

微型足球机器人伺服控制实时仿真系统研究

基于dSPACE实时仿真技术,应用MATLAB/Simulink的系统建模方法和dSPACE系统的软硬件环境,设计开发了微型足球机器人伺服控制实时仿真系统。将实际受控对象-足球机器人放置在仿真系统回路中进行仿真研究,实时监控系统运行,在线对控制参数进行调整,并对系统的动态性能进行测试,利用测得的实验数据对机器人小车模型进行了辨识,取得了较好的控制效果。仿真结果表明,该系统是一个很好的实验研究平台。     

基于快速网络模拟的安全态势预测

为提升网络安全态势预测的准确性,提出基于网络模拟的态势预测方法。该方法依靠网络模拟技术,详细推演网络安全行为的未来状态,并通过对状态数据进行分析与归纳,实现对网络安全态势的预测。为提升预测的时效性,研究核心节点路由静态存储以及动态连续计算等快速网络模拟技术。通过具有1720个节点的网络拓扑进行了实验验证:依靠快速网络模拟技术,整个态势预测所需的时间减少了51.7%,实现能提前获知未来的安全态势值;对所获得的安全态势曲线与实际安全行为进行对照分析,验证了安全态势预测的准确性。     

基于HLA的分布仿真环境KD-HLA的研究与应用

针对应用HLA仿真技术标准开发复杂大系统仿真的问题,提出了建立基于HLA的建模/仿真一体化环境,使HLA仿真系统集成开发过程进一步系统化、规范化。文章研究了模型建立、运行支撑和控制、事后分析显示处理等HLA仿真系统开发过程中涉及的内容,设计了基于HLA的分布仿真环境KD-HLA,并对其目前的实现和应用情况作了介绍。     

空间信息系统仿真框架研究

空间信息系统是目前科研领域的热点课题,由于它规模大、技术含量高使其理论分析和物理实验实现起来非常困难,提出了一种空间信息系统仿真框架的体系结构,采用基于高层体系结构HLA的分布交互式系统仿真方法设计了地面仿真演示验证系统框架,采用运行时间支持系统RTI负责整个仿真分布环境的交互问题。     

基于粒子系统的战场环境特效仿真

基于粒子系统的特效仿真是虚拟战场环境可视化仿真中的一个重要环节。文章首先阐述了粒子系统的原理,然后根据粒子系统原理为虚拟战场环境中爆炸、火焰、云彩、烟雾、尾迹、雨雪等不规则景物建立了粒子系统模型,最后文章还分析了基于粒子系统的特效仿真中的动态链表、三角函数链表、实时性等关键技术。战场环境特效仿真为分布式虚拟战场环境提高了逼真度。     

并行分布仿真中前瞻量问题的研究

并行分布式仿真对复杂大规模动态系统的研究，以及探索其长远的应用空间提供了便利，近年来日益成为研究的热点。时间管理是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一。首先介绍了前瞻量的概念与设置方法，其次提供了前瞻量的形式化描述，然后深入分析了由于引入零前瞻量而可能导致的回退循环问题，紧接着针对这一问题提出了解决决方案及优化策略。最后，分析了前瞻量变动对系统的影响，并提出了一种在RTI中如何实现动态更新前瞻量的算法。     

先进过程控制软件的高性能仿真平台设计

先进控制软件的研究提出了一种功能较强的仿真平台构建方案.该平台使用MARLAB来构造实际控制对象模型,并通过MATLAB和控制软件的数据通信完成先进控制算法的研究该方法可以方便地模拟实际对象的运行,并可以在算法运行过程中在线修改对象参数,加入干扰等,为先进控制算法提供了很好的研究环境,也为相应软件的工程实施提供了较好的仿真环境.     

基于并行云变异蛙跳算法的梯级水库优化调度研究

本文针对混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)早熟收敛的问题,将云模型算法融合于SFLA算法中,形成一种云变异蛙跳算法(normal cloud mutation SFLA,NCM-SFLA),弥补混合蛙跳算法后期容易陷入局部最优的不足.同时利用算法易于并行的特点,在多核环境下基于.NET4的并行拓展库(parallel extensions)进行算法的并行优化.将其应用于梯级水库优化调度中,实例计算表明,与多维动态规划算法(MDP)相比,NCM-SFLA方法具有更好的全局寻优能力和较快的收敛速度,在现有的计算条件下该并行算法能有效缩短程序运行时间,求解梯级水库优化调度问题是合理、有效的.