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。     

一种分布式交互仿真中的事件一致性处理算法

确保事件的一致性处理是分布式交互仿真中的重要研究内容。本文给出了一种分布式交互仿真中的事件一致性处理算法,这一算法根据因果关系和仿真的实时性限制,保证各个节点的仿真系统具有相同的事件处理程序,从而较有效地解决了分布式交互仿真中的事件一致性问题。     

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。     

仿真分支方法及其实现

以网络为基础的并行与分布式仿真技术是研究大规模复杂系统的有效方法,已成为近年来仿真研究中的热点问题。在并行和分布式仿真的基础上提出了一种基于分支的仿真运行方法,并且分别在串行计算机、多CPU计算机和分布式环境下实现了该方法。与传统仿真相比,这种基于分支的仿真方法的优点是,各个分支共享决策点之前的计算量,避免或减少了仿真中的重复计算,增加了仿真的并行度,从而提高了仿真的执行效率和速度,增强了仿真程序的健壮性和优化能力。     

基于半自治Agent的CGF建模及应用研究

计算机兵力生成(CGF)是现代作战模拟仿真中的一项主要内容，将智能半自治Agent引入聚合级CGF建模与仿真中，建立一个基于半自治Agent的协同武器作战平台的联邦成员，利用半自治Agent具有的二分性——自治性和受制性，更准确的表现战场作战实体。建模过程符合HLA联邦开发执行标准过程(FEDEP)规范，此项工作在实现聚合级CGF和平台级CGF交互和互操作做出一些探索性试验。我们将这项研究应用于主战坦克作战效能仿真评估的实例中。     

并行分布实时仿真的时间管理算法研究

并行分布实时仿真技术对大规模复杂系统的实时仿真提供了便利,近年来日益成为研究的热点.时间是分布式仿真中的重要概念;时间管理自然成为了分布仿真的关键技术.实时仿真对仿真时间的特殊要求,使得系统中的时钟同步与时间推进成为系统研究的关键.在探讨并行分布式仿真中的通用时间管理机制的基础上,从内同步和外同步两个角度研究了并行分布式实时仿真系统的时间推进方案和时钟同步方法;基于高速实时网络,提出了“共享时钟源”的时钟同步策略;结合具体的应用需求,给出了一种优先级轮询的时间管理算法.     

Petri网分布式仿真中的冲突问题及解决方法

Petri网是一种强大的建模工具,由于其并发的特性,很适用于采用分布式仿真技术以提高其仿真效率。冲突是Petri网仿真中一种常见现象,串行仿真下,冲突有很多成熟的解决方法,而在分布式仿真环境下,各个仿真成员信息的不完整性为冲突的解决带来了困难。给出了一种基于高层体系结构(HLA)的Petri网分布式仿真中冲突问题的解决方法,通过引入一个特别的联邦来预测、检测和消除可能出现的冲突。实验表明这种方法能有效解决分布式冲突问题。     

高超声速飞行器并行仿真方法研究

高超声速飞行器的系统仿真是一个多物理场高度耦合的过程,仿真过程中,需要完成大规模数据的迭代计算.目前大多采用分布式仿真的方法,但这种方法对于计算效率的提高不明显.为了有效提高计算效率,基于高性能计算机集群系统,分别对网格并行方法和模型并行算法进行了研究,提出了气动流场高效并行仿真解算方法、分区边界数据交换方法以及并行负载均衡技术,并在高超飞行器的系统仿真中进行了验证,验证结果表明,计算精度满足要求,求解方程的速度较快,工程应用效果较好.     

基于HLA的地地导弹操作训练仿真系统设计

针对地地导弹操作训练的全天候需求,提出了一种基于HLA的分布式导弹发射操作仿真体系结构.在对各功能模块进行需求和能力分析的基础上,以组件重用和系统可扩展为目标,运用HLA分布式技术进行系统分析和功能划分,设计了联邦对象并实现了联邦开发,组建了分布式仿真系统,并就设计开发过程中的关键技术如联邦成员框架结构设计,FOM/SOM设计、仿真运行机制等分别做了研究.仿真结果显示该仿真系统设计合理、逻辑正确、组件通用性好.     

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.     

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。     

DIS与DVR技术结合在战斗机空战仿真中的应用

为适应大规模分布式空战仿真训练的新趋势，以战斗机空战仿真软件研制为背景，分析了空战仿真训练的新特点及分布交互式仿真（DIS）与分布式虚拟现实（DVR）的关系，研究了分布式虚拟现实在战斗机空战仿真中的网络通信、实时性和可扩展性等关键技术及系统的组成结构。该系统研制成功，对于开发高质量的空战仿真软件和进行军事训练具有重要意义。     

数字化机载武器控制系统半实物仿真平台研究

基于HLA的框架和标准,设计了联邦的模型和各联邦成员,完成了由实时计算机、配线矩阵及信号调理单元、错误注入及中断单元组成的实时仿真部分和基于HLA的分布式数字仿真部分的开发,提出了基于软实时计算的方案对实时信息进行处理,并对实时仿真条件下HLA的时间管理机制和消息传递方式等关键问题进行了研究.仿真结果表明,该平台很好地实现了系统的仿真与测试.     

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.     

并行分布仿真中负载平衡的调度算法研究

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。在并行分布式仿真中，资源的负载平衡对于维护长时间运行的分布仿真演练的高逼真性是十分必要的。首先分析了分布式仿真中存在的一些负载平衡问题，进而提出了两种负载平衡的方法，以及集中与分布两种实现方式；然后提出了一种具有启发式的征募算法，最后分析了负载监测及迁移策略的实现方法。     

并行离散事件仿真中的回退和持续机制研究

介绍了并行仿真驱动及支持软件KD-PARSE基于状态变换对象（SXO），采用增量式状态保存法，实现透明、可扩展自动回退机制以支持并行离散事件仿真中的乐观时间管理算法的方法，并给出了诸回退框架的整体结构设计。介绍了该软件实现的一种持续机制以支持仿真运行中的检查点功能。该持续机制利用持续数据库不仅实现了持续化内存管理，主持程序运行中的可回退动态内存分配和删除操作。     

构建可扩展的HLA联邦成员架构

在分布式仿真领域内,HLA机制使不同类型的联邦成员集成为一个分布交互的综合仿真系统,实现联邦成员在特定的联邦内即插即用,具有较高的重用性和互操作性。但是,这种以FOM信息为中心的联邦开发模式,使联邦成员在不同的联邦中实现重用性和互操作性能力受到限制。可扩展的HLA联邦成员架构,通过组合具有可重用和互操作能力的仿真模型组件来构建一个功能可定制和大小可伸缩的联邦成员,提高了联邦成员在不同的联邦中仍然保持重用性和互操作性能力。     

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。     

基于HLA的柔性仿真重演工具研究

对于仿真系统的开发、调试、评估与分析,尤其在军事演练仿真中,仿真过程的重演是一个重要的手段或辅助工具。针对不同规模的仿真系统、不同的用户需求以及工具自动化的考虑,开发了基于HLA的柔性仿真过程重演工具HIT-Replay,包括数据记录器、仿真重演器、二维/三维显示及数据合并与分析工具,实现了仿真独立,重演过程中动态数据定位,DVD式重演控制以及自动重演等功能。并可根据不同的使用需求选择集中式或分布式重演,部分或全部重演,在线或事后重演。对部分重演的实现、分布式重演中的时间同步及重演回退方法等进行了深入的研究。     

基于PDES系统的Time Warp性能研究

随着分布式仿真规模的日益扩大,高性能并行计算技术的不断发展,并行与分布式仿真正逐渐成为新的研究热点.时间管理技术是决定并行与分布式仿真正确性和可重复性的关键技术,直接影响着仿真系统的整体性能.而TW乐观时间管理机制的许多思想和概念一直为现在各种算法所借鉴和沿用.文章建立了一个TW的性能分析模型,利用该模型对事件数量、平均回退长度、回退概率及其上限等进行了分析,分析结果对并行离散事件仿真系统的研发与改进具有一定的指导意义和参考价值.