基于网格的先进分布式仿真综述

当前的先进分布式仿真技术部分解决了模型的互操作和重用问题,但是它在支持强健的系统性能、仿真资源管理和仿真活动协作方面存在缺陷。网格技术支持动态异构环境、资源的优化管理和强健的系统性能,将网格技术应用于先进分布式仿真领域能够弥补现有先进分布式仿真技术存在的这些缺陷。该文提出了基于网格的先进分布式仿真,从仿真系统性能增强、仿真资源管理、仿真技术集成与机构协作、以及仿真网格四个方面综述了相关的研究成果,在仿真资源管理中提出了一种仿真资源分类方法,接着概述了基于网格的先进分布式仿真技术在国防军事、工业、生物医学和环境等方面的应用现状,最后展望了发展方向。     

基于网格计算的SAR回波分布式仿真

为了解决SAR分布目标回波仿真中的计算瓶颈,首次把网格计算思想引入其中.利用FTP、TCP/IP协议构建网络通信引擎服务,利用静态和动态调度算法构建网格资源调度模块,利用面向对象技术、多线程技术等构建了网格资源监测模块,网格资源管理模块、回波计算模块、仿真控制模块等,实现了SAR回波仿真网格,通过多个计算节点的协同工作来完成仿真任务.试验表明,该网格平台具有高计算效率、易搭建、易访问、价格低廉、突破地理限制等优点.     

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。     

GHS:一种新型水电仿真系统平台的研究与应用

如何有效利用物理上分布的计算机网络资源实现大规模分布式仿真一直是系统仿真领域的一个重要问题。介绍了基于网格计算应用的新型水电仿真系统平台GHS，并描述了该系统平台的仿真范围和实现功能，以及GHS仿真平台的功能组成、体系结构和仿真环境。该GHS仿真平台在丰满水电培训学校现场进行多节点测试联调，与1．0版本相比具有培训人数多，易用性好，地域性好等优点，测试结果表明该系统可以满足规模仿真运算和规模培训的需要。     

基于仿真的探索性评估方法论

分析了复杂系统评估所面临的不确定性，阐述了复杂系统不确定性评估的现状，重点介绍了目前广泛应用的探索性分析的方法。在此基础上，从系统与体系两个评估层次的有机联系出发提出了一种基于仿真的探索性评估方法论，给出了基于仿真的探索性评估的过程模型。最后说明了本方法论的应用情况与未来的应用范畴。     

基于Globus的仿真网格框架的设计与实现

提出了一种基于Globus Toolkit 4的仿真网格系统框架HLA-G,旨在克服传统的基于HLA/RTI的分布式仿真框架存在的安全性、动态集成等方面的缺陷,使HLA技术和网格技术更好地结合在一起。文中给出了HLA-G的体系结构,具体讨论一些关键的设计问题。还给出了一种基于WSRF的RTI设计方案WS-RTI,讨论了HLA联邦成员配置和部署服务的实现方案。最后给出了一个部署模式的例子,分析了仿真任务的提交过程和联邦成员的迁移过程。     

仿真网格环境下面向制造资源的知识融合

针对目前实现制造资源中知识共享和服务存在的困难,提出了面向制造资源的仿真网格的体系结构。文章重点研究了基于网格的知识融合算法中的重用知识的决策问题。在仿真网格环境下,通过知识融合,为用户提供了一种可视化的虚拟产品和制造设备的网格仿真应用平台。最后,以模具制造的贵重和关键设备为应用实例,验证了知识融合在网格中的应用机制。     

基于网格的离散事件仿真服务设计

传统的离散事件仿真系统，一般基于DEVS（Discrete Event System Specification）理论构建，不涉及网络资源的管理问题，因而不能适应现代大规模仿真应用对计算和资源管理的需求。而网格计算具有整合分布式异构资源的能力，可以为这类仿真提供强大的计算和资源管理支持。因此，提出利用网格技术来设计离散事件仿真服务的思想，仿真服务透明地向用户提供仿真运行支持。首先结合典型的DEVS仿真应用开发过程，提出一种基于网格的仿真体系结构。然后，探讨了仿真任务管理、网格仿真代理、运行控制和实验代理等几类核心的仿真服务。     

基于物理的阔叶植物仿真

提出了一种基于物理的阔叶植物实时模拟算法,利用改进的半刚体结构对叶片进行建模并绘制出较为真实的动画.该方法根据阔叶植物的自然属性,在其枝干、茎、叶等分层处理的基础上,通过叶片平行脉位置方向的对角线弹性约束关系来有效控制叶片在风中的形态,并针对本模型的特点建立了具有特殊的风力模型.通过与其他模拟系统进行比较,该算法的模拟效率较高且模拟结果较为真实.     

基于网格计算的近海岸波浪仿真

波浪仿真是海岸工程领域中一件非常有意义的工作。但是，从目前海岸工程界两大类波浪数学模型研究来看，即：能量平衡模型和质量、动量守恒模型，都存在着巨大的计算量问题。若仅用一台微机进行计算，不能够得到实时动态的仿真结果。从网格计算思想出发，采用SWAN（Simulating WAves Nearshore）模型，提出了网格计算的体系结构和基于网格计算的动态波浪仿真的建模，最后对近海岸波浪进行动态仿真。     

基于资源管理联邦的联合作战仿真平台研究

针对复杂综合战场环境中联合作战仿真资源协同和作战仿真任务动态生成等特点,提出了基于资源管理联邦(Resource Management Federation,RMF)的联合作战仿真平台结构,重点讨论了资源管理联邦的设计原理.资源管理联邦与对等的仿真联邦间构成了层次联邦结构,在HLA的范畴内实现了综合战场环境中资源的统一管理以及作战仿真联邦FOM和SOM的动态生成,并成功运用于导弹联合作战仿真系统中.     

基于云计算平台的航空兵训练仿真体系结构

云计算以一种新兴的共享基础架构方法,为客户提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务。分析了现阶段我军作战训练仿真系统的不足之处,充分利用云计算在解算复杂计算系统方面的强大计算和存储空间能力,提出了一种基于云计算平台的航空兵训练仿真系统的新型体系结构,详细描述了云计算平台应完成的主要内容。     

基于状态流的一类混杂动态系统仿真方法

针对一类使用离散逻辑算法控制连续状态系统的混杂动态系统,应用Simulink仿真中的建模困难和协调连结问题,提出了利用StateFlow模块为离散逻辑系统建模并加入触发机制的解决方案.介绍了StateFlow的建模方法,以鱼雷采用自动调整提前角导引算法的水平面自导仿真为例,详尽叙述了基于StateFlow实现离散逻辑导引算法的具体步骤,建立了鱼雷水平面自导系统Simulink模型,并对整体混杂动态系统进行仿真计算.算例表明,所建立的仿真方法能有效地解决混杂动态系统仿真过程中的同步协调问题,并且简洁高效.     

基于局部模型的多更新率切削仿真力觉渲染算法

提出了一种牙科手术虚拟现实模拟训练系统的力觉计算方法。为了保证切削仿真的逼真度、力觉计算的快速性和交互稳定性,提出了基于局部模型的多更新率体系架构的计算方案。仿真系统分解为三个不同计算频率的线程,即切削仿真、力觉伺服和图形显示线程。提出虚拟工具和切削工具的概念,实现交互力计算和牙齿三角片网格模型切削变形的协调;基于虚拟工具和牙齿三角片碰撞检测信息构造局部模型,实现力觉设备控制与切削仿真线程的解耦,降低了对切削仿真线程计算频率的要求;利用多线程技术保证图形显示和力觉显示的数据传输和时间同步。针对局部模型更新时的振荡问题,采用改进的恢复时间方法对局部模型进行插值,增强了仿真系统稳定性。基于力觉交互设备Phantom建立试验平台,开发了牙科手术力觉交互仿真软件,通过试验验证了本文算法的有效性。     

仿真网格中资源分配的进化博弈研究

网格环境中用户的有限理性使得资源分配不能直接实现纳什均衡.针对网格用户理性的局限性,提出了一种基于进化博弈的网格资源分配策略,从动态角度来考察网格用户群体行为的演化过程.该策略先将网格环境中多用户竞争同一计算资源的问题形式化为一个多人博弈;然后建立了用户之间的进化博弈模型,利用复制动态方程求得用户出价博弈的进化稳定策略;最后研究了不同情况下用户群体的进化稳定点和评估函数特性.仿真实验结果表明进化博弈方法能够通过反复博弈使得网格用户不断学习并调整策略,逐步达到进化稳定均衡,从而实现了网格资源的优化分配.     

基于HLA的测控资源调度仿真系统设计

基于HLA架构对航天测控资源调度系统设计进行了研究。从测控调度问题的基本特点和流程出发,对软件的总体结构,功能设计、各主要类的设计和相互关系、调度模型和调度算法的设计等关键技术进行了研究。在建立基于CSP的系统描述模型和启发式调度算法的基础上,设计开发了具备联邦成员特点,能够与未来航天总体仿真系统顺利集成能力的航天测控资源调度软件系统.通过仿真试验,验证了系统的可用性。     

基于HLA体系结构的交互式网络仿真设计

提出利用交互式网络仿真技术构建对用户透明的网络仿真系统并真实再现通信网络的观点,指出使用高级体系结构(HLA)来加强网络仿真技术在交互式仿真操作中的应用,从而克服了现存网络仿真软件只能模拟固定参数的网络模型的缺点。详细讲述了将网络仿真软件和用户控制台以联邦形式加入HLA中,通过RTI这条“软总线”传递信息以实现两者之间的通信的方法。这样,传统的,以离散事件驱动而无法提供与用户接口的网络仿真软件就可以在运行中与用户交互,从而实现交互式网络仿真系统。     

一种基于SOA的指控仿真系统的分层体系结构

针对以往指控仿真系统体系结构对中心服务器的依赖程度大,提出了一种基于SOA（Service Oriented Architecture）的分层体系结构。利用这种结构,运用SCA（Service Component Architecture）方法将指控仿真系统的服务进行构建与组合,在系统交互过程中结合Web服务实现下层功能组件的透明封装和上层服务的灵活调用,从而缓解了中心服务器的数据处理压力,提高了系统的鲁棒性。仿真结果表明：技术的可行性和实用性,同时可以运用这种分层的体系结构来开发其他的具有中心服务器的异构系统。     

基于Agent作战仿真的信息共享效能评估研究

战争是典型的复杂适应系统,基于Agent的仿真是分析复杂系统的一种新方法。围绕基于Agent的作战仿真环境,利用信息熵理论建立了战场知识表示的数学模型,依据此模型分析了信息协作和共享带来的知识增益。最后通过仿真分析了战场知识和兵力损耗之间的关系,验证了信息共享效能评估模型的有效性。