面向服务的分布式建模仿真框架研究

HLA为分布式建模仿真提供了技术支持，但只限于局域网的仿真应用。面向服务架构SOA提供了一种新的分布式计算模式，支持跨平台、互操作性和重用性。设计了一个面向服务的分布式建模仿真框架（SoDMSF），提出资源层、建模层、服务发布层和仿真运行平台层的4层仿真体系结构，以支持面向服务的分布式仿真建模集成环境．研究了该框架的组成结构、关键技术，实现了原型系统。该框架使得分布式仿真系统具有更好的可扩展性，便于实现仿真模型／系统的重用。     

基于SOA的分布并行SMP2仿真体系结构研究

为了提高SMP2模型在分布式环境下的互操作与可组合性,提出了基于模型驱动架构的分布并行SMP2仿真体系结构。针对分布式环境模型组合的特点,提出了基于代理的SMP2仿真模型分布式组合方法。针对在分布式环境下进行模型调度的两个问题,提出了基于时间管理器和消息管理器的仿真模型分布式并行调度方法。设计实现了原型系统,包括基于空消息的异步仿真协议时间管理器、基于WebService的消息管理器、仿真控制管理器和仿真应用客户端。最后并以导航系统DOP分析仿真为例,验证了方法的可行性,并讨论了下一步研究方向。

Abstract：

To enhance the interoperability and composability of the Simulation Model Portability Standard 2 （SMP2） in distributed environment, a simulation architecture based on Service-Oreinted Architecture （SOA） was promoted. To satisfy the composition and schedule requirment under destributed environment, a proxy-based model composition method and a model schedule method based on time manager and message manager were studied. A prototype system was designed and implemented, including CMB-based time manager, web-service-based message manager, simulation control manager and simulation client. Finally, an application of Navigation System DOP analysis simulation demonstrates the validity and feasibility of the method.     

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.     

网格环境下复杂过程系统优化计算服务及任务调度策略

针对目前优化计算服务缺乏对一般用户的优化计算支持和灵活的资源共享方式,提出利用网格环境、支持网络计算资源以并行的、协同的方式提供面向服务的优化功能的计算服务系统,并设计了对系统性能具有重要影响的动态任务调度算法,从而使系统能够适应复杂过程系统优化计算以及网格环境的典型特征.相应地,系统采用多任务队列的任务管理方式和计算节点组的资源管理方式,为该调度策略提供实现基础.测试结果体现了基于该调度算法的优化计算服务系统的良好性能,并为设计在该系统下高效运行的并行算法提供了参考依据.     

基于面向服务的多无人机辅助决策仿真集成方法

在多无人机指挥控制中,建立网络中心的、可动态配置和访问的辅助决策系统,有助于多无人机系统的高层任务集成,加快作战行动的效率。给出了一种基于面向服务计算的多无人机辅助决策集成方法,实现了无人机指挥控制中分布式辅助决策服务平台,基于Web Services规范的分布式辅助决策服务的注册、发现和绑定机制,设计并实现了服务提供者、服务代理和服务请求者的逻辑结构和交互机制,能为多架无人机和多个地面系统的指挥控制提供辅助决策服务。通过综合仿真环境UAVSSE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辅助决策能够为多UAV指挥控制应用提供有效的决策服务,能够有效地支持网络中心环境中的多无人机应用的设计和实现。     

面向服务仿真系统的最大可靠性容错调度算法

基于 PB 模型对面向服务的分布式仿真系统的容错调度问题进行了研究.首先,根据该类系统的特点提出了两个命题并以此为基础给出了仿真任务的调度规则;其次,分析了仿真任务的可靠性代价并给出了任务最坏反应时间的计算公式;最后,在此基础上提出了相应的算法RC-RTFT和MW-RTFT.RC-RTFT综合利用了最小可靠性代价及最小最坏反应时间两种启发式规则进行主版本任务的调度,MW-RTFT则基于最小最坏反应时间这一启发式规则进行主版本任务的调度,副版本任务的调度都是基于最小最坏反应时间启发式规则进行.算法仿真结果表明RC-RTFT算法具有较好的负载平衡特性和稳定性,且较MW-RTFT具有更小的算法复杂度.     

基于MDA的多层次框架式组合建模仿真方法研究

大规模的联合建模与仿真迫切需要提高模型及仿真的可组合性,组合仿真研究已成为目前仿真界的研究热点之一。通过深入分析组合仿真问题的层次性特征,建立了层次化的组合仿真参考模型。在借鉴MDA方法的基础上,通过提升模型抽象层次、分离建模仿真过程中的关注点,形成多层次的组合建模仿真框架,并基于模型映射机制建立了不同框架之间的约束关系。     

一种QOS驱动的仿真服务组合优化方法

鉴于Web环境的不确定性和动态性,经过功能性匹配选中的仿真服务必须进一步在非功能性属性,即服务质量上满足用户的需求.为此,首先对仿真服务组合问题进行了定义,建立了组合服务的QoS模型;进而,将Q-SSC优化问题建模为一个带约束的单目标组合优化问题,并实现了求解该问题的启发式算法SOOCH,该算法具有较好的时间性能,而且获得的解与最优解的近似程度能够达到90%以上.     

基于SOA和MDA的模型重用和组合技术研究

基于复杂产品总体设计部门的模型重用和组合需求,总结了现有的模型重用和组合方法在支持复杂产品总体设计上存在的不足.结合产品设计模型的特点提出了基于面向服务架构(Service-Oriented Architecture,SOA)和模型驱动架构(Model DriVen Architecture,MDA)的模型重用和组合方法,设计了组件模型的接口规范和组合模型描述规范,并在此基础上实现了组合模型代码的自动生成算法.最后将该方法应用于一个基于Web Service的分布式仿真动态组合框架,并给出了相应的应用实例,验证了方法的技术可行性.     

基于云计算理念的网络化仿真框架研究

针对传统高层体系结构HLA存在的不足,借鉴云计算的理念,结合HLA Evolved规范,采用面向服务的架构SOA,提出了一种基于云计算理念的网络化仿真框架,并对框架中涉及到的资源池构建、RTI服务化、联邦成员服务化、错误恢复策略以及仿真服务动态发现与匹配等关键技术进行了研究.初步实现了云计算、SOA与HLA的结合,提高了HLA的互操作性,扩展了HLA的应用范围,丰富了仿真系统的客错机制,解决了仿真服务的自动发现与匹配问题.通过一个实例进行了仿真测试,验证了框架设计方案的可行性和有效性,为大规模作战仿真的实现提供支撑.     

一种基于网格技术的HLA分布仿真实现方法

网格为仿真应用、资源共享和执行提供了一个理想服务平台,但只应用网格服务开发分布交互仿真,开发者必须自己创建通信机制来协调仿真执行.基于HLA开发的分布交互仿真存在缺乏动态发现和资源利用率不高等问题.为克服两者存在的问题并发挥各自的优点,提出了一种基于网格技术的HLA分布仿真实现方法.详细阐述了框架构成及网格服务构件和时序流程的设计,实现了仿真资源的动态分配、动态状态监控及任务动态迁移,并通过实验进行了验证.     

可组合仿真系统的概念框架研究

开展组合建模技术的研究是实现动态在线仿真开发的基础，并进一步为实时作战决策的制定提供支持。就可组合仿真系统的概念框架进行了研究，为后续工作提供指导。首先，对可组合性的基本概念和关键技术进行深入的分析和探讨；然后，进行具体的概念框架设计，建立了一个用户级、组件级和应用级的三层结构，分析了其功能特性；最后，初步研究了网格环境下组合仿真应用实现的可行性。     

一种基于MDE的形式化组合建模仿真方法

大规模的联合建模与仿真迫切需要提高模型及仿真的可组合性.针对实现可组合仿真的主要问题,分析并提出了基于不同抽象程度的组合仿真的层次化功能结构模型.结合MDE模型驱动工程的设计思想,应用形式化建模的相关方法和π语言,提出了覆盖可组合仿真系统设计整个生命周期的一整套开发方法.同时,建立了基于MDE的模型映射机制,实现了基于一系列工具支持的不同模型之间的相互关联和转换,并在某大型分布式仿真系统开发中得到了应用.     

体系对抗仿真SEB组合建模方法论

体系对抗仿真已经成为武器系统作战效能评估和武器装备论证的有效手段。然而，目前缺乏对于体系对抗仿真建模方法的研究。总结了面向效能评估的导弹体系对抗仿真基本概念和特点，分析了体系对抗仿真模型描述中存在的主要问题，在此基础上，提出体系-实体-行为的分层组合描述方法，作为体系对抗仿真的建模方法，即SEB组合建模方法，并给出其参考模型和各个层次建模的参考视图．SEB组合建模方法将体系对抗仿真建模的复杂性分解到各个层次的建模当中，再通过组合形成完整的战场对抗体系模型，可以有效指导体系对抗仿真的建模工作。     

分布式仿真系统的多通道视景生成

多通道视景生成可以给用户带来具有强烈沉浸感和宽视野的数据可视化效果。讨论了一种在HLA仿真架构下,基于PC机群的分布式仿真系统的多通道视景生成的体系结构,以及在该体系结构下各主要功能模块的工作流程。实验结果表明,该系统在实现分布式仿真系统数据驱动下的多通道静态场景、动态实体实时生成的同时,能够及时响应用户的交互操作,并且具有很高的性能价格比。     

一种分布式交通信号控制方法及仿真实现

在基于多智能体的分布式道路交通控制概念模型和单路口交通信号自学习控制方法的基础上，提出了一种基于多智能体的分布式交通信号区域控制方法。通过相邻路口信号控制智能体的信息交互和协调，在确保路口绿灯时间利用率较高的前提下，尽量使相邻路口驶来的车队不停车地通过路口。编制交通控制微观仿真软件，在一个由8个路口组成的交通网络中对多种信号控制方式进行仿真实验，实验结果表明这种新控制方法的控制效果明显优于传统的定时控制和感应控制方式。     

基于服务集成的C4ISR系统仿真环境研究

未来的C4ISR系统将建立在使用服务集成技术的信息栅格环境下,相应地,C4ISR建模与仿真系统也将基于服务集成技术构建.介绍了服务集成技术的原理,基于仿真服务总线技术,提出一个基于服务集成的C4ISR系统仿真环境,分析了该环境的技术体系结构和关键技术,为支持面向服务体系下的C4ISR系统仿真实验提供了一种可选解决方案.     

BOM组件式仿真系统数据驱动方法

仿真系统的数据驱动方法的研究内容包括想定标准化、想定的加载和模型的数据驱动三个方面.针对传统的基于成员层次的分布仿真系统开发模式的数据驱动导致大量人力物力开销,效率低下的局限性,采用BOM作为组件模型描述规范来构建组件式仿真系统,通过用户模型开发规范化,仿真模型组件生成自动化以及通用仿真运行框架统一化等支撑技术来提供高效的模型数据驱动环境;通过通用想定解析模块,采用集中、分时的方式分发仿真脚本数据进行仿真系统环境配置以及更新调整,提高仿真系统的数据驱动的效率和质量.