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。     

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。     

大区域虚拟战场环境中仿真平台的设计

针对大区域虚拟战场环境中作战仿真的特点，为联邦开发者提供了建立在RTI之上的仿真平台，该平台将RTI的部分接口函数和通用仿真实体模型封装到一起，实现了联邦成员之间自动数据通信和实体模型与通用实体数据结构之间的通信接口功能，大大减少了联邦开发所需要编写和维护的代码量，降低了开发新的联邦成员的复杂度，并成功的应用于防空作战仿真系统中。     

基于分布式共享内存的RTI通信机制研究

共享内存可以为运行于多核计算平台的进程间提供高效的通信方式,目前的HLA仿真运行支撑平台RTI主要采用基于TCP/IP的通信机制,不能充分发挥多核计算平台的核间高速共享内存通信优势.结合 RTI体系结构和多核的通信特点,提出了一种基于分布式共享内存的RTI通信机制——SMCM机制,该机制为每个盟员设立一个独立的消息接收共享内存区域,发送盟员通过向接收盟员内存区写数据实现消息发送,并基于信号量机制实现盟员进程间访问控制,避免了共享内存访问冲突,提高了盟员间可的通信效率.多核平台上的对象管理服务性能测试表明,与当前国际上普遍使用的pRTI相比,使用SMCM机制的RTI端对端通信延迟约为pRTI的1/3,吞吐量也明显高于pRTI.     

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。     

MATLAB与HLA/RTI通用适配器研究与实现

MATLAB具有的强大建模和仿真功能,并提供了友好的API接口。但是MATLAB本身并不支持HLA/RTI,无法直接参与基于HLA/RTI的协同仿真。本文从通用性角度提出了一种MATLAB与HLA/RTI通用适配器及其关键技术,并详细说明了通用适配器的原型实现。通用适配器可以灵活地将MATLAB仿真模型作为一个联邦成员加入RTI联邦中,参与协同仿真运行。该适配器的研究对于开发其他商用仿真软件与HLA/RTI的适配器具有参考价值。     

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的分布式虚拟测试系统研究

针对虚拟测试系统仿真时间长、可扩展性差等问题,建立了基于高层体系结构HLA(High Level Architecture)的分布式虚拟测试系统。介绍了通用自动测试系统的组成及工作环境,提出基于HLA的虚拟测试系统的联邦组成,介绍了虚拟测试系统的联邦开发和执行过程FEDEP(Federation Development and Execute Process),开发了联邦的联邦对象模型FOM(Federation Object Model)和成员对象模型SOM(Simulation Object Model),最后给出了虚拟测试系统的仿真流程。     

基于HLA的网格仿真服务支持研究

建模与仿真已经渗透到经济、国防、科学及工程的各个方面。随着仿真规模及复杂性的增大,需要大量的计算资源为其提供服务,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。提出了分布式仿真网格框架Grid-HLA,该框架遵守标准的HLA接口规范,使用Federate-Proxy-RTI体系结构及网格服务,从而屏蔽了仿真器、执行平台及其与RTI通讯方式的异构性,并支持联邦发现、仿真安全及柔性联邦结构,实现了HLA到网格环境的扩展。     

HLA桥接多联邦系统时间管理策略研究

能够运行于广域网的桥接多联邦可以重用已有的HLA仿真系统，快速构建大规模分布仿真环境，扩大仿真应用范围。介绍了RTI时间管理机制；分析了桥接多联邦系统两种时间推进方式：联邦发起方式与桥接转换部件发起方式，给出了相应的结论；针对桥接转换部件发起方式，提出了基于LBTS的桥接多联邦时间推进算法，对于算法中涉及的时间推进约束条件及推进过程进行了研究。     

飞机成员开发中编队调整问题的处理

在基于HLA的仿真成员开发中,成员中对象间的跨成员通信是通过RTI进行的,成员内部的对象间通信是通过对象间发送消息来实现的。但是,在某些情况下,对象间的通信方式可能会动态改变,高分辨率的飞机成员开发中的编队调整问题就属于这种情况。针对这一问题,该文提出了四种解决方案,包括:统一用跨成员交互进行通信,利用所有权转移来实现,重新划分成员和基于成员框架的实现,并对每种方案的可行性进行了分析,然后详细讨论了基于框架的解决方案。     

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HLA的激光雷达跟瞄仿真系统设计与实现

根据HLA联邦模型的开发步骤设计并实现了激光雷达跟瞄仿真系统,包括概念模型开发、FOM/SOM模型建立、FED文件生成等。本系统将MAKRTI和视景仿真软件RTG结合到一起,实现了各个联邦成员功能,并给出了CCD仿真成员的仿真框架流程图以及部分代码清单。     

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.     

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。     

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.     

基于HLA/RTI的分布式交互仿真中数据分发管理的研究

在基于HLA/RTI的分布式交互仿真系统中,一个关键的研究问题就是如何建立仿真成员间有效的信息交互和传递机制以满足系统的可扩缩性要求。本文首先讨论了RTI1.3中的两种基本数据过滤机制,在对基于网格法的数据过滤机制深入研究的基础上,提出了一种新的数据分发策略:首先利用网格法进行区域匹配计算,然后基于公布方动态地分配组播地址。仿真结果表明,本文所提出的方法能有效地降低区域匹配的复杂度和充分利用组播地址资源。     

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。