基于HLA的分布交互仿真程序设计

基于HLA的仿真系统开发是当前大规模分布式交互仿真领域一个重要的研究方向。HLA是分布式交互仿真的高层体系结构,它实现了仿真联邦的高层次的互操作和重用。本文介绍了基于HLA的餐馆联邦C 软件环境的编程实现,分析了程序设计中的几个难点问题,给出了程序的流程图,给出了程序运行的结果。     

基于HLA的水下战仿真系统研究

针对水下对抗仿真环境需支持多种不同对抗样式水下战仿真实验的功能需求,提出了一种基于HLA的可扩展的开放式水下战仿真体系结构,基于该结构,仿真用户可以通过目标系统重组方式组建具体的联邦应用系统。并就系统设计、开发及实现过程中所需解决的主要关键技术,如FOM/SOM建模、成员框架结构设计、DIS/HLA网关、仿真运行机制、网络统计等分别作了讨论。本项研究对其它领域内基于HLA的联邦设计和开发具有参考价值。     

水下战视景仿真系统建模及实时场景渲染方法

针对水下对抗建模中随机误差加入的合理性及复杂环境实时细致再现的问题,提出了一种基于高层体系结构(high level architecture, HLA)和军用仿真平台Flames构建一个可定制、可重用的水下对抗视景系统的设计方法,引入基于分形布朗运动(fractional Brownian motion, fBm)特征约束的随机误差来构建仿真模型,同时开发出基于开放场景图(open scene graph, OSG)视景引擎的海面和水下空间,充分利用图形处理单元(graphic processing unit, GPU)实现海面和海底地形等的快速纹理映射及渲染。该系统能适应潜舰、直升机潜等多种水下对抗样式的视景仿真需求。实际应用结果表明,该系统具有较好的实时性和视觉效果。     

基于HLA的分布交互仿真应用系统开发研究

高层体系结构－ＨＬＡ作为新一代分布交互仿真的体系结构,在军用仿真方面有着广阔的应用前景。ＲＴＩ是其核心和研究重点,本文介绍一个以某防空导弹型号为背景,基于ＨＬＡ技术的分布交互攻防对抗真应用系统。从应用的角度介绍分析了符合ＨＬＡ规范的仿真应用的开发过程和ＲＴＩ的功能和相互之间的关系。同时该应用系统还作为一个子系统集成到一个大型分布交互仿真ＤＩＳ系统中,实现了ＨＬＡ系统与ＤＩＳ系统之间的互联。     

网络延迟对基于高层体系结构/运行时支撑构件的分布交互仿真系统的影响

研究了网络延迟对基于HLA／RTI的分布交互式仿真系统的影响。给出了分布式仿真实验环境的细节，提供了网络仿真的工具，模拟了50ms，100ms，200ms的网络延迟，研究了网络延迟对仿真进程实时性的影响。采用状态数据的时戳技术和状态预测算法，可以降低网络传输时间的影响，实验表明在200ms的延迟下实体定位的偏差可以降到0．5m以下。     

基于HLA/RTI的随机服务系统仿真研究

设计了一个随机服务系统,并进行了基于高层体系结构HLA(highlevelarchitecture)/运行支撑系统RTI(runtimeinfrastructure)的分布式交互仿真的研究。在仿真中,对顾客的到达时间、离开时间与系统的仿真时间进行了分离,并利用RTI提供的deleteObjectInstance、removeObjectInstance和registerObjectInstance函数实现了顾客在不同服务员之间的转移。仿真结果表明了仿真方法的正确性。     

分布交互仿真系统支撑软件的研究

分布交互仿真是一种新兴的仿真技术,是指利用计算机网络将分布在各地区的仿真器和仿真人员联结起来,使众多仿真器在大范围内可进行综合性能测试及培训。     

HLA运行支撑框架(SSS-RTI)的研究与开发

介绍了自行开发的一个高层体系结构的运行支撑框架系统,介绍了其开发的目标、总体结构１数据流关系以及实现过程中的关键技术,包括体系结构、线程模型、数据分布管理和时间管理算法,并对该ＲＴＩ系统的应用作了简单介绍了,最后描述了该系统未来的发展方向。     

基于网格的分布仿真平台的核心技术研究

提出了一种基于网格的分布仿真平台,结合最新网格技术和高层体系结构技术实现以服务为基本元素的分布仿真运行支撑环境,具有灵巧、高效、通用和实用的特点.并进一步从技术实现上提出了构建平台所需的核心技术,包括:运行支撑环境中基于代理的请求回调机制、实现仿真资源管理和调度的管理中心、高效的协同监控组件.最后,对平台的核心组件进行性能测试.该平台可以高效完成广域网仿真,实现仿真资源的共享、重用及优化调度,提高系统负载均衡能力,实现对仿真的协同监控.     

综合海洋战场环境分布交互仿真系统研究

针对传统的武器作战分布交互仿真系统中,仿真实体之间通常直接进行数据交互的方式的弊端,提出将仿真实体的动态信息经过声传播模型的计算转换为其他实体传感器的输入信号序列,再经过信号处理过程,从而实现信息传递的仿真方法,并设计了基于该方法的分布交互仿真系统.该系统充分考虑了海洋环境与作战武器实体之间的信息交互及其相互影响,给出了仿真统计结果以及与其他仿真方法的比较,验证了系统的有效性.     

RTI系统时间管理算法研究

ＲＴＩ是高层体系结构ＨＬＡ的软件实现,它分分布式交互仿真提供透明的服务。时间管理是影响ＲＴＩ系统高效运行的重要因素之一,本文结合并行离散事件仿真思想,深入探讨了ＲＴＩ时间管理算法。该算法从系统可实现角度分别研究了时间管理中ＬＢＴＳ计算、死锁检测与解锁,成员时间属性改变以Ｌｏｏｋａｈｅａｄ值改变等的有关算法,应用结果表明该算法有效提高了系统运行的并发度,ＲＴＩ系统性能也得以明显改进。     

基于HLA/RTI的分布式交互仿真中的死锁问题研究

从避免死锁的角度出发,深入地研究了RTI实现中的保守同步协议,并分析了RTI中为预防死锁的发生所采取的策略。在HLA标准下,其中重要的一点就是通过引入Lookahead以使时间管理机制能够得到更多的信息,这样可以有效地解决保守算法中的死锁问题。但如果物理系统出现死锁,那么基于HLA/RTI进行仿真时,仿真系统还是会出现死锁。最后,以一个机床加工系统为例进行了仿真,证实了上述看法的正确性。     

BH RTI中容错机制的设计与实现

采用分布式的对等物理结构和层次式的逻辑管理结构相结合的软件体系，将联盟执行中的RTI身份信息、联盟运行管理信息等关键内容进行冗余，定时检测各RTI的运行状况并及时进行系统重构。实验和应用结果表明，该机制可以实现故障的检测和定位、错误的屏蔽或恢复，能够很好的满足HLA应用系统的容错性需求。     

基于体系结构设计的空战系统任务元模型建模

作战体系结构设计可以解决由于空战系统本身的复杂性和涌现性导致难以建模描述的问题, 随着未来空战新概念发展, 需要从基于模型的系统工程思想角度, 在统一的结构框架下构建空战系统任务元模型以适应体系架构的更迭变化。首先, 描述了任务元模型内涵。然后, 提出了一种基于体系结构设计的任务元模型构建方法, 根据该方法选取并设计美国国防部体系结构框架的视图产品。最后, 选取超视距(beyond visual range, BVR)空战想定进行作战体系结构建模, 根据标准语义关系抽取描述任务关键特征的BVR空战系统任务元模型数据组, 生成任务元模型数据库。结果表明, 所提方法能够实现作战概念需求引导下作战任务模型架构的快速组合、验证和复用。     

基于作战环的武器装备体系能力评估方法

针对现有的武器装备体系结构描述与能力评估方法难以体现装备关联关系对体系能力的影响,借鉴复杂网络理论应用于武器装备体系网络化建模方面的优越性,基于作战环的武器装备体系结构描述与建模方法,将武器装备体系构成实体抽象为网络中的节点,节点之间的信息流抽象为网络中的边。通过对节点和边进行建模,构建了整个作战环的能力指标体系。基于信息熵理论分析了作战环执行作战任务的不确定性,给出了武器装备体系作战能力评估方法的具体流程。最后,对天基信息支援反导作战进行网络化建模及作战能力评估,验证了方法的可行性和合理性。     

基于数据挖掘的HLA仿真系统测试与评估

针对高层体系结构(high level architecture,HLA)仿真产生的海量数据,利用数据仓库以及数据挖掘技术进行测试与评估。通过基于HLA的C4ISR系统仿真为例,介绍了仿真数据仓库的存储模型。以战场中感知信息与客观信息的偏差程度作为评估指标,运用商业智能软件COGNOS,对C4ISR系统的情报侦察与电子对抗能力进行评估,发现并改正了仿真过程中出现的问题。实践证明了设计方案的有效性。     

基于HLA的仿真数据记录系统研究

针对HLA作为新一代分布交互仿真体系结构,增加了数据记录系统的实现难度,介绍了基于HLA的仿真数据记录系统的体系结构、主要功能模块及其相应实现策略。重点研究了系统实现过程中的关键技术进行研究,并结合工程实践,对数据文件记录格式和存储方法提出了一定见解。作为分布交互仿真系统的一个重要组成部分,该记录系统已经成功应用于综合仿真环境项目的全系统集成调试工作中,显著提高了系统调试工作的效率、客观性和准确性,缩短了系统集成调试的周期。     

多机多编队飞行仿真系统研究和设计

为实现多机多编队的飞行仿真,提出了多机多编队的飞行仿真系统设计方案。在对飞行仿真任务分析的基础上,设计了仿真系统的模块组成,并采用组件化设计实现了软件的模块化封装。以高层体系结构(high level architecture,HLA)作为框架设计实现了仿真系统管理及节点进程交互。通过仿真验证了系统可实现不同编队类型、飞机型号、飞行模式的仿真任务。利用该仿真系统可支持编队飞行性能、任务规划等各方面的研究。     

基于Petri网的作战系统时间与精度分析

为了分析整个舰载作战系统中时间与精度之间的相互关系,利用Petri网原理对舰载作战过程的整个流程进行了建模。通过对作战系统中各阶段时间的重新定义,并结合已有的舰载作战系统时间和精度估算法,对系统各个阶段的精度和时间进行了估计,分析了系统时间、最高精度和前期阶段精度之间的相关性。试验结果表明,最高精度要求越高,系统时间越长;最高精度一定时,前期精度越高,系统时间越短。