HLA时间管理中死锁的研究

时间管理服务是高层体系结构HLA（High Level Architecture）的重要组成部分,而考虑不全面的时间推进机制和算法会导致死锁,进而导致整个仿真系统无法向前推进。从零前瞻量、时间管理策略、时间管理算法以及死锁的解除等方面对分布式仿真中的死锁问题进行了多方面的研究,探讨了死锁发生时系统所具有的一系列现象,论证了发生死锁和不可能发生死锁时的各类情形.讨论了死锁出现的原因,对Frederick算法及身高测量法存在的不足之处进行了修正,提出了一种严格序算法,并证明了这种方法不会产生死锁现象。在设计一个联邦时可考虑使盟员灵活地使用保守和乐观两种时间推进机制,并在对保守盟员计算GALT时使用序算法,这样就可以在仿真过程中有效地避免死锁的产生。     

对GALT算法的理论性分析

GALT(Greatest Available Logical Time，最大可能逻辑时间)算法是HLA(High Level Architecture，高层体系结构)接口规范中时间管理服务能否实现的关键技术。不合理的GALT算法会导致死锁或破坏HLA时间管理的原则，从而导致整个仿真无法向前推进，或产生过去时刻的消息。分析了Frederick算法和身高测量法的死锁问题，给出了Frederick算法造成死锁的一个充分条件，重点讨论了它们遵守时间管理原则的情况。一个好的GALT算法，必须在确保不违反时间管理原则的基础上，才能最终解决死锁问题。     

基于HLA的维修保障仿真保守时间推进算法研究

高层体系结构(HLA)中的保守时间推进机制是以并行离散事件仿真(PDES)的保守算法为基础,而考虑不全面的时间推进算法会导致死锁。在维修保障仿真中,维修单元成员常常由于不满足保守算法而引起整个仿真系统无法向前推进。针对具有确定维修任务完成时间的成员不遵循本地因果约束条件的情况下,提出了强制时间同步法;针对具有不定维修任务完成时间的成员违反可预测性的情况下,提出了空事件法和任务阶段法。最终,通过实例验证了算法的正确性和有效性。     

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。     

CHY-Ⅲ通讯库的设计--一种面向并行仿真程序的可伸缩通信缓冲申请算法

从并行仿真程序的特点出发，为了解决点对点消息传递系统中由于网络热点（ＨｏｔＳｐｏｔ）而引发的消息阻塞问题，充分利用仿真程序的帧特性，设计实现了一种可伸缩的通信缓冲区申请算法，用软件方法消除了由阻塞而引起的死锁现象。经试用表明该算法开销小、效率高     

高级分布式仿真中的数据收集技术研究

介绍了高级分布式仿真中数据收集的体系结构、存储方式以及事后分析等关键技术，并在此基础上设计了一个数据收集系统。该系统主要针对数据收集后在内存和磁盘中的组织，应用实时数据库技术来提高数据收集和数据导入磁盘的性能，并为数据的运行时使用提供了条件。对于数据收集后导入磁盘的算法以及分布式数据收集的体系结构，本文也作了初步探讨。     

仿真网格中预防死锁的资源分配方法及其仿真分析

仿真网格中资源协同分配是资源组织和调度的一个重要组成部分,如何避免仿真应用之间的死锁是资源协同分配过程中需要解决的重要问题。通过对仿真网格中死锁原因的分析,对死锁的特点进行了描述。根据解决死锁问题的不同策略,提出了仿真网格中基于原子事务预防死锁的资源协同分配方法,并根据应用的不同资源分配方案给出了具体算法。通过理论分析并结合仿真试验研究了该算法在资源协同分配过程中的性能,试验证明使用该方法不仅能够避免应用资源分配过程中的死锁,与其它方法相比,还能获得好的资源分配性能。     

并行分布式仿真中最小时间窗MTW算法研究

并行分布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提供了便利,近年来目益成为研究的热点.然而时间管理是关注并确保并行分布仿真正确执行的核心机制,也是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一.首先分析了乐观机制存在的弊端;然后提出了一种不依赖反消息就能乐观推进的MTW混合推进算法,详细阐述了算法的思想、步骤及其实现,最后对算法进行了分析,证明它在一定程度上能够有效避免极端乐观和过分保守.     

DEVS/HLA分布仿真系统的时间推进方法研究

离散事件系统规范(DEVS)和高层体系结构(HLA)关注于不同的系统层次,将它们结合起来可以有效实现模型重用并利于仿真系统的校核和测试.DEVS/HLA分布仿真环境是将两者集成在一起的实现形式,该环境的核心在于如何利用时间管理服务在HLA分布模式下实现DEVS协议.在对DEVS/HLA环境的体系结构进行详细分析的基础上,详细研究了协调者控制和基于映射机制的两种时间推进方法,着重针对映射式方法提出了一种改进的时间推进算法,该算法能够为成员提供尽可能大的前瞻量,从而改进了DEVS/HLA系统的时间推进效率,算法的实际性能通过实验进行了验证.     

航天器发射多任务并行调度模型及算法

航天器发射高频度常态化和航天产品可靠度的增加,客观上要求航天器发射采用并行调度模式以提高发射资源利用率。针对工序迭代可能引发的航天器发射系统死锁,构建了死锁预测和损失评价机制,建立了最小化任务时间和最小化加权滞后时间综合的目标函数,设计了多任务并行调度模型,开发了多类agent协同工作的优化算法,并使用调度实例验证了模型和算法的可行性和有效性。模型和算法在“天宫一号”和“神舟八号”发射任务中得到初步应用,效果较好。     

复杂大系统中数据分发管理的几种实用方法

在基于HLA/RTI的联邦开发中,复杂大系统的数据分发是一个急需解决的问题。本文分析了HLA/RTI中数据分发管理的实现机制和大系统中数据分发的困境,提出了通过在外部增加实体模型推进、优化匹配算法和减少组播组来提高数据分发效率的方法,并给出了仿真验证结果。     

基于集合覆盖理论的Agent协作问题研究

多智能Agent系统中的协作体现多Agent系统(MAS)的灵活性、整体性,通过协作提高Agent群体完成任务的效率.将集合覆盖理论(SCP)引入MAS系统协作行为中的任务分配问题求解,使用改进的低logarithmic ratio bound集合覆盖理论求解方法,详细阐述了利用SCP理论求解Agent任务分配问题的算法,并根据一个战场作战Agent任务分配实例进行了计算,有效地解决战场作战Agent的任务分配问题.     

基于激励遗传算法的动态时间/费用优化

人们在处理网络计划的优化问题时,往往忽视了资金的时间价值,而且取得项目最大净现值的技术开发已经大大落后于对资源配置与资源优化的分析.本文建立了动态时间/费用优化的数学模型,提出了改进的激励遗传算法,并且将激励遗传算法应用于模型的求解.最后,通过分析比较,得出动态时间/费用优化的结论才更为可靠与准确的结论.     

基于改进蚁群算法的建筑火灾疏散路径规划研究

针对综合建筑火灾中人员疏散路径动态规划问题,以待疏散人员所需逃生时间最短为目标,考虑火灾产物和人群密度对人员逃生速度的影响,构建基于改进蚁群算法的人员疏散路径规划模型。建立由障碍物顶点栅格构成的疏散网络数据模型,改进蚁群算法的启发函数、死锁处理策略,引入烟花算法中的爆炸算子优化蚂蚁路径,以某综合建筑为例进行仿真实验。结果表明：该模型不仅能够避免疏散路径经过危险区域,还可根据建筑环境状况和人员分布情况实时调整疏散路径,提高了人员疏散路径安全性。     

分布式实时系统的低能耗资源分配方法研究

针对基于动态电压调整技术的调度算法在任务切换时大幅度的频率调整给系统带来较多的额外能耗这一问题,提出了一种均匀化任务利用率的启发式资源分配方法。该方法选用时间Petri网对分布式实时系统建模,并根据时间Petri网状态空间的变化规律,简化系统状态空间的生成过程,提高了资源分配算法的实现效率。实验表明,上述方法能够降低目标系统频率调整带来的系统能耗开销。     

基于MapReduce模型带准备时间的平行机调度优化

研究了一类基于MapReduce模型的平行机调度问题.每个工件包含Map和Reduce两道加工工序,Map工序可以分割为若干个子任务,并且在多台平行机上同时并行加工,Reduce工序只有在该工件的所有Map工序的子任务加工完成后才能进行,而且Reduce只能在一台机器上加工且不可中断.结合工件具有释放时间和加工准备时间等约束,以最小化最大完工时间为目标,构建了混合整数规划模型,并设计了采用差分变异策略和逐维Levy扰动机制的改进正弦余弦算法来求解该模型.最后,利用数值仿真实验与标准正弦余弦算法及遗传算法进行对比,实验结果表明,运用改进正弦余弦算法求解的结果与下界值的平均相对偏差GAP为3.02%,较标准正弦余弦算法以及遗传算法的效果提升显著,显示了该改进算法的有效性.     

基于LASSA算法的多无人机协同航迹规划方法

针对基本麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)在求解多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同航迹规划问题时收敛精度不高,易于陷入局部最优等问题,提出了一种使用对数螺旋策略和自适应步长策略的SSA (logarithmic spiral strategy a...