基于虚拟化技术的云仿真资源迁移技术研究

针对云仿真平台对云仿真资源容错能力的需求,实现了一种基于虚拟化技术的云仿真资源迁移技术,使得仿真用户可以通过云仿真平台获得符合其个性化需求的、连贯的、高质量的仿真服务。分别研究了云仿真资源的迁移模型和过程,以及迁移过程的时空一致性,实现了不需要对仿真成员进行的改造或增加其他的辅助部件,就可使得仿真任务执行出错时,在迁移机制作用下仍然能够继续准确运行。最后结合具体应用给出了该迁移技术的应用效果和性能测试,说明了该迁移技术的可行性和有效性。     

基于能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计

针对目前作战仿真Agent软件实现模块化程度不高、复用性较差和开发效率较低的问题,提出了一种基于Agent能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计方法。提出了BDI模型在作战仿真Agent中的实现方式及其能力封装与能力关系的基本概念;基于能力封装,设计了作战仿真Agent能力组件的结构、要素、功能类和执行算法;基于能力关系,设计了基于能力组件的作战仿真Agent通用执行模块的结构、数据模型、功能类和执行算法。以装甲分队平台级仿真Agent的实现为例,验证了方法的可行性与有效性。     

基于EC2的无人化作战体系云流化指控架构设计方法

针对传统指控架构难以满足新型无人化作战体系需求的问题, 基于云协同理念提出“前线无人作战流”与“后方有人指控云”有机融合的云流化指控概念, 设计指控资源云服务模式。在面向无人化作战改进组织指挥与控制(enterprise command and control, EC2)理论适变性的基础上, 解耦指控组织与指控服务并分别进行设计, 将组织、节点和事件三个层面的适变行为建模为指控关系的应变过程, 进而提出支持按需重构指控关系的适变价值生产单元(value production unit, VPU)模型。最后, 以边境管控使命为例详细阐述了云流化指控架构设计方案, 效能评估结果表明其在时效性和鲁棒性方面具有优势, 可以更好地适用于无人化作战体系。     

云环境下海量数据资源管理框架

针对互联网的海量数据的处理,提出了一个管理框架THCloudFramework.该框架包含了云环境下的数据资源管理的各个方面,主要有资源物理存储和逻辑存储、副本管理与迁移、海量存储网划分和负载均衡、资源虚拟化、用户资源使用方式及其资源组合等.分析了存储资源的分布式文件系统实现,详细阐述了海量存储网的生成、更新及其负载均衡.分析了海量数据的统一转换与管理方法.提出了海量信息资源的安全管理实现方法及其资源的组合实现方案.该框架给出了一个云环境下数据资源管理与应用的完整方案,为云计算的研究提供了一种思路.     

基于Multi Agent的空战作战行为协同方法

针对空战中多种作战行为的最优协同使用,构建了Multi Agent模型,该模型由网络接口层、中央协调层和作战行动层三层组成。在中央协调层中,提出了中央协调算法以实现作战行为的协调使用。该算法通过引入影响因子建立综合作战效能模型,反映了多种软硬杀伤武器、飞行控制系统和传感器系统协同使用时各作战行为的交互影响作用。综合上层全局作战意图和底层行动单元获取的信息,得到所有协同方案的预估综合作战效能。通过以综合作战效能预估值最大为准则,动态寻优所有组合空间的方法,可获得最佳协同方案。通过仿真得到在动态战场态势下的作战行为组合为最佳协同方案,表明了该协同方法的正确性。     

面向最终用户编程的图像处理虚拟实验平台

针对Matlab、ImageJ等数字图像处理计算资源无序分布、多元异构、无法实现计算协同、普通用户难以使用等特点,提出了一种面向最终用户编程的数字图像处理虚拟实验平台模型。该平台采用面向服务的体系架构开发,将地理位置分布的计算资源统一封装为服务构件,向最终用户屏蔽图象处理设备分布、异构的特性。为了形式化表达实验设备之间的复杂连接关系,设计了一种面向领域的实验流程描述语言。基于实验流程描述语言和服务构件动态组合技术实现了分布式图像处理实验设备之间的动态聚合;与已有的工作相比,该平台有效地解决了网格环境下异构虚拟实验设备的资源共享、动态协同和运行调度问题,为用户提供了一种不受时间、地点以及实验设备约束的数字图象处理虚拟实验环境。     

面向模具制造的资源分类及网格化封装机理研究

针对广大模具中小制造企业的制造资源与能力残缺不全这一基本现状,以及企业间广泛存在的制造资源的协同共享困难,提出了一种基于网格技术的模具制造资源网格化封装及其资源协同共享的机理。首先对分散在中小模具企业里的各种与模具全生命周期有关的资源进行了调查和分类,形成了一张模具行业的全资全能的整体资源图,并依照网格框架(OGSA)对各种模具资源进行了网格化封装,以使得资源不全的模具中小企业可以网格服务的形式对制造网格资源协同共享。文章最后以模具行业的通用流程为例,展示了在网格环境下模具制造服务请求和响应的路径图。     

基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究

真实-虚拟-构造仿真(live-virtual-constructive,LVC)实验中存在大量异构的仿真资源对象。针对传统对象模型已无法满足信息化战争对武器装备体系快速响应的实验任务需求问题,开展基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究。给出基于对象元模型的资源描述方法,在对象交互、消息传递、远程方法调用3类资源服务化基本形式基础上,设计虚拟化状态对象(virtualization infrastructure object,VIO)远程方法调用模块,虚拟化状态对象-虚拟化对象模型(virtualization infrastructure object-virtualization object model,VIO-VOM)组件发布/订阅模块,VIOVOM聚合、组合、继承、回调机制,以及本地类虚拟化对象模型,消息类虚拟化对象模型。该方法可为实现LVC实验复杂资源的快速调度、监控、分发、部署、运行控制、数据采集等运行管理服务提供方法支撑。     

海战场C4ISR系统的服务自动组合方法

针对C⁴ISR系统中服务人工智能(artificial intelligence, AI)规划组合存在的服务数量大、不能处理服务执行过程中动态产生的新个体、业务流程和服务质量不确定等问题,提出了一种基于离散事件演算和马尔可夫逻辑网(discrete event calculus Markov logic network, DEC-MLN)的服务自动组合方法。首先给出了面向服务的海战场C⁴ISR系统的流程图,用对事件演算进行拓展形成的DEC-MLN对服务的输入、输出、前提条件和执行效果及基本服务流程进行建模,用MLN的权重刻画组合过程中业务流程和服务质量的不确定性。接着提出了一种基于模板的服务自动组合框架,并给出了溯因DEC规划方法。所提方法克服了基于传统AI规划组合方法限于顺序组合的问题;且DEC-MLN的谓词规模较小,提高了服务组合效率;DEC-MLN在处理不确定性的基础上又能解除封闭世界假说的限制,可以处理组合执行过程中新增个体,增加了组合的动态性。最后用实例验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于平行执行的装备体系涌现行为导向性方法

装备体系作战能力是指装备系统之间交互作用而在宏观层面表现出来的一种体系行为。装备系统间微观层面交互关系及其相互影响的复杂性,为体系作战能力的生成带来了巨大的不确定性。引导在体系层面上生成的涌现行为为体系目标的实现而服务是体系工程研究的一个关键问题。借鉴平行执行方法,提出了一种体系作战能力导向涌现的可行方法,将平行执行方法与系统交互行为及关系分析结合在一起,能够有效支撑体系作战能力的生成与发展,为在现有技术手段下探索新的武器装备体系建设提供参考。     

基于分层结构的C4ISR服务部署分布式演化方法

针对指挥信息系统(command, control, communications, computers, intelligence, surveillance and reconnaissance, C4ISR)服务部署分散、作战平台计算/存储资源有限、演化实时性要求高的特点, 基于分层结构设计了系统状态分布式监控与演化总体架构, 并在该架构下提出了一种服务部署方案层级动态调整方法。通过定义信息流转长度与方案调整代价设计了服务部署调整方案的数学优化模型, 针对部署方案中同时包含服务部署位置和信息流转路径的特点, 将成对交换思想、最短路径规划与m-best策略相结合提出了一种贪心求解算法, 以实现调整方案的快速生成。实验证明, 该方法能够在保证系统信息流转效能的同时有效控制系统的演化范围, 适用于执行任务过程中服务部署方案的敏捷调整。     

面向任务的网络信息体系建模分析方法研究

网络信息体系作为信息化时代体系作战能力的催化剂和融合剂,正在改变着信息化作战形态及战斗力生成模式。本文在分析网络信息体系概念内涵的基础上,引入任务与体系的关联映射规则,提出了一种综合考虑超网络和服务化特征的网络信息体系“两维四网”模型构建及特性分析方法,并以空中突击作战为例,以服务信息流模体时延、任务执行精度、资源冗余度为特征度量指标,通过仿真实验验证了模型与方法的可行性和合理性。     

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。     

基于虚拟化技术的云仿真运行环境动态构建技术

为使得云仿真平台能够支持仿真用户快速、高效、灵活地获得个性化仿真服务,基于虚拟化技术研究了云仿真运行环境动态构建技术,设计了基于虚拟化技术的云仿真运行环境动态构建模型,研究了面向多用户的、以仿真模型需求为依据的云仿真运行环境动态构建的三层映射算法。最后通过一个应用示例说明了基于虚拟化技术的云仿真运行环境动态构建技术的可行性和有效性。     

基于区分服务的云提供商效用最大化方法

当前云计算发展面临如何增加服务收益的重要挑战.经济学领域中多通过区分服务来划分市场以提高收益.由于云服务存在服务质量建模复杂、用户服务质量需 求灵活多变等特性,区分提供云服务非常困难.基于队列模型和优化算法,本文提出一种通过区分服务供应来最大化云提供商收益的方法.本文采用队列模型分析来确定为实 现特定服务质量水平需供应给单个服务的资源数量,然后通过优化算法决定准入服务的组合并确定其服务质量水平及价格,以实现云提供商的效用最大化.分析表明该 优化问题是NP完全的,本文提出基于遗传算法的元启发算法来得到最优效用.实验结果表明,在不同工作负载情况下,算法可行且具有良好的收敛性,保证了云计算的实时性.     

航空信息网络服务功能链协同构建与映射策略

针对任务时延敏感、资源承载有限的航空信息网络作战任务高效部署问题, 提出一种基于网络功能虚拟化的服务功能链协同构建和映射策略。该策略以平台和链路负载率为参考, 在确定服务功能所映射平台基础上, 通过服务链构建方案与网络资源状况相协调, 获得最佳服务链构建方案, 分别通过改进蚁群算法和广度优先搜索算法获得映射和构建结果。研究结果表明, 所提策略在时间复杂度较低条件下可有效提高任务请求接受率, 缩短任务平均等待时间, 在满足更多任务需求的同时保证任务的快速响应。