仿真一体化支撑平台技术

该文综合和分析了过程仿真一体化支撑平台的多种功能和发展过程。基于工程模块化建模方法和基于程序模块化建模方法两个方面，比较全面和深入地研究了仿真一体化支撑平台的构成原理、体系结构，如数据库结构、内存管理、实时调度等技术上的实现方法和应用功能。文章最后分析了国内电站仿真领域中使用最多的三种一体化支撑平台以及它们各自的特点。     

协同仿真环境体系结构

体系结构是协同仿真环境中最重要的因素之一，是协同仿真环境的基本配置和基本软件框架，决定了协同仿真环境的性能和实现方式。本文探讨了体系结构的一般概念和设计体系结构的一般原则。针对协同仿真环境的特点，在分析协同仿真环境对体系结构的要求的基础上，结合实验室具体情况，给出了一个实用性强、层次清楚的协同仿真环境体系结构。     

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。     

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.     

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。     

工程级和交战级仿真系统体系结构研究

提出了工程级和交战级仿真系统体系结构,指出该体系结构由数字仿真层和硬件在回路中的仿真层组成.还提出了工程级和交战级仿真支撑环境体系结构,指出该体系结构由建模与仿真支撑环境、建模与仿真资源库以及相应的模型标准组成.以联合建模与仿真环境JMASE为例对工程级和交战级仿真体系结构的实现方法和技术进行了详细研究.     

舰艇分布交互仿真系统体系结构研究

认真研究了当前分布交互仿真系统的体系结构,指出了存在的问题和国内外最新研究成果。详细分析了舰艇分布交互仿真系统的特点、功能作用和基本构成,并给出了一个简单的系统构成。     

基于XMSF的建模与仿真研究

继HLA之后,建模与仿真(M&S)技术如何发展,是当前仿真界正在考虑的问题。美国国防部(DoD)2002年提出了可扩展建模与仿真框架(XMSF)报告[1],对Web技术如何支持M&S进行了深入研究。这一框架使新一代M&S应用的可重用性和互操作性有了进一步的发展。本文阐述了XMSF的概念,在分析HLA缺点的基础上利用XMSF思想对HLA进行了完善,并且就如何利用XMSF进行大规模仿真开发做出了启发性的指导。     

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。     

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。     

分布仿真系统中的时间管理服务研究及实现

分布仿真系统中的时间管理服务一直是实现中的难点和重点。LBTS计算和查询是影响时间管理的重要因素。分析了HLA/RTI中时间管理的实现机制，深入研究了在多线程RTI中时间管理服务的设计与实现。首先介绍了AST_RTI和时间管理服务设计思想。然后从支撑系统软件实现的角度研究了关键技术的实现，包括AST_RTI总体结构，多线程实现机制。提出一种优化的LBTS计算方法，降低了时间管理的通讯代价。将设计和算法应用在具有自主知识产权的AST_RTI中。多个工程应用系统表明了此实现有效提高了RTI的性能。     

分布式网络环境下DDM系统层次仿真框架

在基于HLA的大规模交互仿真中，如何灵活、高效地实现分布式网络仿真成为迫切需要解决的问题。HLA中的数据分发管理机制为实现大规模交互仿真提供了可能。分析了数据分发实现过程及过滤原理，结合分布式网络的特点，构建了一种层次化数据分发管理系统仿真结构，提出了层次化DDM系统仿真策略，并对层次化DDM仿真系统的性能进行了分析对比，说明了层次化仿真框架的可行性及优越性。     

改进时间管理机制的分布式仿真体系结构

在现有分布式仿真应用中,基本上没有使用HLA中的时间管理服务.其根本原因是HLA中逻辑时间的本质是具有语义的仿真时间,这给分布式仿真带来了性能减低、互操作性差等问题.为了解决这些问题,引入了与语义分离的固果时间的概念,用于确定消息间的固果关系,并为分布式仿真构建新的体系结构(称为Multi-Layer Architecture,MLA),其中的支撑平台是消息传输支撑平台(Message Transport Infrastructre,MTI).在MLA中,因果时间封装在MTI中,相对于联盟完全透明;而位于联盟中的仿真时间是一个整体,在联盟构建过程中决定采用哪种仿真时间管理策略.基于因果时间与仿真时间的分离,MLA能够对仿真数据进行多层封装和拆封,完全更新了联盟执行过程.MLA不仅有利于提高仿真应用的并行,还能够增加仿真模型的可重用性和互操作,而且可以使模型与不断进化的标准相适应.     

电子对抗系统效能仿真支撑环境研究

电子对抗的发展需要越来越多仿真应用,电子对抗系统效能仿真支撑环境能为电子对抗系统效能仿真提供从需求分析到仿真应用全周期的支持,提高效率、共享资源。基于已研究项目的研究成果,分析了电子对抗系统效能仿真的分类和需求,研究了电子对抗系统效能仿真支撑环境的结构组成、规范和关键技术,并提出了其未来发展值得关注的技术。     

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.     

分布复杂系统仿真支撑环境研究

建立分布复杂系统支撑环境对于共享资源、提高效率和节省成本具有重要意义。支撑环境包括研究开发环境和运行环境，可以应用在系统从需求分析到维护训练的全生命周期。讨论了对支撑环境新的仿真需求，研究了模型标准化、互操作性、时空一致性、可视化等关键技术。以此为基础，给出了本实验室在分布复杂系统支撑环境的研究成果。最后展望了进一步的研究工作。