虚拟试验软件平台技术的研究与展望

军工试验与测试技术正在向着综合化、虚拟化、通用化、智能化和网络化的方向发展,在这过程中,虚拟试验成为与实物试验并重的一种新的军工产品研制试验途径;虚拟试验软件平台技术是搭建虚拟试验验证系统的核心技术,也是当前虚拟试验验证技术的研究重点之一;以试验与训练使能体系结构(TENA)为代表的国外主流虚拟试验软件平台的发展历程为背景,总结了国外虚拟试验软件平台技术发展所带来的启示,并分析了国内虚拟试验软件平台技术的研究现状,指出了构建虚拟试验平台所涉及的关键技术;在此基础上,提出了进一步深化我国虚拟试验软件平台技术研究和应用的建议.     

基于TENA思想的分布式靶场虚拟试验系统设计

在分析试验与训练使能体系结构（TENA）思想的基础上,提出了1种分布式虚拟试验体系结构,该体系架构是1个集试验方案编辑、过程控制、综合显示、数据存储与处理功能于一体的综合化、通用化的虚拟试验支撑平台,介绍了该体系结构的特点和组成。根据该体系结构设计了分布式虚拟试验系统,详细阐述了分布式虚拟试验系统的基本组成及通信机制,可为类似系统的构建提供方法借鉴。     

虚拟试验验证技术发展思路研究

虚拟试验验证是贯穿军工产品全生命周期的核心技术之一,也是试验测试领域的研究重点之一;文章在总结近年来虚拟试验验证研究成果和存在问题的基础上,结合国外最新技术发展的趋势,提出了以虚拟试验验证使能技术为核心的下一步虚拟试验验证总体研究思路;在此基础上,提出了虚拟试验验证使能体系结构VITA,并对VITA中涉及到的共性技术和应用层面的关键技术进行了阐述;最后从应用与技术结合的角度提出了进一步深化虚拟试验验证技术研究的具体建议。     

虚拟靶场运行支撑体系结构研究

为了解决武器系统研制与传统靶场试验方式间日益突出的矛盾,结合当前的技术发展和面临的实际需求,系统阐述了虚拟靶场这一新型靶场试验模式的特点及技术内涵;基于虚拟靶场对体系结构的需求,研究了虚拟靶场系统底层框架体系结构,包括高层体系结构HLA和试验与训练使能体系结构TENA,并且从应用领域及技术方案等角度对这两种典型运行支撑体系结构进行了对比分析;最后,设计了基于TENA的虚拟靶场建设的总体框架,并对各组成部分的功能进行了详细阐述,为进一步研究虚拟靶场理论及关键技术提供了参考。     

虚拟靶场体系结构设计

为了将各种仿真、试验及高性能计算方法应用到靶场试验中来构建虚拟靶场,提高靶场试验的效率.研究了先进模拟与计算(ASC)计划的层次结构,分析了其代码实现框架SIERRA的体系结构,详细阐述了试验与训练使能体系结构(TENA).将ASC中的模拟试验方法及SIERRA框架中的高性能计算服务与TENA相结合,设计了虚拟靶场体系结构(VRA)及其中间件,其中VRA弥补了TENA在虚拟试验过程中对高性能计算支持不足的缺点.通过导弹攻击战斗机实例的试验结果表明,利用VRA进行虚拟试验可为产品的分析、仿真和试验提供有力支持.     

装备虚拟试验系统体系结构及其互联技术

为满足大规模装备全系统、全功能、全范围、全要素的试验要求,采用试验与训练使能体系结构的设计思想,根据数据分发服务(DDS)系统的相关标准,提出一种新的虚拟试验系统体系结构。以大规模舰艇装备虚拟试验系统为例,分析其中各模块的主要功能,设计系统内部DDS信息分发中间件用例。应用结果证明,该体系结构适用于多种平台、多类系统和多型设备的装备虚拟试验环境建设。     

试验训练使能体系结构(TENA)的进展与应用情况

未来的作战与训练概念高度依赖于以网络为中心的作战能力,美国国防部认为迫切需要在试验与训练领域建立一种能克服当前“烟囱式”设计、实现靶场资源之间互操作、重用和可组合的新技术。美军借鉴了多种体系结构的研究和应用成果,构建了试验训练使能体系结构(TENA)。本文对TENA的进展、在美军靶场中的最新应用情况及未来发展方向进行阐述,并描述了针对我国靶场资源现状所带来的启示。该体系结构将为未来开发精细强大的试验和训练系统提供必要的支撑。     

复杂虚拟试验运行支撑软件的性能测试研究

针对虚拟仿真环境中复杂虚拟试验运行支撑软件的性能需求设计测试指标,测试指标包括对复杂虚拟试验运行支撑软件联邦成员之间的属性更新延迟测试;在两个或多个联邦成员之间的吞吐量测试;在联邦成员连续请求时间推进的情况下,复杂虚拟试验运行支撑软件对其请求的响应时间的时间推进请求响应测试;对于上述测试指标,提出了相应的测试方案,通过对测试数据的分析与比较,结果表明,复杂虚拟试验运行支撑软件符合软件开发的各项性能要求,能满足某军工产品虚拟试验实时仿真的需要,并通过实际测试来验证了测试方法的实用性。     

复杂产品虚拟试验支撑框架

VITA支撑框架作为虚拟试验验证的共性技术支撑平台,主要用于解决复杂航天产品研制试验过程中的异构性、实时性、互联互通等问题;提出了一套完整的VITA虚拟试验体系框架,讨论了它的研究背景及体系结构,研究了VITA运行中间件的技术架构,并进行了性能测试,介绍了基于中间件的扩展服务,介绍了VITA目前的应用情况,初步应用表明,VITA支撑框架为复杂产品研发过程提供了有力的虚拟试验技术支持,可在航空、航天等多个行业的复杂产品研发中进行应用.     

基于RTX和VMIC的虚拟试验联邦支撑环境研究

半实物试验对联邦支撑环境有毫秒级推进的需求,这一需求很难通过对网络环境的改善完成;针对原有基于VMIC的虚拟试验联邦支撑环境在操作系统环节的不确定性,提出了基于RTX操作系统和VMIC网络的实时扩展方案;分析了联邦运行必须的四大管理服务的模块划分,将不同模块划分到不同操作系统;针对时间服务的精度问题进行进一步研究,达到了毫秒级的时间推进;设计并实现了联邦支撑环境;对该环境的实际使用中的测试表明,其达到了半实物试验的要求。     

基于HLA的分布式虚拟靶试系统研究

分布式靶试系统是军事仿真领域内的一个新的应用方向,它的实现将对新型武器研制以及试验起到节约成本、缩短周期的效果,有着不可估量的经济效应。针对分布式虚拟靶试系统,探讨了HLA框架下的分布式仿真系统开发流程。针对分布式靶试系统进行了需求分析、功能特性分析,并进行了联邦设计和SOM/FOM模型。文中采用了重合引导算法增加系统的仿真逼真度,通过外部时间同步方式实现系统的时空一致性,突出了HLA体系结构的优点及其在分布式仿真应用中的优势。     

靶场仿真中分布式异构网关技术研究

为快速、高效地实现试验与训练领域各靶场、设施和仿真的互操作、重用和可组合,构建实物的、虚拟的、构造的(LVC)分布式网络,研究了目前主要存在的高级分布式仿真架构,包括分布式交互仿真(DIS)、高层体系架构(HLA)及试验与训练使能体系结构(TENA);在对它们的异同进行分析比较的基础上,确定以TENA网关对异构靶场进行无缝连接是实现靶场互联的最佳方案;对网关进行了总体设计并对关键技术进行了分析,网关原型的建立为网关的深入研究和开发奠定了基础。     

基于HLA的分布式交互仿真技术及其应用

介绍了高层体系结构HLA的体系结构和关键技术，分析了联邦开发—执行的标准过程FEDEP的具体内容和数据流程，结合目前先进的HLA应用开发支撑软件，总结出应用HLA开发分布式交互仿真应用系统的具体方法。     

面向分布式虚拟环境应用的网络通讯协议方案

分布式虚拟环境(DVE)中高速运动实体的状态更新数据量很大,对实时性要求高,现有的通讯协议不支持消息废除,因而不能很好地支持新的状态更新消息覆盖过时消息。文章提出了一种可更新队列的概念模型,在此基础上提出了一种新的协议方案,它支持过时消息的丢弃,更好地满足了实时交互的需要。     

KD-RTI软件的测试研究

作为高层体系结构(HLA)仿真系统的核心支撑软件,RTI的质量对系统的运行起着决定性的作用。对它进行全面测试是对其质量的根本保证。从功能(性能)指标、测试方法和测试结果分析3方面介绍了KD-RTI软件的测试,包括功能测试和性能测试,重点进行性能测试。还在相同的测试环境配置下,给出了瑞典的pRTI和DMSO的RTI1.3NG-V6的部分测试结果并加以比较。结果表明：KD-RTI软件符合软件开发的各项性能要求,并满足一般的实时仿真需要。而且,它还具有数据交换速率高、低丢包率、低时延等性能优点。     

基于HLA的分布式舰潜对抗仿真系统设计

针对水面舰艇与潜艇对抗仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真系统设计方案,设计了由舰艇、潜艇、直升机、鱼雷等成员组成的分布式舰潜对抗仿真系统,并给出了组成联邦的各成员功能和OMT的设计方法及联邦成员的实现方法.采用此种设计方案有效地解决了不同仿真器、模型之间的互操作及仿真组件的可重用性问题.在舰潜对抗仿真系统的开发中证明该设计是可行的,本项研究对其它领域内基于HLA 的仿真系统构建和开发具有参考价值.