层次式仿真运行支撑环境StarLink中的关键技术

在广域网环境下,特别是在维护联盟状态信息的一致性方面,分布式RTI(runtime infrastructure)难以适应大规模仿真的应用需求,而层次式RTI则有效地降低了大规模仿真中的计算开销.论述了面向广域网的仿真运行支撑平台StarLink采用层次式体系结构的理由,并从3个方面介绍了StarLink的实现技术,包括CORBA中间件技术、多线程技术以及基于XML格式的数据交互技术.最后,讨论了StarLink的测试方法,提出了基于框架结构的功能测试思想. StarLink为面向广域网的大规模仿真应用提供了强有力的技术支持.     

层次式RTI中所有权管理的研究与实现

层次式RTI为大规模分布式仿真提供了有效的支撑平台.层次式RTI体系结构中的所有权管理服务,由于其体系结构的复杂性,需要在保证整个系统所有权状态正确一致的前提下,尽量减少局部RTI（LRTI）之间的消息流量,以尽可能快地实现所有权转移.针对以上问题论文提出了各LRTI服务器所有权状态信息的弱一致性思想,即每个LRTI维持的所有权状态信息在LRTI层次上（即属性所有权属于哪个LRTI）保持一致,而在盟员层次上（即属性所有权属于哪个盟员）却可能不一致（以盟员所在的LRTI为准）.这种弱一致性既可以从全局的角度保持所有权状态的正确性, 又可以减少LRTI之间的通信量,高效地实现所有权转移.该思想已应用到层次式RTI软件StarLink＋的实现中,测试表明达到了预期的效果.     

层次式RTI服务器的设计与实现

提出了基于互操作协议的层次式RTI服务器的设计思想，给出了层次式RTI服务器YH—mRTI的体系结构，在此基础上介绍了YH—mRTI各管理服务的实现技术．由于YH—mRTI中多个RTI可以并行执行，因而可大大提高广域网上大规模仿真的效率．     

HLA/RTI的执行结构与实现研究

高层体系结构(HLA)是新一代计算机仿真的标准,运行支撑环境(RTI)是HLA仿真体系的核心组件,已成为仿真界研究的热点。为了揭示基于HLA/RTI的仿真应用的开发具体实现,了解RTI的本质和精髓,提出了RTI的执行结构框架,揭示了RTI开发的三个对象要素与RTI的六大服务间的关系,并总结出了RTI的三种实现方式,包括集中式、分布式和层次式,对它们各自的特点进行了阐述。     

基于Agent体系结构的HLA联邦成员设计与实现

智能Agent建模方法是一种描述、研究复杂对象的有效手段。高层体系结构（HLA）是一种服务于复杂系统建模、仿真的技术支撑框架，为联邦成员层次上的重用和互操作提供了基础。但HLA并未对联邦成员内部仿真对象模型的重用和仿真对象的复杂性和智能性描述提供足够的支持。文章通过引入Agent体系结构提出了一种新的联邦成员设计实现方法，提高了仿真对象模型的重用性、互操作性和智能性，降低了系统耦合性。通过将RTI服务函数进行封装，简化了HLA接口凋用。     

基于RTI的集群计算中间件

以大运算量和大记录数据量为特征的大规模数学仿真系统，可以采用集群计算的方式实现。集群计算可分为基于单一操作系统和基于中间件两种模式。支持集群计算的中间件可以基于分布式对象实现，也可以基于HLA／RTI实现。该文分析了基于RTI的中间件（RTI Based Middleware，RBM）应能满足的基本要求，讨论了陆军师作战仿真系统中RBM的设计与实现问题。在该系统中，RBM被设计为一个接口类，全面封装了所用到的RTI服务，并为仿真应用程序提供了方便的访问接口。测试表明，RBM能够满足支持集群计算的大规模数据交互能力需求。     

基于MOM的HLA/RTI管理盟员的设计与实现

为了在仿真运行过程中对联盟、盟员以及RTI进行监控，HLA中引入了管理对象模型(MOM)，该模型是HLA／RTI架构中的重要组成部分。该文介绍了IEEEl516规范中定义的MOM，并在此基础上对其进行了扩展。结合我们StarLink RTI的开发实践，提出了通过代理盟员实现MOM的设计方案，在该RTI中实现了对MOM的支持。最后在此基础上，设计并实现了管理盟员StarFM。     

基于StarLink的民意模型的改造和测试

针对基于StarLink的民意模型,首先在理解高层体系结构的基础上,将它设计为具有三类联盟成员的联盟,接着详细地分析了联盟成员之间的信息流程和每类联盟成员内部的信息流,最后给出了基于该联盟的仿真实验方案和结果。实验结果表明,StarLink能够有效支持大中规模的仿真系统应用。     

RTI中乐观推进机制的实现

正确理解乐观推进机制的基本原理,并按照高层体系结构HLA(high level architecture)规范实现RTI(runtime infrastructure)中的乐观推进服务一直是分布式仿真领域关注的难点问题.介绍了并行离散事件仿真PDES(parallel discrete event simulation)和HLA中的乐观推进机制,并指出了它们之间的重要差异,例如PDES中的虚拟时间(virtual time)可以回卷(roll back),回卷发生在进程中;而HLA中的逻辑时间不能够回卷,但乐观盟员在不影响保守盟员推进的情况下可以回卷自己调度事件的时间,回卷发生在盟员内而不是RTI内.另外,提出了在实现乐观推进服务时,不需要RTI作任何保存操作的"零保存"技术,并成功地将该技术应用到RTI软件StarLink中."零保存"技术通过在消息句柄类型RTI::MessageRetractionHandle定义中增加两个变量,一个表示TSO(time stamp order)消息的时标,另一个表示所有接收该消息的盟员(RTI::MessageRetractionHandle为IEEE1516.1定义的数据类型),RTI将具有此类型的消息句柄返回给发送TSO消息的盟员保存,当发送盟员再次使用消息句柄撤消(retract)消息时,RTI从消息句柄中就可以知道并通知接收盟员撤消消息.对于理解和开发RTI中的乐观推进服务具有重要的现实意义.     

基于兴趣层次的RTI拥塞控制研究

大规模分布式仿真造成数据的爆炸性增长,极大地限制了仿真的规模化和持续性.因为高层体系结构HLA(high level architecture)体系本身固有的缺乏对数据要求级别的定义,RTI(runtime infrastructure)不能充分利用仿真应用的特点进行拥塞控制.兴趣层次描述了不同的接收者对数据的需求差异,提供了一种引入QoS(quality of service)、拥塞控制和层次化数据分发管理DDM(data distribution management)等技术的基础.将兴趣层次理论应用到RTI的运行机制,提出了一种基于兴趣层次的相位过滤算法以进行运行时支撑环境RTI的拥塞控制.实验表明,基于兴趣层次的相位过滤算法对于控制RTI拥塞状况是有效的,同时具有关键数据和传输稳定性的保障.     

基于社会网络分析的泛在网络仿真平台

针对泛在网络面临局部自治性、异构性、复杂性、混沌性等问题,提出一种基于社会网络分析的泛在网络体系架构及网络仿真平台,并进行原型系统实现。采用社会网络分析中的社会网络的管理、组织和协作机制,利用Multi-Agent技术,从泛在网络体系架构、泛在网络软件平台、虚拟组织、管理Agent、工作者Agent等方面进行设计,同时对Agent通信语言进行基于XML的扩展。实验结果证明,该平台可用于仿真复杂的泛在网络服务与应用。     

HALVM:一个大型分层视频组播层次化自适应体系

针对端点自适应方法和基于静态配置代理的应用自适应方法无法满足大型视频组播扩展性、动态性和复杂性要求这一难点问题,提出了一个基于自组织代理的视频组播层次化自适应体系HALVM.该体系综合了代理的动态自组织协议和可伸缩性视频转换编码技术,将复杂的大型视频组播应用系统的动态自适应问题分解为层次化的小型视频组播应用子系统,由发送端、接收端和层次化代理分布完成自适应功能,是一个扩展性能好、管理与控制效率高的自适应解决方案.     

分级全息建模思想在网络资源管理中的应用

分级全息建模(HHM)建立在大规模和复杂系统哲学的基础上,它是大系统理论的一部分。近年来,大系统和复杂性问题成为一个热点研究问题。本文将大系统理论中的分级全息理论应用刀大规模的网络资源管理中去,提出了一种分级全息的资源管理策略。它为网络资源管理提供一种新的思路和方法。     

Management system for distributed and hierarchical robot groups

This paper introduces a management system for robot groups with distributed and hierarchical architecture. In order to manage cooperation tasks of a great many robots, we put management systems on each work sub-area. A management system on a certain sub-area divides a task given by the upper sub-area into sub-tasks and gives the lower sub-areas those sub-tasks. With this architecture, we obtain distributed and hierarchical management system for the whole working area. We produced a simulation system and showed an example of task division and execution. We also produced a demonstration system.     

一类高阶线性系统的分层控制

近年来, 一种基于系统层次结构的分层控制方法发展了起来, 它主要针对的是高阶复杂系统. 为了分析和控制这类系统, 我们首先根据需要构建一个合适的低阶抽象系统, 然后在此基础上分析和设计原始系统控制律, 即所谓的接口函数. 本文将此方法用于一类高阶线性系统的稳定控制问题, 并得到了相应的控制律. 最后, 算例部分的仿真结果说明了这种方法的有效性.     

分布式仿真系统层次设计商空间粒计算模型

大规模分布式交互仿真系统的开发与应用对仿真系统设计提出了更高的要求. 本文针对分布式仿真系统设计中存在的设计层次不明确的问题, 提出了基于商空间粒计算理论的系统分层模型, 该模型包括系统总体设计层、系统体系结构设计层和系统执行结构设计层, 解决了系统设计的层次问题. 在此基础上, 对各个层次的纵向和横向信息粒之间的关系进行了深入的分析, 并综合考虑了仿真任务、仿真资源和仿真服务的影响. 最后根据一个实际的仿真系统设计实例对模型进行了验证, 结果表明, 利用分布式仿真系统层次模型进行设计可以极大地提高系统的灵活性和可重用性.     

空间任务论证仿真系统中异类RTI连接技术研究

为使空间任务论证仿真系统具有可重用性和扩展性,将异类运行支撑环境(runtime infrastructure,RTI)连接技术引入其中,使其能够在不同任务的论证过程中使用已有的联邦成员.通过分析高层体系结构(high level architecture,HLA)在该系统中的应用关键技术,以及基于桥接盟员和异类RTI的概念,设计并实现了桥接软件以连接采用不同RTI建立的联邦成员,从而能够快速构建针对不同任务的空间任务论证仿真系统.对桥接软件的时间推进请求响应速度进行了测试,实验结果表明该桥接软件高效且可行.     

一种基于分布式结构的雷达系统仿真引擎机制研究*

随着系统规模的不断扩大,系统复杂度大大提高,采用单一的仿真程序已不能满足大规模复杂系统仿真的需求,采用分布式结构进行雷达系统仿真逐渐成为一种解决复杂系统仿真的主要方法。仿真引擎机制的研究是雷达仿真系统设计的关键,有利于深化和提升雷达仿真的效率。阐述了雷达仿真系统模型,采用分布式结构,提出了基于消息服务中心MSC和运行监控中心SC两层控制结构的仿真引擎机制,将用户接口服务与消息传递服务分离开来,增强了雷达仿真软件的灵活性和易操作性。在这种机制下,进一步提出了消息传递算法MPA并进行了系统性能测试和验证,仿真实验结果表明,MPA算法可以快速、可靠地实现雷达系统内部各执程体间的互连互通,准确地完成雷达仿真过程的控制与监视。     

复杂机械系统仿真平台模型管理研究与实现

针对自主开发的复杂机械系统仿真平台InteDyn，基于多体系统动力学建模理论，采用面向对象思想对于．复杂机械系统模型管理技术作了详细探讨，提出了一套支持复杂机械系统仿真快速建模的模型管理机制，支持基于子系统的层次建模和模型重用．在InteDyn中的汽车仿真建模证明了该机制的有效性．