联邦概念模型及其VV＆A研究

联邦概念模型(FCM)是联邦设计和开发的基础,对联邦概念模型进行VV＆A有助于提高模型可重用性和互操作性.由于FCM中定性描述多于定量描述,不利于VV＆A结果的客观性,而形式化方法是解决上述问题的重要途径.总结了国内外在概念模型的定义、建模方法以及模型形式化描述等方面的主要研究观点,讨论了HLA联邦概念模型开发过程及其完整性、正确性和一致性问题,阐述了FCM的VV＆A过程和技术,介绍了有利于减少VV＆A结果的主观性的基于模糊AHP的专家评审法和基于时态逻辑的形式化校核方法,最后讨论了形式化方法在联邦概念模型VV＆A中的应用.     

基于VV&A的联邦开发和执行过程改进研究

针对联邦开发和执行过程中描述现实世界不准确、仿真结果可信度低等不足,引入VV＆A过程,成立VV＆A小组专门负责系统的校验和验证工作,明确了联邦开发和执行过程改进的全生命周期,提出了“一个目标,两条主线”的联邦开发和执行过程改进策略：“一个目标”即基于模型仿真真实世界满足用户需求的目标;“两条主线”即以联邦开发人员为中心的模型建立和实现路线以及以、VV＆A小组为主线的校验和验证路线,两者同步开展工作,互相控制和制约,共同维护系统的准确性和可信性。     

基于MDA的联邦开发和执行过程分析与改进

模型驱动体系架构（model driven architecture,MDA）是先进的软件开发方法学,对开发HLA仿真系统具有很好的借鉴作用.在系统地总结了MDA系统开发原理以及联邦开发和执行过程模型（federation development and execute processmodel,FEDEP）的基础上,归纳了应用MDA系统开发方法进行HLA仿真系统开发的技术优势,初步探讨了基于MDA的FEDEP和联邦VV＆A过程.     

关于仿真模型检验的研究

仿真系统的可信性,它关系到系统的研制周期、使用寿命和可靠性。建模仿真可信性研究,又称为建模仿真“校核、验证和确认”,就是解决模型有用、敢用和相信问题,这是非常重要的。建模仿真VV＆A研究包括概念性研究、建模仿真VV＆A过程、VV＆A技术方法等。事实上,建模仿真VV＆A是建模仿真的全面质量管理,包含技术和管理工作。该文通过借鉴国内外在该领域的研究成果,对建模仿真VV＆A理论进行了概述研究,并给出建模仿真方法。     

作战仿真系统联邦成员与联邦组件交互研究

目前,利用作战仿真系统进行军事训练逐渐得到世界各国的重视,COM作为作战仿真系统的主要支撑技术之一,得到了飞速的发展.联邦成员与联邦组件的交互是作战仿真系统联邦成员设计与实现的一个重要组成部分.文中在阐述了COM概念的基础上给出了坦克分队作战仿真系统联邦成员的基本结构,分析研究了联邦成员与联邦组件的交互过程,给出了坦克分队作战仿真系统联邦成员的接口实现程序框架.     

基于UML的作战仿真VV＆A过程形式化建模

可信性是作战仿真的生命线,对作战仿真的全生命周期进行校核、验证与确认（Verification,Validation and Accreditation,VV＆A）是确保其可信性的重要途径。建立合适的VV＆A过程形式化模型是开展作战仿真VV＆A过程研究的前提和基础。基于统一建模语言（Unified Modeling Language,UML）分别从用例、静态结构、动态行为及交互等方面对VV＆A过程进行形式化建模,建立了作战仿真VV＆A过程的用例、类图、活动图及顺序图模型,并给出相应的形式化定义。实践表明：作战仿真VV＆A过程形式化建模可以使VV＆A的描述规范化、标准化及形式化,便于不同领域人员的相互沟通与交流,以及VV＆A工程化应用,促进了VV＆A工作顺利开展。     

输弹机构虚拟样机的校核、验证及故障行为确认

提出了虚拟样机仿真试验中应进行的VV＆A工作。仿真必须经过校核、验证和确认(VV＆A)才能证实其具有一定的可信度,数字仿真在数学模型(方程组)的简化和转化为计算程序的过程中引入的误差会使仿真可信度降低,因而有许多关于VV＆A的讨论和推荐的一些VV＆A方法。基于虚拟样机的仿真与数字仿真有质的不同,如何开展VV＆A工作鲜有提及,实践中一些虚拟样机仿真因未进行VV＆A工作使仿真失去意义。该文案例在虚拟样机仿真的各个阶段都进行了VV＆A工作,,保证了仿真结果的可信度。     

仿真VV＆A研究综述

对于大型、复杂的仿真系统，在建模与仿真的全生命周期中进行VV＆A研究，意义非常重大。该文对仿真VV＆A的研究加以全面探讨，首先回顾国内外仿真VV＆A研究的历史和现状，找出国内与国外VV＆A研究的差距；其次简单介绍VV＆A的概念和原则，并对容易混淆的概念加以分析、比较；接着根据美国国防部制定的VV＆A建议指导规范，以某模拟测试系统仿真为例，洋细介绍VV＆A研究的过程与方法；最后针对国内仿真VV＆A研究的现状，提出了VV＆A研究需要解决的关键问题及其发展方向。     

作战仿真系统联邦成员与联邦组件交互研究

目前,利用作战仿真系统进行军事训练逐渐得到世界各国的重视,COM作为作战仿真系统的主要支撑技术之一,得到了飞速的发展。联邦成员与联邦组件的交互是作战仿真系统联邦成员设计与实现的一个重要组成部分。文中在阐述了COM概念的基础上给出了坦克分队作战仿真系统联邦成员的基本结构,分析研究了联邦成员与联邦组件的交互过程,给出了坦克分队作战仿真系统联邦成员的接口实现程序框架。     

联邦成员一致性测试软件研究

为了实现仿真系统的可重用性，可互操作性和可扩展性，开发基于HLA的仿真系统已成为未来仿真技术发展的方向。在开发HLA联邦成员时，必须符合HLA规则，能与RTI准确交换数据，确保加入联邦的各成员的正确性，为此，开发有效的联邦成员测试软件，在加入联邦之前对各成员进行测试具有重要意义，该文先介绍了联邦成员一致性测试的背景知识，接下来列举了有关定义，详细阐述了联邦成员一致性测试（FCT）的地位，测试过程和相关的辅助工具，文章最后描述了FCT软件的开发过程，重点是测试成员的生成和测试过程的记录。     

基于HLA的仿真应用系统开发中的时间同步研究

确保仿真节点间数据的正确传输和时间同步是分布式仿真系统设计的关键。该文从应用层角度出发,分析了基于HLA／RTI仿真系统设计中的时间管理机制,研究了联邦成员间数据的交互原理。采用对比时戳的方法解决了在仿真应用系统开发中联邦成员对所接收消息进行确认而得到所需数据的问题,对成员在时间管理中存在的其它问题也采取相应的措施进行了处理,从而保证整个联邦同步运行该文对于RTI系统的开发能起到一定的互动效果。     

3D simulation as training tool in container terminals: The TRAINPORTS simulator

Modeling & Simulation (M&S) provides one of the best solutions for personnel and managers training in complex environments. In this article, the authors present an advanced High Level Architecture (HLA) federation of simulators (TRAINPORTS, TRAINing in marine PORTs by using Simulation), that recreates in a three-dimensional virtual environment the most important transshipment terminal of the South Mediterranean area, the Gioia Tauro container terminal. The TRAINPORTS federation includes four different federates (Straddle Carrier, Quay Crane, Forklift and Truck) and offers an advanced tool for marine port operators’ training providing the sensation of being in a real container terminal environment. The TRAINPORTS federation is part of an innovative family of simulators (called ST_VP, Simulation Team Virtual Port). This article presents the TRAINPORTS architecture, describes the federates/federation development process and discusses the simulators operation modes and verification and validation issues.     

基于HLA的卫星通信链路分布式仿真的研究

该文首先对HLA进行了概述。其次介绍了卫星通信链路仿真系统的功能,该功能是由10个模型构成的基础模块和应用模块实现的;在此基础上提出了一种基于HLA的卫星通信链路分布式仿真系统的设计框架,构建了由11个联邦成员组成的卫星通信链路仿真联邦,并较为详细地阐述了仿真系统的联邦成员的设计和联邦成员间信息交互的设计,给出了联邦成员间信息传递关系的示意图,较好地解决了仿真系统各功能模型的同步、并行运行的问题;最后通过仿真得出了有关结论,为卫星通信链路、通信网络的设计与性能评估奠定了基础。     

Offloading Data Distribution Management to Network Processors in HLA-Based Distributed Simulations

The high-level architecture (HLA) standard developed by the Department of Defense in the United States is a key technology to perform distributed simulation. Inside the HLA framework, many different simulators (termed federates) may be interconnected to create a single more complex simulator (federation). Data distribution management (DDM) is an optional subset of services that controls which federates should receive notification of state modifications made by other federates. A simple DDM implementation will usually generate much more traffic than needed, whereas a complex one might introduce too much overhead. In this work, we describe an approach to DDM that delegates a portion of the DDM computation to a processor on the network card in order to provide more CPU time for other federate and Runtime Infrastructure (RTI) computations while still being able to exploit the benefits of a complex DDM implementation to reduce the amount of information exchange.     

基于HLA的仿真程序设计研究及其应用

建模与仿真高层体系结构(HLA) 已成为电气和电子工程师协会( IEEE) 标准,正在成为今后仿真发展的主要方向.但是目前大多数学者只专注于HLA理论研究或者只从联邦内部数据交换的角度来研究基于HLA的仿真程序设计,缺乏直观性和实用性.文中从程序设计的角度、以C 语言实现为例剖析了HLA的编程代理模型和联邦成员代码的三个职责,并且还详细分析了FED文件中定义的对象类和交互类与联邦成员文件结构的对应关系,然后从联邦的执行过程出发给出了基于Windows方式下联邦成员的程序设计框架,最后以一个简单的planetrace联邦的例子来说明了联邦成员仿真程序的实现流程.     

基于HLA的语音通信模拟系统

依据高层体系结构标准,通过分析语音通信模拟系统的体系结构,定义联邦成员的仿真对象模型,调用运行时间框架的API实现联邦成员的交互,根据语音通信实时仿真的特点,从应用层的角度提高语音通信模拟系统实时性,运用声明管理和数据分发管理进行数据过滤,设置全局时钟进行联邦成员间地时间同步。实验结果表明,采用的方法能够满足语音通信模拟系统的开发需求。     

基于HLA和Vega的空空对抗演练仿真系统

根据基于高层体系结构和Vega的虚拟战场空空对抗演练分布式仿真系统的设计需求,在扩展的PRPFOM基础上,使用VR—Link的API工具开发系统联邦和联邦成员。采用VR—Link技术设计并实现联邦成员间的同步和仿真进程控制方法。设计Vega导航器,完成导弹目标跟踪仿真演示并验证系统性能。     

Synchronization in federation community networks

A large scale High Level Architecture (HLA)-based simulation can be constructed using a network of simulation federations to form a “federation community”. This effort is often for the sake of enhancing scalability, interoperability, composability and enabling information security. Synchronization mechanisms are essential to coordinate the execution of federates and event transmissions across the boundaries of interlinked federations. We have developed a generic synchronization mechanism for federation community networks with its correctness mathematically proved. The synchronization mechanism suits various types of federation community network and supports the reusability of legacy federates. It is platform-neutral and independent of federate modeling approaches. The synchronization mechanism has been evaluated in the context of the Grid-enabled federation community approach, which allows simulation users to benefit from both Grid computing technologies and the federation community approach. A series of experiments has been carried out to validate and benchmark the synchronization mechanism. The experimental results indicate that the proposed mechanism provides correct time management services to federation communities. The results also show that the mechanism exhibits encouraging performance in terms of synchronization efficiency and scalability.     

基于HLA的仿真程序设计研究

高层体系结构HLA以其突出的互操作性和可重用性,成为当今分布式交互仿真系统结构标准,研究基于HLA的仿真程序设计方法对于分布式交互仿真系统的开发具有重要意义。该文从联邦创建到联邦退出,以程序设汁的角度,详细地剖析了联邦执行的整个生命周期过程,还分析了联邦执行的整个生命周期中联邦执行的各种状态以及联邦成员、联邦执行、RTI这三者之间的关系。根据联邦执行的生命周期过程,给出了联邦成员的应用程序框架,并且举例说明了HLA仿真程序设计的步骤和一般方法。     

Design and Implementation of the Federation Load Simulator

The importance and necessity of emulating the federation load during simulating was analyzed firstly. Then, the special federation load emulation tool, federation load simulator （ FLS ）, was designed and implemented, by which all of the vital essential characteristics of a simulation could be tested, e. g. the amount of federates, the joint/resigned speed of federate, the amount of object instances, the registered/deleted speed of instance in one single program, etc.. The applications proved that FLS could provide a convenient, effective and adjustable simulation load testing environment during the procedure of run-time infrastructure（RTI） and interrelated tool federates researching, developing and performance testing. Furthermore, the FLS utilized all kinds of resources with high efficiency.