光电探测系统多学科分布式仿真平台设计

针对光电探测产品系统级验证和评估的需要,设计开发了一个多学科分布式仿真平台。通过搭建仿真运行支撑环境、紧密集成光电探测涉及的各学科工具软件,构建了包括目标大气系统、光学系统、探测器系统、信号处理系统、控制系统以及监测评估系统的虚拟试验可配置运行环境。重点介绍了运行支撑环境的设计,并给出了各学科工具软件的集成方法,最后讨论了仿真平台下虚拟MRTD试验系统和虚拟外场试验系统的搭建。     

临近空间大气温度和密度特性分析

为有效分析临近空间大气环境参数的变化特性,利用10年左右的TIMED和ENVISAT卫星探测数据,统计得到了不同高度处大气温度和密度的空间分布特征,并通过与美国标准大气模式USSA-1976对比,分析了大气参数误差随高度、纬度和经度的季节变化,可为临近空间环境特性分析和卫星数据应用提供参考。研究表明,大气温度沿经向在中低纬地区均匀分布,沿纬向在不同高度处的变化特征各异,而大气密度沿经向在低纬地区均匀分布,沿纬向单调减小。USSA-1976模式温度数据整体偏大,随高度上升可信度逐渐降低,而密度数据整体偏小,随高度降低误差逐渐增大。     

针对载荷/载荷舱监控的固定码率数据非阻塞模式实时解析与展示方法

临近空间探测科学实验是以浮空器、无人机等平台为手段, 获取多尺度、多层次、多类型的探测数据, 为临近空间认知体系构建提供支撑. 因为临近空间探测的复杂性和探测数据的多样性及重大的应用价值, 所以建立临近空间探测数据实时可视化展示, 有利于提升临近空间探测任务的安全、稳定开展. 由于传统的同步阻塞I/O处理模式在对数据流进行处理时, 搭建异步事件驱动架构复杂, 数据处理效率难以提升, 因此本文设计了一种基于NodeJS+ElectronJS+EchartsJS的适用于临近空间探测科学实验固定码率数据非阻塞模式实时解析与展示方法. 该方法采用事件驱动、异步编程的实现方式, 实现了临近空间探测科学试验固定码率数据的实时数据解码以及下传数据高效准确的可视化展示.     

探空火箭在临近空间气象保障中的应用研究

从临近空间大气环境探测的重要性入手,分析了探空火箭探测技术的原理和国内外研究现状,并结合临近空间气象保障需求,研究了探空火箭探测手段在临近空间气象保障中的应用,进行了站点布局设计、探测方案制定和临近空间大气环境模型研究,展望了探空火箭探测技术发展方向,为提高我国临近空间气象保障技术和形成能力提供了技术依据.     

基于差分进化的临近空间探测资源调度

针对临近空间预警探测平台的协同资源调度问题,根据临近空间探测资源与探测任务的特点,考虑多种实际约束条件,构建临近空间探测资源的优化调度模型。根据该模型规模大、求解复杂的情况,提出一种基于种群灾变的自适应差分进化算法求解模型。仿真实验结果表明,该算法相比传统算法收敛速度更快、寻优能力更强。     

多谱段合成环境数据生成系统

空间环境对现代武器系统的性能有着重要影响,为生成精确、标准的合成环境数据,构建一套合成环境数据生成系统对仿真试验有着重要意义;该系统基于国际通用的Sedris[1]环境数据统一标准,采用虚拟试验和分布式仿真技术,实现大气、红外以及电磁环境数据的生成;根据不同的战场环境,利用此系统完成合成环境的建模、特性计算、数据转换以及可视化,提高了试验的精度与准确度,为武器系统的效能评估提供了数据支撑。     

大气环境动态运行数据库的研究与设计

在大气环境的仿真应用中,需要建立大气环境动态运行数据库,以实时响应并满足其它武器实体的大气环境数据请求.基于这一原因,以商业内存数据库eXtremeDB为平台进行二次开发,根据大气环境的典型属性,选取四维的大气数据插值,建立了大气环境数据库.该数据库允许多用户操作,是一个动态运行的数据库,可以满足实时性的要求.另外,根据大气仿真环境采用分布联网、动态交互的体系结构设计了大气环境联邦成员.     

虚拟装配程序可视化生成平台的设计与实现

通过分析快速生成虚拟装配程序的需求以及比较现阶段两种虚拟装配程序生成方法,在基于模板的代码自动生成技术的基础上,提出虚拟装配程序可视化生成平台VRMLPlatForm的设计思想,进行该平台用户界面的制作和各功能点的实现。在此平台下,列举矩形联结器移动、虚拟装配动作的可视化和程序的快速生成。将该平台应用在柴油机泵组虚拟装配培训系统的开发中,其结果验证了该平台在虚拟装配仿真动画制作过程中的巨大优势。     

基于RBF神经网络的临近空间气温预测模型

针对大气系统,特别是大气温度系统的复杂非线性动力学系统特性,对现有的临近空间(Near Space)的温度资料进行分析,并利用RBF神经网络建立了临近空间温度场预测模型。根据北纬10度到北纬50度、海拔20 km到80 km之间的临近空间的气温观测数据,利用遗传算法寻优RBF神经网络的隐层节点中心值,最后通过RBF神经网络预测临近空间的大气气温。仿真结果和实际的温度数据对比分析表明,使用该方法建模取得了比较好的效果。     

交互式实时虚拟内窥镜系统中的关键技术

在分析虚拟内窥镜和体数据可视化方法的基础上 ,提出了一种基于透视投影体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法。在微机平台上实现的基于体绘制的虚拟内窥镜系统 ,验证了该算法的实时性和所生成图像的质量。     

Resource Space Grid: model,method and platform

A Resource Space Grid is a virtual Grid that aims at effectively sharing, using and managing versatile resources across the Internet. The kernel of the Resource Space Grid includes a Resource Space Model (RSM) and a uniform Resource Using Mechanism (RUM). This paper presents the Resource Space Grid's core scientific issues and methodology, architecture, model and theory, design criteria and method, and practice. A normal form theory is proposed to normalize the resource space—a coordinate system for uniformly specifying and organizing resources. The RUM provides not only the end‐users with an operable resource browser to operate resources using the built‐in Resource Operation Language (ROL), but also the application developers with the ROL‐based programming environment. The prototype platform based on the proposed model and method has been implemented and used for sharing and managing resources in distributed research teams. Operations on Resource Spaces can constitute the virtual communities of Resource Space Grids—a platform independent resource sharing environment. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于模型检测的微服务组合平台QoS验证

针对当前缺少对微服务组合平台的服务质量（QoS）指标进行分析验证的问题,提出一种基于模型检测的形式化验证方法,对影响微服务平台性能的因素进行分析评估。首先,将微服务组合的服务资源配置过程划分为服务请求、资源配置和服务执行3个阶段,并分别由服务请求队列、服务请求配置器和提供服务资源的虚拟机等模块实现;其次,将各个模块的实现过程建模为带标记Markov回报模型（LMRM）,借助类似于进程代数的同步概念获得微服务组合过程的全局模型;接着,用连续随机回报逻辑公式刻画期望的QoS指标;最后,将形式模型与逻辑公式作为模型检测工具PRISM的输入以获得验证结果。实验结果表明,LMRM可较好地用于微服务组合平台的建模和QoS验证分析。     

基于模型检测的微服务组合平台QoS验证

针对当前缺少对微服务组合平台的服务质量（QoS）指标进行分析验证的问题，提出一种基于模型检测的形式化验证方法，对影响微服务平台性能的因素进行分析评估。首先，将微服务组合的服务资源配置过程划分为服务请求、资源配置和服务执行3个阶段，并分别由服务请求队列、服务请求配置器和提供服务资源的虚拟机等模块实现；其次，将各个模块的实现过程建模为带标记Markov回报模型（LMRM），借助类似于进程代数的同步概念获得微服务组合过程的全局模型；接着，用连续随机回报逻辑公式刻画期望的QoS指标；最后，将形式模型与逻辑公式作为模型检测工具PRISM的输入以获得验证结果。实验结果表明，LMRM可较好地用于微服务组合平台的建模和QoS验证分析。     

基于全数字的航空机载软件验证平台研究

为解决机载软件验证与开发环境冲突、软件验证独立性及软件联合仿真验证的问题,提出了一套基于全数字仿真技术的航空机载软件验证平台设计方案。即基于企业内各专业已有的全数字仿真系统、多学科仿真模型,设计了一套以数据分发服务为基础的架构,实现系统之间的互联互通;考虑软件测试要求及测试用例的可读性、可维护性需求,提出了基于测试场景的测试用例设计方法,实现测试场景与测试用例数据的分离,对验证工作的分工安排、工作交接维护具有较大的意义;对已有的企业级测试管理系统进行扩展,打通软件需求、设计、测试项、测试场景、测试用例之间的关联关系,实现软件开发验证的协同管理。     

异构环境下的虚拟资源建模及分配方法

多虚拟化平台结合使用可以充分利用各平台的优点,减少单平台故障造成的业务影响.异构环境下难于对虚拟资源进行统一有效的管理,特别是用户需求不能合理的在平台中实例化,会导致严重的资源浪费,并且由于迁移的代价较大,难于整合与调整全局资源.针对上述问题,提出一体化模型统一管理跨平台的虚拟机资源,并在此基础上提出基于粒子群算法的二级平衡度分配策略,在实例化虚拟机时合理的选择虚拟化平台,最大化的利用各平台虚拟资源.实际环境下的实验说明,本方法平衡了资源利用率和提高了虚拟机跨平台的管理效率.     

VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

云计算虚拟资源增强型多点安全传输仿真

多点传输过程中存在靠近协作基站窃听威胁,导致网络资源传输安全性差问题。为此提出基于云计算虚拟资源增强型多点安全传输方法。通过虚拟化技术将物理资源抽象为相同的虚拟资源,构建云计算资源管理框架平台,将用户的数据信息存储在资源服务器数据库内。采用安全保护域增强型多点协作传输机制,以微基站作为中心建立安全防护域,判断在传输过程中是否存在监听设备。通过在传输信息时发送人工噪声,减少协作微基站附近的监听威胁,实现增强型多点安全传输。仿真结果表明:所提方法能有效降低信息被窃取概率,提高数据传输速度和吞吐量,加强数据传输的安全性。     

VM3: Measuring,modeling and managing VM shared resources

With cloud and utility computing models gaining significant momentum, data centers are increasingly employing virtualization and consolidation as a means to support a large number of disparate applications running simultaneously on a chip-multiprocessor (CMP) server. In such environments, contention for shared platform resources (CPU cores, shared cache space, shared memory bandwidth, etc.) can have a significant effect on each virtual machine’s performance. In this paper, we investigate the shared resource contention problem for virtual machines by: (a) measuring the effects of shared platform resources on virtual machine performance, (b) proposing a model for estimating shared resource contention effects, and (c) proposing a transition from a virtual machine (VM) to a virtual platform architecture (VPA) that enables transparent shared resource management through architectural mechanisms for monitoring and enforcement. Our measurement and modeling experiments are based on a consolidation benchmark (vConsolidate) running on a state-of-the-art CMP server. Our virtual platform architecture experiments are based on detailed simulations of consolidation scenarios. Through detailed measurements and simulations, we show that shared resource contention affects virtual machine performance significantly and emphasize that virtual platform architectures is a must for future virtualized datacenters.     

基于多维度抽象和广度优先搜索空间划分的隐蔽信息流检测方法*

隐蔽信息流检测是开发可信计算机系统中的关键问题,而状态空间爆炸是基于状态机模型检测隐蔽信息流的主要障碍。提出一种多安全级系统中基于主体安全级的二维抽象方法,在此基础上设计了广度优先的搜索空间划分方法,使得划分变量的选取范围更大,扩展了搜索空间划分的应用范围,克服了深度优先划分方法中划分变量难以选取的问题。实验数据表明,结合抽象和搜索空间划分的方法有效降低了模型的验证规模,因此有效缓解了状态空间爆炸问题。