基于实时网和RTX的分布虚拟试验系统研究

虚拟试验是近年来兴起的一门技术,在国外已得到大量应用,国内的研究和应用才刚刚起步,尚没有统一的权威的定义.在Windows平台上实现实时任务处理也是工程实践的难点之一.文中以某武器部件虚拟试验系统为背景,探究了虚拟试验系统的概念,分析了虚拟试验系统的实时性需求.介绍了VMIC反射内存网和RTX的基本原理及其在实时系统中的应用.提出的实时性和可靠性的解决方案已成功应用于工程实践中.提出的基于反射内存网和RTX的虚拟试验系统结构是面向军工武器系统虚拟试验的一个较好的解决方案.     

基于分层实时网络的复杂虚拟试验支撑环境

针对复杂虚拟试验分层实时系统中对实时性、可靠性的不同要求,为了解决异构网络的通讯问题,借鉴了虚拟共享内存特性,分别设计和实现了反射内存网中间件VMICVSM、以太网中间件EVSM和桥接网关;结合某导弹系统的分布式仿真试验,给出了分层实时网络的设计方案,对两种中间件及网关的实时传输性能进行了测试,满足了应用中不同实时性的要求。     

基于异构网络平台的虚拟试验支撑环境研究

针对仿真试验模型的复杂性、多样性和不同实时性的要求而提出了基于VMIC的反射内存网与基于RTI以太网相结合的异构网络平台的虚拟试验支撑环境解决方案,设计并实现了基于异构网络平台的虚拟试验支撑系统;结合某海空对抗作战任务的虚拟仿真试验,对基于异构网络平台的虚拟试验支撑环境模型之间的属性更新延迟的性能指标进行了测试,同时证实基于异构网络平台的虚拟试验支撑环境整体品质良好,能满足其虚拟试验应用中不同实时性粒度的模型在其上运行的要求。     

复杂实时仿真系统运行支撑环境研究

复杂实时仿真系统中不同层次对实时性、可靠性要求各不相同.网络和信息服务是该类仿真支撑环境的重要组成部分.依据仿真数据划分为控制和状态信息,提出了运用单播和多播的实时仿真以太网.针对半实物接入的需求,实现了基于广播内存网的半实物接入网络.为满足仿真信息的实时性要求,构建了基于RTX内存数据库的试验数据库.测试了各层面的实时性,分析了层面间的实时性约束.结合某武器系统的仿真试验,给出了具体的设计方案,满足了应用中不同实时性的要求.     

分层实时网络结构在仿真中的应用研究

复杂的实时仿真系统中不同层次对实时性要求各不相同.依据仿真数据划分为控制信息和状态信息,提出了运用实时TCP协议进行控制信息传输和使用实时UDP协议进行状态信息传输的实时仿真局域网.针对半实物接入的需求,实现了基于反射内存网的半实物接入网络.在信息传输延迟理论指导下,对两种网络环境进行了实时性分析.结合某武器系统的分布式仿真试验,给出了分层实时网络的设计方案.     

基于RT-TCP/IP的虚拟试验通信平台研究

网络是虚拟试验系统环境的重要组成部分.以某军工虚拟试验系统为背景,基于RT-TCP/IP和虚拟共享内存机制实现了虚拟试验通信平台.分析了RTX实时操作子系统和RT-TCP/IP的实时性能,论证了使用RT-TCP/IP协议构建虚拟试验局域网的可行性;设计并实现了实时以太网虚拟共享内存中间件(RTEVSM).在RTX环境下对RTEVSM中间件的数据传输延迟、抖动性等性能指标进行了测试,与在Windows-NT环境下性能指标进行对比,验证了系统在RTX环境下具有较强的实时性和传输可靠性.应用结果表明,本方案对实时性要求高的分布虚拟试验系统搭建具有一定的实用价值.     

VMIC下基于联邦范型的虚拟试验支撑环境研究

针对虚拟试验的实时性需求,分析了现代军工领域虚拟试验的特点和需求,借鉴HLA联邦泛型的思想,提出了在VMIC反射内存网下基于联邦泛型构建试验支撑环境的思路,设计并实现了声明管理、联邦管理、对象管理和时间管理四种服务;结合某武器系统的分布仿真试验,构建了一套虚拟试验模型,测试了模型的性能数据,与MAK RTI的性能数据进行了对比,验证了系统在VMIC环境下具有较高的实时性,符合试验要求。     

基于虚拟令牌的自适应实时以太网络构建

CSMA/CD型Token Bus分别是总线网络中采用的竞争策略、无冲突策略的经典信道获取技术。前者在轻载荷下时延较小，却在重载荷下因信道仲裁开销过大使各项性能急剧变差，后者虽在重载荷下有相对确定的时延，但在轻载荷时却时延较大。该文引入一种自适应机制,使网络在轻载荷下运行CSMA/CD协议，而在重载荷下自动转换为Token Bus策略，并通过在应用层配置所编写的协议模块，使传统的非确定性以太网成为自适应实时以太网。     

实时反射内存网络在试飞实时监控系统中的应用

围绕试飞实时监控系统的结构和现代飞机试飞和航空武器试验的特点,为满足实时监控时更高的实时性、可靠性要求,文章给出了基于实时反射内存网络的实时网络解决方案,并对实时反射内存网络与传统计算机网络进行了对比分析,通过试飞试验验证,证明是一种成熟、有效的试飞实时监控系统的体系结构。     

基于VMIC的虚拟试验系统中信息监控研究

为保证VMIC下虚拟试验系统能正确、高效、稳定的运行,需要有相应的监控工具对系统进行监管;针对当前在VMIC下缺乏相应信息监控软件的情况,实现了相应的信息监控系统;在分析VMIC下虚拟试验支撑环境(VMICVTSE)的基础上,借鉴HLA监控的实现方式,确立了VMICSPY的模块划分和工作流程,研究了联邦监控程序与其他模块的交互关系,设计了监控信息获得方式与数据流向;实际的应用中,在与对应的VMICVTSE的配合使用中完成了对各类信息的监控,并验证了本文研究的正确性.     

基于复杂网络面向对象集成测试的研究

软件测试是保证软件质量的重要手段.面向对象的方法给软件系统带来好处的同时,也为测试带来了挑战,传统的测试方法无法应用于许多面向对象的特性.研究表明,大型软件系统内部结构具有小世界效应(Small-World,SW)和无标度特性(Scale-Free,SF).基于软件的复杂网络特性对面向对象的集成测试进行了研究,提出了一种通过分析类之间的交互复杂性和聚集复杂性来确定软件测试顺序的方法.利用该方法进行面向对象集成测试可以减少桩模块的数量,提高测试效率,且不降低原有测试覆盖度.     

复杂虚拟试验系统下分层时间推进机制研究

随着计算机技术和虚拟试验应用的快速发展,越来越需要组建复杂的虚拟试验系统。在复杂的虚拟试验系统中,存在着不同时间推进粒度的子系统互联时的时间一致性问题。针对此类问题展开研究,在借鉴分布系统中常见的保守时间推进机制基础上,提出了一类分层时间推进机制,提供了基于时钟周期的和基于反馈的两种时间推进方式,探讨了不同粒度子系统之间的时间耦合问题,并提供了相应的解决方案。最后通过一个实际的虚拟试验系统予以了实现与验证。     

基于复杂网络的城市公共交通网络研究

将北京、上海和杭州3个大城市的公共交通网络(常规公交和快速公交)抽象成复杂网络,结合网络图论思想,把公交站点作为节点,站点间的连线作为边,在大量统计数据的基础上,通过Space L和Space P方法研究3大城市的复杂网络特性。统计分析表明,3个城市的公交网络均具有较小的平均路径长度,即典型的小世界特性。其节点的度分布,在Space L方法的描述下具有无标度特性,在Space P方法的描述下具有指数分布特性。通过对Space L和Space P两种描述方法的比较,可以发现对于同样的公交网络,Space P方法描述的网络具有更大的聚类系数和更小的平均路径长度,即具有更强的小世界效应。     

嵌入式RTX实时中断控制研究

阐述了RTX系统的概念以及特点,指出了其在实时性方面的极大优势。由于并口在某些场合的需要,进行了实时RTX下的并口开发,给出了开发流程与主要代码。     

面向虚拟试验网间信息感知度的实体迁移研究

复杂的虚拟试验系统往往需要基于异构网络环境互连的方法搭建,以满足不同试验实体问通信的实时性要求.当前,虚拟试验系统中存在大量的网间实体交互感知的需求,而且需求随着试验进程的推进而不同;当系统中网络拓扑固定不变时,必将导致网问信息传输延迟超过试验要求.提出了网间实体感知度的评价指标,通过分析网间信息传输延迟的组成,提出了以改变"实体-网络"对应关系为主要手段的网间实体迁移方法;研究了实体迁移的发起机制和仲裁策略.最后在HLA/RTI与实时网互连环境下验证了方法的正确性.     

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。     

基于RTX钞纸喷码识别实时系统的研究

为了便于印钞行业进行质量跟踪管理,满足企业产品数字化,信息化要求,研发了一种钞纸在线喷码识别系统。该系统以普通PC,商用运动控制卡和工业相机等为硬件平台,采用基于Windows的RTX模块进行实时扩展。详细阐述了系统的随动跟踪、字符识别和数据管理等功能模块。能实时跟踪补偿钞纸横向位置偏移,并对高速钞纸进行在线喷码与识别。该系统已成功应用在国内某印钞厂,喷码质量能满足企业后续工艺要求。     

基于层次寻址扩展IP网地址空间的研究

为解决IP地址窀问耗尽问题,该文提出了一种分级寻址的IP网体系结构（IPEA）,说明了分级寻址的IP网地址空间与寻址方案,定义了带扩展地址的IP包格式,及层次路由算法。并以仿真实验分析评价了IPEA的性能,结果表明IPEA有以下优点：（1）采用扩展地址扩大了地址空间,解决了IPv4地址耗尽问题;（2）减小了路由表长度。有利于解决路由表爆炸问题;（3）基本不改变IPv4寻址方式。迁移容易;（4）由于使用了内部地址,更便于网络管理。