基于BOM的仿真模型组件研究

基于组件的建模方法能有效地减少建模任务的复杂性,通过重用、替换、改进以及扩展组件实现快速构建动态的仿真系统和仿真环境。首先描述BOM(Base Object Model,基本对象模型)模板结构,接着分析BOM与SOM(Simulation Object Model,仿真对象模型)/FOM(Federation Object Model,联邦对象模型)的关系,设计基于BOM的仿真模型组件。从语法层和语义层研究仿真模型组件的基本结构,比较仿真模型组件与软件工程组件的区别,并通过支持工具进行仿真模型组件的设计与开发。

利用XMI实现基于BOM的仿真模型组件的交换

BOM(Base Object Model)是快速构建仿真系统或联邦的可重用信息交互包,基于BOM的仿真模型组件是BOM信息描述的实现体,作为构建仿真系统或联邦的可重用模块。通过应用模型驱动体系结构(MDA,Model-Driven Architecture)提出的实现模型交换标准XMI(XML-based Metadata Interchange),HLA(HighLevel Architecture)仿真模型组件的建模和实现在两个不同层次上实现跨平台、跨语言和跨领域间的交换,而且HLA的重用性和互操作性思想能够在除分布式仿真领域外的其他应用领域中得到推广。

一种新的仿真组件模型及其实现

为了提高仿真组件的重用性、兼容性,给仿真应用提供通用的开发模型,使仿真系统独立于仿真中间件,提出了一个新的自包含仿真组件模型,该模型由服务端口、适配器和调度引擎构成。而模型的描述采用静态结构和动态行为元元模型。开发时首先采用面向组件的建模工具描述系统的静态结构和动态行为,根据静态结构自动生成应用代码和适配器。其中适配器是联系仿真组件和仿真中间件的纽带,使它们彼此独立。运行时调度引擎将仿真组件装配到应用框架中并根据动态行为模型调度组件运行。实践表明该模型是一个适用于不同仿真中间件的标准模型,可以提高仿真模型的协同能力和重用性。

基于仿真组件模型(SCM)的航空电子组件仿真模型研究

在飞机维修仿真中,针对航空电子组件仿真模型不统一、重用性差的问题,提出基于SCM(simulation component model)的规范化建模方法建立组件模型。采用SCM规范定义模型框架后,依据航空电子组件在维修过程中的特性和功能,将组件的输入信号归纳为开关量输入、功能信号输入、故障信号输入和拆装信号输入四类,输出信号定义为功能信号输出和驱动信号输出两类,然后进一步界定了模型输入信号、控制信号和输出信号之间的运算规则,以满足组件操作、测试、拆装、排故等维修行为。最后,以飞行增稳计算机组件为例,在自制的飞机维护训练器上实现其模型化表达,仿真结果表明该方法可行。

基于Web服务技术的仿真组件模型发布机制

在复杂产品虚拟样机工程中,如何对仿真组件模型进行开发和有效发布,实现产品设计人员对分布在网络化协同制造环境的仿真资源的有效查询和访问,一直是复杂产品协同仿真技术面临的一个主要问题.为了解决这个问题,以国家863/CIMS主题的科研项目为背景,在分析协同仿真平台COSIM及其支持的仿真模型组件技术的基础上,研究采用Web服务技术开发仿真组件模型,提出为仿真组件模型建立面向对象的发布数据模型,并在企业私有UDDI服务器上实现仿真组件模型的有效发布,最后阐述对基于Web服务的仿真组件模型在网络化协同制造环境中进行查询和调用的机制,实现仿真组件模型的互操作性和可重用性,达到促进复杂产品虚拟样机协同仿真的目的.

基于DEVS的BOM组件与仿真引擎研究

在组件化建模与仿真领域内,基于BOM规范的KD-XSRFrame组件建模与仿真框架得到了广泛的应用,但是以离散时间仿真为手段的设计模式使得由BOM组件构成的仿真系统性能不高。因此,如何提高运行效率成为基于BOM的组件式建模与仿真必须解决的问题。根据现有组件系统的不足,引入离散事件的概念重新设计了BOM组件模型和仿真引擎,提出了基于离散事件系统规范的BOM组件建模框架,实现了以事件为中心的仿真引擎。测试结果表明该系统能有效地减少模型调用和引擎工作的开销,显著地提升了整个仿真系统的运行性能。

基于基本对象模型的仿真模型组装器的研究

在遵循联邦开发运行全过程标准的联邦开发过程中,出现了一种新的联邦开发模式。新的模式不再以联邦成员为单位,而是以仿真模型组件为单位多人协调合作开发所需的联邦。仿真模型组件的组装技术是构建这种仿真应用系统的关键技术之一。仿真模型组件必须通过组装才能形成仿真应用系统,才能实现仿真模型组件的价值。通过组合具有可重用和互操作能力的仿真模型组件来构建一个功能可定制和大小可伸缩的联邦成员,使联邦成员在不同的联邦中仍然保持重用性和互操作性。

基于基本对象模型的HLA仿真系统VV&A过程探究

基本对象模型(BOM)是SISO提出的标准化仿真模型组件的描述规范,基于BOM的HLA仿真系统可以从仿真模型组件层面上提高系统的重用性和互操作性。VV&A过程的探究有助于VV&A工作的开展和规范。介绍了BOM在HLA应用中的体系结构,并简要提出基于BOM的HLA仿真系统的开发步骤,最后对该类仿真系统的VV&A过程展开研究,重点研究了用户模型、仿真模型组件及联邦成员三者的V&V。实践表明:提出的VV&A过程切实可行,对VV&A工作起到了很好的指导作用。

基于基本对象模型的组件式成员规划技术研究

在遵循FEDEP标准的联邦开发过程中,出现了一种组件式的联邦开发模式。该模式不再以联邦成员为基本单位,而是以仿真模型组件为单位多人协调合作开发所需的联邦。以构建大规模的分布式仿真系统为背景,对基于基本对象模型的组件式成员规划技术进行了研究,提出了三种基于不同指标的成员规划方法。结果表明,使用该方法能够在仿真过程中将各组件快速组装成仿真成员,并且合理规划到各仿真节点上,从而实现仿真系统的快速构建。

BOM组件式仿真系统数据驱动方法

仿真系统的数据驱动方法的研究内容包括想定标准化、想定的加载和模型的数据驱动三个方面。针对传统的基于成员层次的分布仿真系统开发模式的数据驱动导致大量人力物力开销,效率低下的局限性,采用BOM作为组件模型描述规范来构建组件式仿真系统,通过用户模型开发规范化,仿真模型组件生成自动化以及通用仿真运行框架统一化等支撑技术来提供高效的模型数据驱动环境;通过通用想定解析模块,采用集中、分时的方式分发仿真脚本数据进行仿真系统环境配置以及更新调整,提高仿真系统的数据驱动的效率和质量。

基于MDA的仿真模型开发与集成方法研究

主要介绍了一种基于MDA的仿真模型开发与集成方法。探讨了MDA在仿真模型组件重用和可组合中的应用,如实现实验、想定、分析和模型集成的一致性;提高仿真模型组件的重用性和可组合性;支持仿真模型和仿真系统需求和设计的工程化;更容易支持体系结构视图的描述;支持开发可配置强的和柔性的仿真系统等。介绍了当前基于MDA的仿真应用的发展,并提出了一个基于MDA的仿真模型集成框架和仿真模型开发与集成方法。该集成框架采用MDA的思想,将仿真模型分为仿真模型设计组件和仿真模型运行组件,通过建立面向仿真设计模型组件的仿真元模型规范、仿真组件对象规范、仿真服务规范和仿真模型组件组合规范确保仿真模型的设计、开发、集成和运行的一致性和仿真系统发展的可持续性。

基于模型驱动的HLA建模仿真研究

HLA作为现有分布交互仿真的标准,其系统实现受限于特定的仿真支撑平台,互操作性和可重用性没有得到有效地应用。而OGM提出了模型驱动体系结构(MDA),核心思想是将系统的行为逻辑模型与特定的目标平台分离,可以重用于现有的或将来可能推出的不同的软件平台。关注MDA的特点,针对基于HLA的仿真系统开发存在的有关问题,设计了基于MDA的仿真组件模型和联邦成员组件模型,并提出了基于MDA的建模仿真基本过程。

C^4ISR系统开发的仿真模型描述研究

C4ISR(Command、Control、Communication、ComputerI、ntelligence、Surveillance and Reconnaissance)系统开发的仿真模型涉及多个应用领域,具有多粒度、阶段相关性等的特性。本文提出了C4ISR系统开发的仿真模型体系,给出了仿真模型的规范化描述。建立了C4ISR系统开发的仿真概念模型,包括仿真实体、仿真实体的组织结构、接口连接关系、信息交互、功能、活动和动态行为,抽象地反映了C4ISR系统的组织结构、接口连接、信息交互、功能、活动等静态特征和动态特性;对C4ISR系统开发的仿真组件模型采用层次化设计的思想,分为原子仿真组件和复合仿真组件两类,每一仿真组件分为组件描述和组件实现两部分,组件描述部分采用格式化形式对组件模型进行全面的描述;对C4ISR系统开发的仿真组件模型进行Web服务封装,转换为以服务形式对外发布的仿真模型服务,定义了仿真模型服务的形式化描述。通过C4ISR系统开发的仿真模型体系和模型规范化描述,使各个开发阶段的仿真模型之间有机关联,促进了仿真模型的重用性和互操作性,提高了系统开发的仿真效率。

模型驱动架构在建模仿真中的应用

模型驱动架构在软件工程领域获得了广泛关注,势必产生深远影响。计算机仿真与软件工程密切相关,研究如何在建模仿真中应用MDA具有重要意义。文章分析了在建模仿真中应用MDA需要解决的问题,剖析、比较了在建模仿真领域成功应用MDA的两个产品:仿真模型可移植性标准和SIMplicity平台。研究发现,基于MDA开发仿真系统具有诸多优点,但目前对MDA的应用,大都只借鉴了MDA的开发过程,而没有遵循相关MDA技术标准。

基于特定领域建模的仿真组件建模方法

针对当前仿真组件模型(SCM,Simulation Component Model)开发存在的问题,首先采用特定领域建模(DSM,Domain-Specific Modeling)理论,通过分析仿真组件的基本结构和特征,确定仿真组件元模型整体的各部分模块及其相互关系,然后提出一种基于特定领域建模的仿真组件的建模方法和仿真组件模型开发流程。利用VMSDK(Visual Studio Visualization and Modeling SDK)工具,构建了描述仿真组件领域建模语言(SCMML,Simulation Component Model Modeling language)的元模型。最后,通过建模实例,表明该方法可显著提高仿真组件的开发效率。

基于BOM的HLA仿真系统可信性研究

可信性是系统仿真的关键要素。基于BOM的HLA仿真系统可以从仿真模型层次上提高系统的重用性和互操作性。为了确保该类仿真系统的可信性,在建模与仿真全生命周期中开展VV&A研究,十分必要。介绍了基于BOM的HLA仿真系统的FEDEP模型,并简要提出其VV&A过程,重点对用户模型、仿真模型组件及联邦成员的V&V展开研究,最后将这些研究应用于×××反舰导弹突防联邦仿真中。结果表明:提出的VV&A过程切实可行,保障了系统的可信性。

构建可扩展的HLA联邦成员架构

在分布式仿真领域内,HLA机制使不同类型的联邦成员集成为一个分布交互的综合仿真系统,实现联邦成员在特定的联邦内即插即用,具有较高的重用性和互操作性。但是,这种以FOM信息为中心的联邦开发模式,使联邦成员在不同的联邦中实现重用性和互操作性能力受到限制。可扩展的HLA联邦成员架构,通过组合具有可重用和互操作能力的仿真模型组件来构建一个功能可定制和大小可伸缩的联邦成员,提高了联邦成员在不同的联邦中仍然保持重用性和互操作性能力。