基于HLA的军事信息系统网仿真体系架构研究

分布式仿真系统的体系架构对于整个系统的功能实现和运行性能起着决定性的影响,为能充分利用仿真系统测试和评估军事信息系统网的性能,该文首先介绍了军事信息系统网(Military Information SystemNetwork:MISN)的组成和特点,并在分析基于数据库的仿真系统和基于HLA(高层体系架构)单联邦仿真系统局限性的基础上,得到了基于HLA 的军事信息系统网分布式仿真多联邦体系框架,实现了联邦间功能转换所需的桥接联邦。该体系框架较好地完成了多通信网系的分布式交互仿真。

一种开放式电磁态势仿真系统架构设计

为满足信号级电磁态势仿真系统规模和计算资源大幅提升的需求,基于高层体系结构和最先进的分布式云计算技术,提出了一种开放式的电磁态势仿真系统架构设计方案,分析了架构设计的核心要素,阐述了架构设计的总体方案、层次结构和关键技术,重点强调了系统的仿真部件和功能以组件形式开发并根据具体应用需求进行挂接、计算资源可自由伸缩的开放式仿真系统基础架构,最后用系统仿真实验初步验证了该设计方案的可行性与合理性。

面向复杂系统虚拟样机协同建模的方法研究

基于系统工程建模语言(SysML)与高层体系架构(HLA),提出了一种面向复杂系统虚拟样机(VPCS)的开放式协同仿真建模新方法。该方法可以实现VPCS中各类学科异构模型的集成和协同仿真。将VPCS划分为顶层模型、联邦模型和领域组件模型,并分析了VPCS的模型调度机制;利用该方法,对某型无人机的飞控系统虚拟样机进行协同仿真建模,结果充分表明,该方法可以有效地进行多层次、多粒度、多领域的VPCS仿真建模。

基于HLA的数据采集与重放模型

针对基于HLA/RTI结构的仿真框架中数据采集与重放的问题,研究该框架中交互机制、对象建模、数据存储模型、数据重放模型和过滤机制等关键技术,提出一种基于HLA的数据采集与重放系统。应用于某型分布式交互对抗仿真系统中的结果表明,该模型具有可行性。

靶场仿真中分布式异构网关技术研究

为快速、高效地实现试验与训练领域各靶场、设施和仿真的互操作、重用和可组合,构建实物的、虚拟的、构造的(LVC)分布式网络,研究了目前主要存在的高级分布式仿真架构,包括分布式交互仿真(DIS)、高层体系架构(HLA)及试验与训练使能体系结构(TENA);在对它们的异同进行分析比较的基础上,确定以TENA网关对异构靶场进行无缝连接是实现靶场互联的最佳方案;对网关进行了总体设计并对关键技术进行了分析,网关原型的建立为网关的深入研究和开发奠定了基础。

基于HLA的Web服务效能评估技术研究

依托OMNEST仿真平台搭建通信网模型,提出一种基于HLA框架的半实物仿真环境构建方案,对Web服务响应访问请求的效能评估技术进行实验研究。通过想定控制终端,定制、下发想定脚本至各联邦成员,接入真实Web服务进行测试,汇总、分析测试数据,评定被测服务的效能等级,发布效能评估报告,给出评估指标在"直连"与"仿真"两种测试模式下的统计曲线图。实测结果表明,该效能评估系统对于改进Web服务的并发访问性能设计具有良好的指导作用。

基于HLA的分布式导弹攻防视景仿真系统

HLA和虚拟现实相结合,使得通过计算机生成的综合环境具有真实感,具有较高的可信度。文中基于新一代实时视景仿真软件平台Vega Prime和HLA仿真支撑平台MAK RTI设计开发了导弹攻防视景仿真系统。介绍了导弹攻防仿真大系统的总体框架,视景仿真系统的功能设计以及联邦通信,给出了程序流程。最后针对Vega Prime自带特效无法达到导弹攻防可视化要求的现状,实现了Vega Prime下调用OpenGL函数来表现特效这一关键技术。与导弹攻防仿真大系统的联调表明,该系统逼真流畅地演示出仿真系统作战想定的全过程,并且满足系统仿真的实时性要求。

车路协同系统仿真实时性优化方法

为了研究车路协同系统的仿真关键技术并构建车路协同系统仿真平台,针对车路协同系统仿真平台中的联邦成员间实时性问题,提出基于PTP(precision timing protocol)协议的高精度仿真主动时钟同步方法。讨论车路协同仿真联邦中各个联邦成员的时间管理策略,并基于时钟同步方法测试2种信息交互策略下的系统延时,提出车路协同系统的信息交互改进策略。仿真测试结果表明:平均同步时钟误差为5.69μs,有效解决了各个联邦成员间的时钟同步问题;仿真系统中1级和2级系统从节点平均仿真延迟为0.77,1.02 ms,较好满足车路协同系统仿真需求。

HLA时间管理算法中输出时间的研究

时间管理服务是高层体系架构HLA(High Level Architecture)的重要组成部分。GALT(Great Available Logical Time)算法是实现时间管理服务的关键技术,而输出时间OPT(OutputTime)则是某些GALT算法实现的基础。不合理的输出时间算法所确定的GALT算法会违背HLA时间管理的原则或延缓联邦推进。通过对IEEE1516[1]标准接口的分析,提出了一种符合IEEE 1516标准的输出时间算法,其它的输出时间公式可引为参考。

基于HLA的激光雷达跟瞄仿真系统设计与实现

根据HLA联邦模型的开发步骤设计并实现了激光雷达跟瞄仿真系统,包括概念模型开发、FOM/SOM模型建立、FED文件生成等。本系统将MAKRTI和视景仿真软件RTG结合到一起,实现了各个联邦成员功能,并给出了CCD仿真成员的仿真框架流程图以及部分代码清单。

基于HLA的卫星测控仿真系统

研究基于HLA/RTI的卫星测控仿真系统。根据模拟测控系统环境,设计基于HLA的测控系统仿真架构,介绍各成员的功能交互,设计了FOM/SOM表,将HLA思想很好应用于整个卫星测控系统,以获得仿真联邦的高层次的互操作和重用,初步达到交互仿真效果。

基于HLA的导弹攻防系统仿真平台

采用基于HLA(High Level Architecture)的分布式仿真技术以及三维视景仿真技术,设计了分布式可视化导弹攻防系统仿真平台;实现了联邦成员框架、RTI接口组件和框架中的设计模式等关键技术,这些关键技术提高了系统的重用性、扩展性和项目的开发效率。最后,以某地地导弹与宙斯盾防御系统攻防仿真为例,验证了此仿真平台的可行性,仿真结果表明仿真系统达到了工程应用的设计目标。

基于HLA的空间站应用任务分布式仿真验证系统

针对空间站应用任务影响因素众多、各因素间相互耦合的特点,分析了空间应用任务影响因素,设计了基于高层体系架构的空间站应用任务分布式仿真框架,开发了仿真验证系统。系统实现了对相应任务规划结果的验证。结果表明:分布式仿真验证系统能够支持任务规划结果验证,任务规划结果合理可行。

基于数据分发服务的通用仿真框架技术

分布式仿真技术应用场景的多样性使高层体系结构(HLA)的缺陷愈加明显:在数据传输规模较大时,实时性较低,无法应用于半实物仿真场景;HLA规范未对仿真应用的具体设计及规范进行定义,导致目前基于HLA的仿真系统在不同软硬件平台间兼容性差,降低了其可移植性及可重用性。数据分发服务(DDS)不仅能够覆盖HLA的核心特性,还能在保证仿真应用间的互操作性基础之上,进一步提高仿真系统的实时性、可重用性和移植性,因此,提出一套基于DDS的高实时性、高可靠性的仿真通用框架。该框架可为分布式仿真系统中各仿真应用的互操作提供通信支持,支撑并驱动仿真演练的执行。在框架中引入高精度时间同步技术,解决了DDS缺少时间管理机制的问题;针对框架提供了仿真开发套件,将底层通信、驱动逻辑透明化,减少仿真应用开发人员的工作量;提供了仿真监控工具,方便开发人员对仿真应用进行测试或执行训练。通过实践,验证了基于DDS的仿真框架技术可满足当下仿真对实时性要求高的需求。

基于HLA的便携防空导弹集成演练系统的研究

为满足便携防空导弹模拟训练器的需求,结合正在研究的课题,设计了模拟训练系统的体系结构,描述了其功能特点。高层体系架构HLA是建模仿真领域的通用技术框架,虚拟现实技术是现代仿真技术的重要发展方向,解决了系统协同训练的问题并使模拟训练器的可视化效果大大提高。在简单介绍HLA/RTI并分析了该训练仿真系统的工作原理之上,提出了便携防空导弹集成演练系统基于HLA的技术解决方案,并初步实现了该训练仿真系统,最后对主要的联邦成员进行了说明并描述了防空训练的整个仿真过程,为相关系统的设计提供了参考。

多RTI性能测试研究

运行支撑框架(RTI)是高层体系架构(HLA)系统的核心,本文从单个RTI到多RTI,着重分析影响多RTI性能的几个因素,并结合多RTI的逻辑结构,提出测试多RTI性能的几个指标,最后详细给出具体测试这些性能指标的一些方法。

面向锻造操作机系统的设计与仿真支撑平台

锻造操作机系统是机电液一体化复杂系统,计算机设计与仿真技术是此类复杂产品研发的核心技术。针对操作机的特点,提出一种面向操作机系统的设计与仿真平台,详细阐述该平台的体系结构、协同设计子系统和协同仿真子系统的功能结构。在协同设计中,采用分区分层的组织模式和对设计中的关系进行分类定义和管理的方法,解决耦合复杂性问题。在协同仿真中,针对异构仿真模型与高层体系架构(High level architecture,HLA)的不兼容问题,提出基于HLA代理模型的适配器封装和转换技术,提高模型的重用度;在操作机锻压过程仿真耗时问题方面,提出基于案例推理的智能模型,提高仿真效率;以操作机锻压过程为例开展协同仿真试验,展示了协同仿真的逼真度和仿真平台的有效性。该平台有助于锻造操作机系统虚拟样机的构建,为操作机的快速设计、降低成本以及特性分析等提供有力的支持。

基于HLA的飞行训练仿真系统

为了加快普及使用飞行训练模拟器,解决飞行训练教学中的难题,设计以计算机为邦员的基于高层体系架构的飞行训练仿真系统联邦,分析邦员的功能,设计飞行命令数据模型,规范并简化指令的表示,建立飞行仿真对象模型和飞行联邦对象模型的开发过程,最后利用建模和视景驱动工具在VS 2003下实现仿真系统,并给出座舱邦员的仿真效果。系统目前已运用到某部队飞行训练中。

基于Agent建模的海战场杀伤链评估系统研究

海战场杀伤链通过在作战空间中协同多域作战平台实施杀伤,利用各类作战节点的能力和特点,构造以决策为中心的信息化战术,实施对目标的快速、精准打击,从而最终形成对敌的不对称优势。为了有效对海战场杀伤链进行效能评估,基于Agent理论对海战场杀伤链建模,定义了探测定位Agent类和决策打击Agent类。设计了海战场杀伤链评估层次结构模型,构建了基于HLA/RTI仿真框架和群决策层次分析法赋权的评估系统。编辑了海战场想定,并对红蓝双方Agent冲突结果进行评估,验证了评估系统的仿真与评估可行性。

基于SIMBox平台的分布式空战训练系统设计

为满足空战训练的实际需要,基于SIMBox平台设计并开发了一套分布式空战仿真训练系统,设计和开发了系统组件,设计了训练管理系统的架构。依据HLA联邦模型的开发规则,设计开发了联邦和仿真对象模型,给出了仿真流程图。用SIMBox的通信接口和显示引擎实现了分布式训练仿真,与其他模拟训练系统相比,训练模拟和人员管理方面效能都得到显著加强。