可扩展建模与仿真框架-XMSF技术研究

近年来,基于web的建模与仿真技术研究的开展提出了可扩展的建模与仿真框架XMSF,它对建模与仿真技术的发展特别是在系统框架和构成方面具有重要的意义。文中简要介绍了XMSF的研究现状,讨论了其主要支持技术,进而重点介绍了XMSF研究的几项关键技术,最后给出从国外XMSF研究中可以借鉴和学习到的两点建议。

Web Enabling HLA:XMSF下Web-RTI的研究与开发

美国国防部(DoD)2002年提出了可扩展建模与仿真框架XMSF报告[1];对Web技术如何支持M&S进行了深入研究。这一框架使新一代M&S应用的可重用性和互操作性有了进一步的发展,代表了基于Web的仿真技术的发展方向。综合比较了XMSF与HLA两种仿真框架的特点,提出通过使用Web-RTI支撑平台,在继承HLA体系优点的基础上使能XMSF下HLA大规模应用,并利用XMSF思想对Web-RTI支撑平台进行了研究和开发并给出其部分Profiles。

基于XMSF的建模与仿真研究

继HLA之后,建模与仿真(M&S)技术如何发展,是当前仿真界正在考虑的问题。美国国防部(DoD)2002年提出了可扩展建模与仿真框架(XMSF)报告[1],对Web技术如何支持M&S进行了深入研究。这一框架使新一代M&S应用的可重用性和互操作性有了进一步的发展。本文阐述了XMSF的概念,在分析HLA缺点的基础上利用XMSF思想对HLA进行了完善,并且就如何利用XMSF进行大规模仿真开发做出了启发性的指导。

基于XMSF的潜艇战术训练仿真系统分析与设计

针对HLA在潜艇战术训练仿真系统中的局限,提出了基于XMSF潜艇战术训练仿真系统的设计方案。首先概述了XMSF,然后根据潜艇战术训练仿真系统的功能需求,分析并设计了仿真训练系统实现中的关键技术,包括系统模型库设计、仿真系统与C4ISR系统的集成、搜索引擎、网络服务质量、中间件设计等。

基于XMSF的高速铁路列控系统仿真测试平台设计

总结高速铁路列控系统仿真的特点,提出了基于可扩展建模及仿真框架(XMSF)的高速铁路列控系统仿真测试平台方案,以使平台达到可扩展性,可重用性和可操作性,为高速铁路列控系统仿真测试平台的兼容性和可持续性发展提供支撑。利用XMSF可使系统仿真不只局限于某个平台或中间件,可实现仿真测试系统的跨平台和跨地域性。同时,采用分层结构,在平台中增加仿真辅助层,通过XML描述不同运行模式,实现仿真运行地自动化,减少人员操作,提高系统仿真及测试的高效性。

基于XMSF的作战仿真模型集成设计

为实现较大规模的作战仿真实验,提出基于可扩展建模和仿真框架(extensible modeling and simulation framework,XMSF)集成作战仿真模型的设计方法。归纳作战仿真模型的7类模型体系,简述XMSF,将HLA与Web Services整合,吸取各自的优点,并给出其总体设计。结果表明:该方法可为复杂仿真实验提供一定的参考,但其具体实现还有待进一步研究。

可扩展建模与仿真框架(XMSF)综述

可扩展建模与仿真框架(XMSF)定义为一组基于web的建模与仿真的标准、描述(Profiles)以及推荐准则的集合。基于XML的标记语言、Internet技术与W eb服务将促进新一代分布式建模与仿真应用的出现、发展与互操作。XMSF并不是单一的体系结构,而是诸多Profiles的集合。XMSF涉及多个领域的知识,研究人员将其划分为三个主要的技术领域,分别是W eb技术与XML、Internet和Network ing、建模与仿真(M&S)。文章阐述了XMSF的概念,说明了每个技术领域面临的功能需求以及在技术上面临的挑战,并通过具体实例剖析了XMSF的思想,最后介绍了基于XMSF的HLA仿真。

XMSF下新兴开放标准的集成和验证

建模与仿真领域中实现资源重用、共享和互操作的基本途径是标准化。诸多开放互操作标准的提出和应用成功解决了各自领域的互操作问题,推动了仿真技术的发展。关于这些开放标准的讨论及应用情况都已有相当数量的文献予以介绍,但具体涉及同一框架下各标准之间相互作用或影响情况却鲜有提及。依托XMSF框架,选取了MDA、BOM、SRML、MSDL、C-BML五种主流的新兴开放标准,通过XMSF案例对这些标准在XMSF中的集成应用进行了详细研究,评估它们在一起时可能为仿真领域带来的影响和能力。

基于XMSF的舰船全数字仿真系统架构设计

论文结合舰船装备仿真训练的实际需求,针对现有仿真系统在配置灵活性、可维护性、可移植性以及可组合性等方面存在的问题,以可扩展建模与仿真框架(XMSF)为支撑技术,构建三层舰船全数字仿真系统架构,定义了资源层、服务层和应用层的具体内容,对资源层所涉及的资源进行分类并给出每类资源的含义。将服务层划分为基础服务子层和仿真应用服务子层,分别对其进行了相关说明。根据舰船仿真训练的具体使用需求,将应用层划分为教控台、操控台和功能台,并进一步按照部门、专业、岗位和舱室划分,便于实施全系统、分层次、分阶段的仿真训练,并在该框架基础上实现了某型潜艇仿真训练系统。

拥塞控制模型在XMSF组播中的研究与性能验证

由于可扩展建模与仿真框架(XMSF)提出的整套方法是建立在与Internet相结合的性能基础之上的,因而底层网络提供的性能在XMSF中起着十分重要的作用。为了满足XMSF网络服务需求,需采用叠加组播技术提供多对多的通信服务,同时应使用拥塞控制机制以保证网络服务质量(Qos)。该文首先介绍了叠加组播的概念,同时和传统的IP组播进行了比较,然后给出了一种组播拥塞控制模型,并在MAX-PLUS代数基础上采用线性循环法,分析了该模型吞吐量的计算方法,最后通过仿真验证了该模型的可行性和灵活性。

基于XMSF的预警探测仿真系统

针对高层体系结构(HLA)在不同厂商运行支撑环境(RTI)之间交互问题,以及下一代分布式仿真标准可扩展建模与仿真架构(XMSF),提出了一种基于XMSF的预警探测仿真系统。首先,介绍了XMSF及其对HLA的扩展;然后,分析了预警探测仿真系统的功能需求,并设计了该系统的功能框架图;最后,分析了仿真模型、基于数据分发服务(DDS)的运行框架、桥接代理、基于Web服务的扩展等关键技术。

基于SRML的QSIM模型表示

基于web的建模与仿真研究需要满足web开发的基本要求,即模型和仿真过程能够在万维网(WWW)上以标准的形式被服务、接收和处理。本文在现有仿真参考标记语言(SRML)和仿真参考仿真器(SRSimulator)的基于web的仿真技术基础上,提出了基于web的QSIM模型表示方法,在QSIM算法的输入模型和SRML之间建立了映射关系,并构造了基于web的定性仿真框架。

一种基于Web的作战模拟态势显示方法

态势显示是作战模拟中的关键一环,以往基于HLA作战模拟系统中的态势显示方法暴露出灵活度不够、态势共享能力不足的问题。下一代分布式仿真标准可扩展建模与仿真框架XMSF和网络中心战NCW强调Web技术应用和态势信息的共享。本文首先介绍了传统方法的不足,并根据作战模拟的新要求提出了一种基于Web的态势显示方法。其次详细阐述了该方法的工作原理和关键技术:利用GSDC方法实现仿真态势数据的收集、入库、发布和映射。随后在该方法的基础上,以地理信息平台ArcGIS和视景仿真软件Vega Prime为支持实现了基于Web的作战模拟态势显示系统。最后总结了该方法的特点并展望其发展。

可扩展作战管理语言(XBML)研究

作战管理语言采用了一种简单、精确、无歧义的表达方式,作为C4ISR系统和M&S系统之间进行信息传递的标准集合,用于解决"自由文本"通信时所产生的不便;可扩展建模与仿真框架使用通用的技术、标准和开放的体系结构来促进建模与仿真应用在更大范围的互操作性和重用性;在XMSF框架下,基于应用Web服务等技术,对BML进行扩展形成可扩展作战管理语言XBML,提供了一套更有效传递C2信息的方法;在BML原型系统之上开发的XBML测试床,已经证明这种以Web方式提供的C2信息操作接口能够对C2应用、仿真应用的扩展提供更广泛的支持。

基于HLA的异构仿真系统的快速集成方法综述

仿真应用需求从过去的单系统仿真,发展到今天的多系统仿真和复杂系统联合仿真,且仿真系统对各自仿真平台的需求也有所差异,实现这些仿真系统尤其异构仿真系统的快速集成具有实际意义。主要论述基于HLA的异构仿真系统的快速集成方法,首先描述异构仿真系统实现快速集成的三种相关支持技术:代理技术、中间件技术和Web技术;接着详细讨论基于这些技术的不同实现方法,包括利用桥接成员实现多联邦互联,通过仿真系统框架中间件使仿真系统在异构仿真平台上实现快速集成,使用基于Web技术的XMSF使仿真系统成为松散耦合、面向组件和跨平台实现;最后总结这些方法的研究现状和各自特点。

基于SOA的仿真服务系统

分布式仿真技术的发展离不开Web技术的推动,当前也只有与Web兼容才能满足不同领域仿真应用的需求。当前Web领域正经历着深刻的变化,新标准和新技术不断出现,如何将Web领域的最新成果集成应用到建模与仿真系统中以弥补现有仿真技术的不足及提高仿真系统的能力是目前仿真技术发展面临的主要问题。Web服务技术是当今IT业的新兴力量,Web服务技术的成熟使面向服务的架构在企业级应用集成中得到了广泛应用。在详细介绍SOA及其实现技术Web服务的基础上,结合分布式仿真的特点提出了基于SOA的仿真服务系统的概念,为建立基于Web的建模与仿真系统给出了一种解决方案。

组件式仿真系统中基于Web的管理控制方法

介绍组件式仿真系统的结构和特点,提出基于Web的组件资源管理方法和组件式仿真系统管理方法。描述组件资源库的结构和仿真管理方法的工作原理,阐述仿真过程控制服务的设计思路和管控Web服务器的结构。分析结果表明,该方法能用于可扩展建模与仿真框架。

基于Web的作战模拟系统中数据共享方法研究

面向指挥一体化联合作战仿真,根据新一代可扩展建模与仿真框架标准的要求,将Web技术和面向服务的体系架构应用到分布式仿真系统之间的互联互操作已经成为一个新的潮流。首先介绍了传统基于HLA/RTI标准的作战模拟系统中数据共享的方法,分析了其实现的原理。针对其存在的不足提出了一种基于Web的作战模拟系统动态数据共享方法。重点阐述了动态数据共享方法原理,仿真数据代理(SimulationDataAgent,SDA)的结构、SDA的实现方法和主要工作过程等内容。最后给出了一个基于Web的作战模拟系统应用实例,总结了该方法的优点和发展前景。

基于Web服务的武器系统建模与仿真

论述了基于Web服务的武器系统建模与仿真的结构及方法,目的在于促进可扩展建模与仿真框架XMSF在武器装备仿真中的应用。依照B/W/D三层体系结构,确定了应用层、服务层与资源层软件的主要组成。在对用户界面、Web服务器、仿真服务器、数据库及模型库接口的主要功能及开发方案进行分析的基础上,提出了建立武器系统论证支持、试验设计与鉴定、作战使用等仿真应用服务的实现方法,并应用于某型武器系统的研究。仿真结果表明,Web服务可以提高模型的可重用性及互操作性,为开展武器装备建模与仿真提供了新的技术途径。