組件化仿真框架關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、經(jīng)過近十年的研究和發(fā)展，基于HLA開發(fā)的仿真軟件基本上可以實現(xiàn)未來仿真軟件所期望的全部特征，HLA已經(jīng)成為當(dāng)前各國軍方托管使用的仿真框架標(biāo)準(zhǔn)，HLA仿真軟件也將在國防以及非國防領(lǐng)域發(fā)揮其應(yīng)有的貢獻(xiàn)，但是隨著未來仿真需求的拓展，HLA將面臨更大的挑戰(zhàn)，而新一代組件化仿真框架的研究也變得不可避免。本文主要對新一代組件化仿真框架中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。 首先在回顧仿真軟件發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上總結(jié)了未來仿真軟件所應(yīng)具備的期望特征

2、，根據(jù)這些期望特征對HLA仿真軟件進(jìn)行評估。給出本課題的研究背景以及主要研究對象——新一代組件化仿真框架關(guān)鍵技術(shù)。對各項關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行全面綜述，對本課題的研究內(nèi)容進(jìn)行說明。 其次對基于組件擴(kuò)展的HLA仿真軟件框架進(jìn)行研究。在介紹軟件框架技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究了面向?qū)ο蟮能浖蚣芎兔嫦蚪M件的軟件框架的特點，提出基于組件擴(kuò)展的軟件框架才是最有可能滿足當(dāng)前仿真技術(shù)和應(yīng)用需求的框架。在介紹HLA仿真軟件框架應(yīng)當(dāng)具備的通用功能和

3、服務(wù)以及分析已有面向?qū)ο蟮姆抡孳浖蚣苎芯抗ぷ鞯幕A(chǔ)上，運用組件思想提出了基于組件擴(kuò)展的HLA仿真軟件框架，同時對組成框架的各個組件及各組件中的類和接口進(jìn)行研究，給出基于組件擴(kuò)展的HLA仿真軟件框架下聯(lián)邦成員的組成，并且對開發(fā)過程中的代碼自動化生成技術(shù)進(jìn)行了研究?；诮M件擴(kuò)展的HLA仿真軟件框架能夠?qū)崿F(xiàn)仿真邏輯和集成代碼的分離、仿真邏輯的重用以及仿真服務(wù)的擴(kuò)展，為新一代組件化仿真框架的設(shè)計和實現(xiàn)提供參考。 接著結(jié)合前人的工作對仿

4、真組件化技術(shù)和方法作進(jìn)一步的研究。對仿真組件化中重要概念包括模型、仿真系統(tǒng)、模型合成以及有效性的規(guī)范定義進(jìn)行分析與研究，對這些定義進(jìn)行完善并作出合理的解釋，給出模型有效性定量計算及其判定方法，并且對模型有效性的定性判定方法進(jìn)行研究。對仿真組件化過程、層次和類型進(jìn)行了研究，提出仿真組件化的實現(xiàn)過程，對前人的仿真組件化層次和類型研究結(jié)果進(jìn)行完善和補(bǔ)充，并提出仿真組件化實現(xiàn)技術(shù)及其所需解決的問題。對這些技術(shù)和問題及問題的解決方法進(jìn)行了深入研究

5、，完成仿真組件規(guī)范的創(chuàng)建；針對仿真組件選擇技術(shù)，提出了實現(xiàn)仿真組件目標(biāo)滿足判定的規(guī)范匹配方法及其匹配算法，提出對合成基數(shù)和突發(fā)度沒有設(shè)限的仿真組件選擇近似算法；針對仿真組件合成技術(shù)，提出了實現(xiàn)仿真合成目標(biāo)滿足判定的合成規(guī)范的主要內(nèi)容，給出合成有效性的計算以及判定方法。對仿真組件化技術(shù)和方法的研究為新一代組件化仿真框架如何構(gòu)造仿真系統(tǒng)提供技術(shù)和方法基礎(chǔ)。 對如何實現(xiàn)建模與仿真領(lǐng)域有意義的互操作進(jìn)行了深入研究。在概念互操作層次模型L

6、CIM和ISO網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上提出了建模與仿真互操作層次模型LMSIM，并指明模型中各層需要對準(zhǔn)的仿真對象以及實現(xiàn)的可能的技術(shù)和方法。在深入研究各層可能的解決方法和技術(shù)的原理、應(yīng)用背景以及應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，提出由建模與仿真領(lǐng)域技術(shù)和方法構(gòu)成的建模與仿真互操作技術(shù)框架，滿足了現(xiàn)階段建模與仿真領(lǐng)域互操作的各種需求。LMSIM的提出能夠促進(jìn)系統(tǒng)概念設(shè)計和實現(xiàn)執(zhí)行、集成或聯(lián)邦的技術(shù)設(shè)計之間的連接，促進(jìn)V&V各個過程的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于正確描述仿真組

7、件合成系統(tǒng)，另外可以為聯(lián)邦開發(fā)過程開始階段判定各分系統(tǒng)之間是否實現(xiàn)有意義互操作提供依據(jù)。對各種解決互操作可能的技術(shù)和方法的研究和討論為仿真用戶選擇適合自己的互操作方法和技術(shù)提供參考。 最后對建模與仿真資源的有效管理進(jìn)行深入研究。提出了建模與仿真資源管理系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，包括系統(tǒng)用戶以及資源內(nèi)容、系統(tǒng)中資源存在格式及其部署方式以及系統(tǒng)實現(xiàn)基本功能和目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，運用組件的思想提出了分布式的、可擴(kuò)展的、基于標(biāo)準(zhǔn)的、分層的以及安