分布式通航樞紐系統(tǒng)仿真框架研究.pdf

1、通航樞紐是水路運(yùn)輸?shù)闹匾煌ü?jié)點(diǎn)，也是影響水路交通的重要因素。近年來，隨著大量通航樞紐的建設(shè)，通航樞紐對船舶通過能力、區(qū)域航運(yùn)規(guī)劃等方面的影響日益突出。因此，研究通航樞紐運(yùn)行特征成為當(dāng)前的熱點(diǎn)問題。在眾多傳統(tǒng)的研究方法中，借助系統(tǒng)仿真模擬通航樞紐的運(yùn)行和調(diào)度過程是被運(yùn)用最多的方法。但當(dāng)前水上交通仿真系統(tǒng)大多是單一的個(gè)體，是開發(fā)者為滿足某種特定的需求設(shè)計(jì)的，在面對規(guī)模復(fù)雜的仿真問題時(shí)，可能無法達(dá)到理想的效果。未來隨著仿真需求的不斷變化，可

2、能要對整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)甚至程序進(jìn)行修改，這將給我們的研究帶來很多不便。
　　本文從通航樞紐仿真需求出發(fā)，采用分布式仿真架構(gòu)對通航樞紐仿真系統(tǒng)進(jìn)行框架設(shè)計(jì)。為滿足仿真系統(tǒng)面向工程應(yīng)用，保證系統(tǒng)的適應(yīng)性、靈活性、交互性和重用性，論文在仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了基于HLA(高層體系結(jié)構(gòu))的分布式仿真框架。
　　論文面向通航樞紐系統(tǒng)仿真的需求，首先，系統(tǒng)的分析了通航樞紐的系統(tǒng)組成及其要素特征。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于HLA的分布式通航樞紐系

3、統(tǒng)仿真框架，將聯(lián)邦的組成劃分為船閘調(diào)度仿真邦員、航路網(wǎng)絡(luò)仿真邦員、交通流仿真邦員、環(huán)境邦員、仿真評價(jià)邦員和仿真運(yùn)行管理邦員六個(gè)部分，各邦員都是獨(dú)立的子系統(tǒng)，承擔(dān)著各自的仿真任務(wù)，因此，搭建的分布式通航樞紐仿真系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和重用性。然后，建立了分布式環(huán)境下通航樞紐仿真的基本模型。通航樞紐系統(tǒng)的組成包括船舶交通流、船閘、航道、通航環(huán)境等諸多要素，本文基于系統(tǒng)仿真基本需求，選取部分組成要素，建立了船閘調(diào)度仿真模型、航路網(wǎng)絡(luò)模型和通航

4、樞紐交通流仿真模型，并對仿真中所用的算法進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。仿真模型的建立為仿真平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。最后，初步實(shí)現(xiàn)了仿真平臺(tái)的開發(fā)。根據(jù)聯(lián)邦對象模型和仿真對象模型確定聯(lián)邦成員的交互信息，在分布式仿真模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了船閘調(diào)度、交通流仿真及航路網(wǎng)絡(luò)仿真邦員的開發(fā)，基本實(shí)現(xiàn)各聯(lián)邦成員的互聯(lián)。
　　本研究實(shí)現(xiàn)了通航樞紐仿真平臺(tái)原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，它是基于HLA的分布式仿真框架首次在通航樞紐仿真中的運(yùn)用，未來可以為其他水上交通分布式仿真系