基于HLA的仿真混合实时通讯网络的架构与研究

随着仿真系统应用的发展,计算能力需求的不断扩展,建立在DIS标准之上的分布式交互仿真在体系结构和技术上互操作性和可重用性方面的明显不足.传统基于通用的建模与仿真技术框架,即高层体系结构(High Level Architecture,HLA),能将更广范围的仿真系统集成到一个综合环境中,提供更大规模的仿真,而成为新一代分布式交互仿真体系结构,通过基于HLA为分布式交互仿真通过使用一个通用的技术框架和开放的标准,提供各种实现底层通信和基本功能的服务,包括发布/订阅机制、数据分发管理服务、时间管理服务、所有权管理服务等.不但满足仿真心痛的实时性需求,同时也确保了数据的安全性.其中,HLA的发布/订阅机制与数据分发管理服务可尽可能地减少成员收到不需要的数据和网络数据流量,均衡各成员的负载状况,有效地使用系统的通信带宽和处理机的计算能力来满足复杂分布式系统的可扩缩性.     

基于SOA的柔性分布式仿真框架的设计

为了使分布式仿真系统能够适应复杂仿真中的实现技术、部署位置和仿真流程等不确定因素,提出了一个基于SOA的柔性分布式仿真框架,在分布式环境下,满足跨地域、跨平台的异构仿真单元的集成和交互,并实现仿真流程动态配置与切换。框架基于SOA架构、仿真组件化思想、采用Web服务技术实现仿真服务化封装;在仿真服务接口层为仿真客户端和远程仿真服务提供统一的、基于标准的程序级的调用方法;用仿真服务总线实现对仿真服务的灵活的集成和交互;利用动态加载和实时配置的方法对仿真服务进行管理。经实践证明,框架适用于跨地域的异构平台下流程复杂且多变的仿真需求。     

一种可配置数据交互流程的嵌入式总线接口测试系统设计与实现

在航空、航天、汽车、通信等综合电子系统中,嵌入式软件的占比越来越高,实现的功能和数据交互流程也越来越复杂。在嵌入式软件测试中,现有基于总线通信的半实物仿真系统缺乏或不能便捷提供交互流程的模拟能力。针对该问题,提出了一种基于总线通信、总线数据收发,以及数据收发流程控制的嵌入式总线接口测试系统设计,可适应MIL-STD-1553B总线、以太网、RS232/422/485总线、CAN总线、ARNIC429总线等,具备测试用例设计、自动化执行、接收数据解析等功能,并阐述了其系统设计、软件设计、重要功能设计实现及试验分析。该系统已进行原型设计,并已在多个型号项目中应用,提高了操作人员对测试环境搭建的效率,缩短了为项目定制开发仿真系统的时间。     

泛政府行业信息化数据跨域共享服务总线平台的设计与实现

对泛政府行业内网与其他网络间的跨网域的请求服务进行了研究,提出了泛政府行业信息化数据跨域共享服务总线平台的设计方案,底层硬件设计上基于单向光传输方式,实现不同网域间数据的安全隔离传输;上层系统软件通过服务总线（ESB）体系架构和定义统一请求调用接口,实现跨区域、跨网域间服务授权访问、资源授权调用和数据安全转发。整个系统由请求协议转换、安全检控组件、健康度评估、MQ数据服务、节点资源调度、限流熔断管理、通道任务管理、资源监控上报等模块组成,可实现请求服务、设备状态上报、通道任务管理、安全访问控制等功能,并根据不同业务量级设定不同应用模式,可满足跨网域移动警务请求服务数据资源的安全、高效传输需求。     

基于SOA的作战仿真平台信息交互服务总线研究

为解决作战仿真平台在大规模复杂网络中的应用出现诸多难题,尤其是一体化信息交互IIE成为制约平台大规模应用的瓶颈,必须按照先进的网络服务架构思想对原有平台进行改造.从作战仿真平台的SOA架构入手,提出信息交互服务总线IESB概念模型和实际网络拓扑,并针对作战仿真要求提出IESB的系统功能需求,给出了IESB的功能模块设计与系统结构.平台构建实践结果表明,IESB能够大幅提升服务性能.最后,结合对原有平台的改造,讨论了平台建设中的若干问题.     

基于服务交互行为的复杂服务协同网络建模

随着分布式计算技术的发展,以自治的服务协同与互操作为主要构造手段、结构与行为随需而变的面向服务的软件系统已成为当前主流的软件架构,分析并理解服务交互行为对于这类复杂软件系统的开发、维护和运营具有重要意义.针对面向服务的软件系统中基本构成元素Web服务的复杂交互执行行为,考虑到服务自治性及系统规模化所带来的复杂性,借鉴复杂网络建模分析方法,提出了一种考虑服务行为特征的服务动态行为生长演化模型.模型首先以真实服务的服务结构数据为基础,以服务间参数关联关系为核心,通过参数匹配建立服务结构网络作为基本连通性约束,代表可能发生交互关系的服务.然后,基于服务间的择优选择、组合交互及动态重组等特性,对面向服务的软件系统生长演化及动态执行行为进行了仿真建模.在Seekda及QWS数据集上进行了仿真实验,结果表明:与传统的软件系统的层次性结构有所不同,由自治的Web服务所构成的软件系统具有更强的模块性;与系统中个体服务演化规则,如择优连接及动态重组相比,服务结构网络的性质对系统最终形态有更重要的影响,相关结果对大规模服务软件的构建及分析具有重要的指导意义.     

基于关联数据本地化的多密码作业流调度算法

针对云密码服务系统中服务请求多样、数据依赖性作业流与非数据依赖性作业流随机交叉并发等问题,为了避免处理节点之间关联数据的交互而带来的系统通信性能开销和数据安全性威胁,设计一种基于关联数据本地化的云密码作业流调度算法。首先通过任务请求密码功能的映射,保障多作业流请求密码功能的正确实现;然后对于具有相同请求密码功能的各任务中不同工作模式交叉问题,在提出任务优先级计算方法以促进多作业流调度公平性的基础上,采用分类调度的方法,在实现关联数据本地化的同时,保障了调度系统的整体性能。仿真结果表明,该算法不仅可以有效减少系统任务完成时间,提高资源利用率和公平性,并且具有良好的稳定性。     

拟态通用运行环境的框架设计

为实现信息系统安全防御的目的,针对动态异构冗余(DHR)架构设计拟态通用运行环境(MCOE)框架。以拟态化改造后功能等价的异构冗余信息系统应用程序,以及异构化的信息系统运行环境设施为对象,为N异构执行体构建面向服务请求的资源调度、分发、执行、表决、安全威胁清洗恢复以及管理的自动化运行支撑环境,提供拟态产品的分发、表决统一集成接口规范。在该框架中,服务请求主键驱动的N个异构执行体和MCOE分发、内部表决、外部表决、协同执行、管理5个服务器交互运行。仿真结果表明,该设计可有效抵御软硬件后门和漏洞引发的网络攻击。     

基于DDS的民机机电系统分布式建模与仿真研究

针对复杂民机机电系统仿真效率低的问题,提出一种基于数据分发服务的分布式并行建模与仿真方法.分析数据分发服务的通信特点;利用数据分发服务的API函数和AMESim应用程序编程接口,在现有分布式互联架构平台的基础上,设计AMESim与分布式互联架构平台的数据交互接口,实现了民机升降舵系统与液压能源系统的分布式并行建模与仿真.仿真结果表明,该分布式方法保证了仿真变量分布式前和分布式后的同步性,拓展了复杂系统仿真的规模,并缩短了12.7％的仿真计算时间.     

基于RTX的分布式平台级仿真系统设计与实现

研究平台级仿真训练系统,广泛应用于武器装备试验评估领域中,平台级仿真包含实体数多、交互信息复杂.如果有人或硬件在回路,则需实现实时运行.如果采用分布式结构,还需实现时钟同步.为了解决实体间复杂信息交互、强实时运行和时钟同步控制等问题,提出参照HLA的数据交互机制和时间推进机制设计了平台级仿真系统框架,并采用流行的Win-dows+RTX平台开发了仿真系统软件.经时间测试,设计的仿真系统满足微秒级的定时精度和死线(dead-line)要求.仿真表明,设计方法适用于平台级、多仿真实体交互,为强实时推进的分布式实时仿真系统构建提供了参考.     

Development of a multi-agent-based distributed simulation platform for semiconductor manufacturing

Since the semiconductor manufacturing system is a large-scale complex system, it is difficult to solve complex problems in semiconductor manufacturing by the mathematical modeling method. This paper presents a multi-agent-based distributed simulation platform to support the extremely complex semiconductor manufacturing analysis. A multi-agent-based distributed simulation platform framework and a multi-agent collaborative control model are proposed to provide a flexible infrastructure and a multi-agent coordination mechanism in distributed environment for semiconductor manufacturing simulation. A multi-agent time synchronization model for distributed simulation is designed to keep events in the correct logical time order in simulation and steps of time synchronization are given. An interaction model and message formats are presented to describe how agents communicate with each other in simulation. The platform development and the design of graphical user interface are also exploited in this paper. Finally, evaluation of this multi-agent-based platform was illustrated with a case study. It indicates that the platform is effective in modeling and simulating the complex semiconductor manufacturing and provides the insights about how to improve the semiconductor manufacturing process with well targeted measures.     

基于消息总线结构的某无人机仿真平台的研究

为了解决飞行仿真平台系统的重用性、扩展性和维护性,设计了基于消息总线结构的无人机仿真平台,给出了该系统的结构模型,重点讨论了系统设计中消息类型、消息分发机制及数据通讯接口等问题。实践证明,采用消息总线结构设计的无人机仿真平台极大地提高了系统的可扩展性和软件的重用性。     

基于事件的发布-订阅系统模型

Internet的广泛应用已经改变了分布式系统的规模，使得传统的基于请求/应答的点对．点的同步通信已不能很好地满足大规模的动态分布式应用环境。为了加强大规模的分布式环境中实体之间的通信协作，系统要求更加灵活的通信模型，以反映应用的动态和非耦合特性。基于事件通信的中间件是建立大规模分布式系统的有效方式，发布者/订阅者（Publisher/subscriber）是目前广泛使用的基于事件的通信模型，支持发布者和订阅者之间在时间、空间和同步方面的非耦合以及多对多的通信模式，提供大规模系统所要求的交互间的松散耦合。本文详细阐述了事件系统的组成以及基于事件系统的PUB／SUB模型，提出了基于PUB／SUB的事件系统中间件的核心及实现的关键，这些中间件为大规模的分布式应用提供更多和更有力的保障。     

面向内存数据网格的分布式事务保障机制

在线事务处理（online transaction processing,OLTP）应用面临并发量和数据量持续增长的问题,并且高并发读写操作使得后台数据库成为瓶颈。内存数据网格（in-memory data grid,IMDG）是基于内存的新型分布式数据访问平台,是解决系统数据库写操作瓶颈的有效技术途径之一。然而内存数据网格中数据访问操作涉及的数据分布是不可预知的,需要提供分布式事务保障。针对内存数据网格的系统特点,提出了一种分布式事务保障机制,设计实现了事务处理模型、请求处理和数据定位方法以及事务保障协议,并规范化地定义了客户端与服务器端以及服务器端之间的操作接口。在事务处理基准测试TPC-W上的实验结果表明,新机制可以提高在线事务应用的处理速度,并具备良好的扩展性。     

基于大规模廉价计算平台的海量数据处理系统的研究*

提出一种基于大规模廉价计算平台的海量数据处理模型,吸取了Map/Reduce计算模式和大规模分布式数据存储机制Bigtable的基本思想,实现了以数据为中心的计算密集型的经济性超级计算系统平台。系统选择电信部门的大规模业务数据为分析对象,对电信通话和数据业务的大规模数据集进行处理,从而向运营商和普通用户提供有价值的数据分析服务。该平台适用于其他多种海量数据的分布式处理,为其他的各种应用提供了一个具有良好参考价值的示范。     

基于CPCI总线的分布式系统设计

为解决大规模系统中数据处理任务重,业务种类多的难点,文章给出一种基于CompactPCI(CPCI)的分布式系统设计,实现了系统板卡间的分工协作和跨总线远程内存访问。本文提出了基于“抽屉机制”的报文存储机制和地址信息维护策略,实现了准确高效的分布式跨总线通信。     

空间以太网数据总线可测试性设计与分析

空间应用领域不断拓展使得空间有效载荷数据管理与传输越来越复杂,对空间数据总线的可靠性、测试的有效性提出更高要求。针对数据总线的可测试性现状及以太网的空间应用情况,提出空间有效载荷以太网数据总线测试性设计要求,基于FMECA及多信号模型对空间以太网数据总线进行可测试性分析,设计。通过搭建空间以太网仿真平台对可测试性设计进行验证。结果表明：设计达到可测试性要求,加入可测试性设计后对系统的性能影响较小,对空间数据总线的测试性设计具有实际的指导意义。     

基于SoPC的运动控制器总线接口层设计

以专用处理器的微操作方式通过SoPC技术实现运动控制器的总线接口部分的设计.考虑经济型数控系统通用性、灵活性的要求,接口层设计采用内、外两种数据总线机制.具体给出了在Quartus Ⅱ环境下总线接口部分的设计方案以及输入/输出端读、写探作时数据转换的仿真结果.表明增减接口模块可方便地将数据总线由原先单一的8位转换为8/16/32位可选择,充分体现了SoPC技术的极大优势.     

面向电力通信网的分布式仿真系统

跨区域互联电网的逐步实现，使得与之相应的电力通信网的覆盖范围越来越广，网络架构日趋复杂，现有集中式仿真的计算、存储资源有限，无法满足电力通信网的仿真需求。提出面向电力通信网的分布式仿真系统，利用EXata网络仿真器构建仿真子系统、数据分发服务（Data Distribution Service，DDS）中间件实现仿真子系统间的数据交互，并基于预定义同步时间点的方式同步推进仿真子系统的仿真过程，使各子系统能够协同完成整体网络的仿真。仿真结果表明，相对于集中式仿真，所提出的分布式仿真系统仿真效率更高，能够支持大规模电力通信网的仿真。     

基于ARINC429和TCP/IP的FMS仿真通信平台设计与实现

针对目前飞行管理系统(FMS)仿真通信通用性和重构性差的问题,研究了采用ARINCA29总线结合TCP/IP协议构建FMS仿真通信平台的方法,通过定义FMS仿真概念模型并设计数据结构、数据交互函数和平台控制界面,给出了一种满足FMS仿真要求的通信平台的实现方法,最后对通信平台进行性能测试,验证了平台具备可靠性和实时性....