基于颜色Petri网和Lookahead的数据分发管理研究

对高层体系结构（HLA）中数据分发管理（DDM）的研究,主要目标是在符合HLA标准的前提下,提高数据的过滤效率,同时减少计算量,并提供较好的可扩展性适应于各种规模的分布式仿真应用。Lookahead是分布式模拟时间管理协议中的一个重要概念,各模拟实体使用Lookahead把自己产生事件的时间标记情况更早地通知给其它实体,以加快程序的运行。采用颜色Petri网和Lookahead的数据分发机制,能够很好地对数据进行过滤,提高数据的过滤效率,并能保证数据收发的成功率。仿真实验结果表明：基于颜色Petri网和Lookahead的数据分发机制是优于区域匹配方法的。     

基于区域预测的HLA／RTI时间推进优化策略

本文首先分析了当前HLA／RTI规范中计算LBTS时“过于保守”的缺陷，然后基于大规模分布式仿真中存在的“局部性”原理，分析了邦元间时间推进中的制约关系，进而提出了基于区域预测的时间推进优化策略：通过扩展区域，预测未来某段时间内邦元间的制约关系，让无关邦元不参与LBTS的计算，使得Time-constrained flag为真的邦元能更大胆地推进，同时结合乐观机制来克服小概率的时间失序。性能分析表明，该策略能增加并发度和加速比，提高仿真效率。     

基于BOINC的仿真网格设计与实现

现有基于HLA标准的仿真体系缺乏对分布式计算资源的有效管理利用,同时大多采用静态部署邦元的方式,效率低下并缺乏灵活性.实现了一种将现有符合HLA标准的Simkit仿真体系与BOINC网格中间件相结合的仿真网格,能够对分布式计算资源进行有效探知、管理和调度;实现了邦元自动分发、部署以及结果文件自动收集;提供用户友好的管理界面,简化仿真任务创建配置过程,可对仿真过程进行实时监控.该系统已应用于实际仿真工程,运行稳定,较好地提高了仿真效率,符合预期要求.     

大规模联邦仿真中实体迁移及其时间同步研究(二)--实体迁移中的时间同步

实体迁移技术有利于改善大规模分布式仿真系统的性能,其中迁移期间的时间同步是其关键与难点．基于HLA联邦仿真框架,研究了实体迁移中的时间同步机制;分析了迁移期间邦元的状态变迁情况;给出了旧邦元转发消息以及新邦元接收和处理消息时所需的同步策略;保证了按时戳序处理消息．迁移期间新旧邦元逻辑时间同步,防止了丢失消息或重复处理同一消息等现象,也能撤销消息,以便乐观同步．     

基于HLA的SAR对抗数学仿真试验系统

为检验评估合成孔径雷达(SAR)对抗装备的作战效能,研发了基于HLA的SAR对抗数学仿真试验系统,主要用于开展相干视频信号的SAR对抗过程的建模仿真研究.在仿真战情驱动下,SAR场景模拟、平台、干扰、成像、视景仿真邦元以及在线评估邦元之间交互协同工作,既可以逼真的复现外场SAR实装对抗试验,又可以实现SAR对抗系统对作战对象的作战效能仿真与评估.系统突破了对抗仿真中大场景模拟、成像算法与关键对抗模型等关键技术,初步的仿真试验结果表明,系统设计合理;运行可靠;符合预期要求.     

大型分布式仿真环境下的负载平衡策略

在大型分布式仿真环境下,仿真的顺利推进取决于每一个邦员的健康运行,负载不平衡会对仿真性能造成严重的影响。作为分布式仿真事实上的标准,HLA仿真框架主要关注于解决分布式仿真的互操作和可重用问题,而没有提供对可伸缩性、动态负载平衡以及容错的支持。通过分析HLA仿真框架的不足,提出了一个基于网格服务的先进分布式仿真框架GADS,并在此基础上设计了一个负载平衡解决方案,随后重点描述了其中的负载平衡策略和基于仿真代理的高效邦员迁移算法。利用在GADS框架中引入的仿真代理层,该迁移方案大大降低了迁移开销,并实现了真正的“免冻结”迁移。     

Simulink/Stateflow仿真程序的HLA兼容性改造设计

该文从数据结构入手，宏观分析了Simulink／Stateflow仿真模型在进行HLA(高层体系结构)兼容性改造过程中所涉及的主要问题及步骤。主要包括由RTW(实时工作室)所生成的Simulink／Stmeflow模型C代码的通用运行框架，模型程序的SOM(仿真对象模型)开发，模型程序的HLA软件接口设计等。特别是针对HLA软件接口的设计与实现过程中存在许多重复性的工作，提供了一个将Simulink／Stateflow模型程序自动转化为HLA联邦成员且能适用于不同联邦的工具软件框架结构，从而为基于HAL仿真系统的Simulink／Stateflow仿真模型开发提供一条优化途径。     

面向社会网络仿真的混合时间管理算法

并行仿真技术在大规模社会网络研究中扮演着越来越重要的角色,而仿真时间同步机制是决定并行仿真性能的重要因素,如何发掘社会学研究领域的应用特征以设计高效的时间管理算法是当前时间同步机制研究的重要课题。社会网络仿真中个体间行为模式差异较大,难以提取合适的Lookahead以保证保守时间管理策略的高效运行;同时,社会网络仿真中个体交互情况复杂,采用乐观时间管理策略时,容易引起系统内大量级联回滚。本文针对上述问题提出一种基于社区发现的混合时间管理机制,在逻辑进程的粒度上根据网络结构优化选择保守和乐观时间管理策略,从而最大限度地发掘系统的性能。实验结果表明了该算法的有效性。     

HLA仿真技术综述

建模与仿真高层体系结构(HLA)已成为电气和电子工程师协会(IEEE)标准。基于HLA所开发的仿真系统中的各成员既可能由现有的仿真系统改造而成，也可能要完全重新开发，而各种模型之间的关系必须体现在各成员的具体实现中。该文围绕基于HLA的系统建模与仿真问题从理论和实践两方面较为详细地介绍了HLA的有关概念、主要内容和基本规范，给出了基于HLA标准编写的鱼雷联邦成员仿真程序的部分代码的框架，并指出基于HLA标准编写的仿真程序是复杂大系统仿真、尤其是武器系统仿真的发展方向。该文对于学习HLA标准有一定的参考价值和指导意义。     

基于HLA技术框架和Vega的程序设计方法研究

分布式仿真系统的程序流程控制方法是仿真系统开发的关键。深入分析了HLA技术框架和Vega视景仿真的程序流程控制机制,基于Vega仿真应用和HLA联邦执行过程的程序结构,在多线程环境中利用面向对象分析与设计技术、数据库技术和Windows消息响应机制,提出了一种以Vega仿真循环为主、优先执行联邦成员功能的程序设计方法,充分满足了Vega视景仿真和联邦成员交互控制的功能需求,减小了系统程序设计和开发的难度,并保证了较好的运行效率。     

Lookahead为零时的仿真

lookahead是HLA时间管理服务中的重要概念。looka-head值是在仿真执行过程中由用户自己设置的。Lookahead的值为零是一种特殊情况,它在实际仿真系统中会经常出现,IEEE标准专门为此做了规定。如果多个联邦成员都有lookahead为零,可能会造成逻辑时间推进的死锁状态。讨论了引入lookahead的意义,并分析了lookahead为零时死锁的规律性,了解了这些规律后,就能有效地避免死锁,从而使仿真过程更加顺利地进行。     

Exploiting lookahead in parallel simulation

Lookahead is the ability of a process to predict its future behavior. The feasibility of implicit lookahead for non-FCFS stochastic queuing systems is demonstrated. Several lookahead exploiting techniques are proposed for round-robin (RR) system simulations. An algorithm that generates lookahead in O(1) time is described. Analytical models and experiments are constructed to evaluate these techniques. A lookahead technique for preemptive priority (PP) systems is evaluated using an analytical model. The performance metric for these techniques is the lookahead ratio, which is correlated with other performance measures of more direct interest, such as speedup. The analyses show that using implicit lookahead can significantly improve the lookahead ratios of RR and PP system simulations     

时延Petri网分布式模拟的先行值研究

先行值计算是提高时延Petri网并行模拟性能的一个好的方法。给出了时延Petri网的先行值计算的四种基本结构，对于存在循环的复杂的Petri网结构给出了预测图算法，通过预测图，能够很容易求出静态和动态先行值，在并行模拟中利用先行值可以分析出存在并发和阻塞的结构，从而为网分块在并行机的结点上运行奠定了基础。     

HLA中对象模型的研究

高层体系结构HLA采用面向对象的设计思想，支持仿真系统的互操作和可重用，在作战仿真领域有着很广泛的应用。在HLA中，对象模型OM是实现仿真之间互操作和仿真部件可重用的重要基础，OM以标准的格式描述了仿真应用参与联邦的能力和对外部的需求，该文简单介绍了HLA的基本内容，详细阐述了对象模型OM的描述形式OMT及其分类，并通过实例说明了OM的开发过程。     

C4ISR半实物仿真系统互联设计及其互操作

军事综合电子信息系统集成试验环境的主要功能是完成电子信息装备的性能测试、评估。实际的电子信息设备作为实物和C^4ISR仿真系统一起构成综合仿真测试集成环境。测试、评估流程是依靠集成试验环境中的C^4ISR仿真系统作为测试信源来驱动的。为实现C^4ISR仿真系统和实际装备（实装）系统之间的联网和互操作，保证综合演练运行，该文提出了一种实现C^4ISR仿真系统和实装系统互联的设计方案。该方案使用基于HLA的代理联邦将分布在广域网上的各个实装系统连接到C^4ISR仿真系统中，并通过HLA／RTI完成仿真系统与实装系统间的交互。系统设计实现了网络层、数据层、模型层和导调层四个层次的互操作。     

基于HLA的某型导弹模拟训练仿真系统的开发

基于HLA的分布式模拟训练仿真系统开发是当前大型导弹训练仿真器的一个重要研究方向.文章分析了基于HLA的仿真开发过程.在联邦开发和执行过程模型(FDEPM)基础上,结合开发经验,通过系统分析、联邦设计、FOM/SOM开发和联邦集成四个步骤探讨了某型导弹训练仿真的开发过程.整个仿真系统为实际装备的功能测试和复杂操作模拟提供了一个高效费比的仿真平台.通过应用,取得了良好的综合效果.     

基于HLA的防空作战仿真系统设计

根据防空作战训练的特点、要求以及防空装备的构成,设计开发了基于HLA构架的防空作战仿真系统.文章分析了HLA体系的意义,对当前系统与早期系统相比的改进方面和不同点进行了说明;介绍了所开发系统的体系结构、硬件设备组成以及系统的信息流程,并对联邦成员的组成、实现功能以及仿真系统的部分数学模型进行了阐述与分析,给出了视景仿真成员的效果、参数以及采用MFC和VP开发视景仿真成员的一般流程;从实际使用来看,训练效果较好;最后结论中指出系统的评价、应用前景和改进方向.     

一种基于跳表的DDM相交区域快速查询算法

HLA是为提高仿真系统的互操作性和可重用性而提出的新型分布仿真标准。HLA中数据分发管理服务的目的是通过邦员对数据公布和订购区域的表达来过滤一个邦员所接收到的数据,同时减少对网络带宽的消耗。DDM的核心是多维矩形区域动态相交查找的问题,其算法性能的好坏对DDM的效率是至关重要的。现有的一些动态区域查找算法还不能同时满足高效、精确且易于实现等要求,为此设计出一种基于跳表数据结构的用于快速相交区域查找的区问跳表,同时分析了区间跳表的构造原则以及基本操作的流程,并在此基础上提出了基于区间跳表的相交区域查找算法。该算法的匹配精度高,时间复杂度低,且具有编程实现简单的特点。     

基于HLA的仿真系统设计与实现

为方便HLA仿真系统的开发及对已有仿真系统的HLA改造,设计基于HLA的仿真系统框架.详细分析联邦成员的开发过程,给出HLA接口的开发方法,研究视景仿真系统的结构并详细分析其开发方法,在上述工作的基础上,开发一个仿真实例.仿真实例的成功运行表明,本文所设计的仿真系统框架及给出的开发方法是可行的.