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高层体系结构(HLA)中的多联邦互连技术研究与实现

郝建国  
【摘要】: 高层体系结构(HLA)已被采纳为IEEE标准,是目前国内外仿真界普遍采用的分布交互仿真规范。HLA的主要目标是实现不同仿真应用间的互操作,促进仿真模型和组件在不同领域的重用。 随着HLA分布仿真应用的范围和规模不断扩大,多联邦互连成为当前HLA技术研究的一个热点问题。从HLA规范来看,它仅支持在单一联邦执行中的多个成员之间的互操作,可以实现成员级和组件级的重用;对于多联邦互连系统中,如何支持不同联邦间的互操作以实现联邦级的重用并未涉及,这给研究多联邦互连技术带来了困难。 论文围绕HLA中实现多联邦互连的关键技术展开讨论,分析了HLA的互操作性定义,研究了HLA互操作的分层模型,给出了解决互操作问题的方案。 基于桥接成员实现多联邦互连是目前较为通用和可行的方法。论文研究了桥接成员的组成结构,提出并解决了实现桥接联邦时存在的几个关键性的逻辑问题,分析了桥接成员执行RTI服务的典型流程;提出了分布式桥接成员的概念,对桥接成员进行了原型设计和具体实现。 论文研究了层次联邦的概念及其实现方法,提出了层次联邦体系结构的自动生成技术;然后研究了层次联邦中的时间管理和数据分发管理,提出了为保证消息传递的时间和因果顺序的正确性需要满足的约束条件,给出了层次联邦的时间推进过程;提出了层次联邦中能有效减少网络流量的数据分层过滤机制。 运行支撑框架RTI是HLA系统的核心,论文描述了KD-RTI所采用的集中-分布式的体系结构及其设计原理;完善了KD-RTI中的接口服务,改进了时间管理算法,并对KD-RTI的功能和性能进行了测试分析;对基于HLA的实时分布仿真提出了必要条件和解决方法,完成了改善RTI以支持实时联邦执行的初步工作。 论文还对HLA联邦的数据采集进行了研究,设计并指导实现了集中式数据采集工具KD-DCT和分布式的数据采集接口。 从总体来说,论文的创新性工作主要体现在下述4个方面: 1.在深入研究HLA成员接口规范的基础上,针对联邦成员的各种行为模式,抽象出桥接联邦中存在的几类关键问题,并对这些问题提出了可行的解决方案。 2.首次提出了分布式桥接成员的概念,在综合分析桥接成员的组成和功能的基础上,设计并实现了集中式和分布式的桥接成员软件。该软件目前已完成了集成测试,即将应用于某大规模联合作战系统。 3.提出了层次联邦体系结构的自动生成技术,并实现了相关算法;研究了层次联邦中的时间推进过程和数据的分层过滤技术。 4.提高了仿真支撑软件KD-RTI的运行性能,完善了其接口服务,并将其成功应用于国内十多个分布仿真系统。对KD-RTI实施的符合IEEE1516标准的改造工作也已基本完成。


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