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《解放军信息工程大学》 2011年
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基于SOA和HLA的分布式仿真关键技术研究

郭晓峰  
【摘要】:HLA是目前分布式仿真系统架构的国际标准,在促进仿真系统的互操作和重用方面取得了巨大的成功。但是随着仿真需求的增长,仿真规模的不断增大,仿真系统越来越复杂,需求的变化越来越快,需要开发人员能够利用已有的仿真资源灵活、快速、高效地构建分布式仿真系统。但是,现有HLA架构中,基于OMT的对象模型对仿真组件描述能力有限,重用性差,导致仿真组件无法得到重用:大量仿真资源由于没有统一的管理,缺乏有效地查找、发现和组合机制,无法得到有效地使用;由于技术的限制,大多数联邦成员同RTI的通信受到网络和平台的限制,制约了仿真系统的互操作性。围绕着这些问题,本文对分布式仿真系统进行了一系列的理论和技术研究。 本文主要工作如下: 1.通过对比HLA和SOA两种架构,利用SOA的思想,构建基于HLA的分布式仿真系统架构SO-HLA.架构保留了HLA高效性和时间一致性等优势,同时扩展了仿真组件的互操作性、重用性,实现了仿真组件的可组合性。 2.提出了仿真组件对象模型(SCOM),从互操作模式和互操作内容两个方面对仿真组件进行描述。对SCOM及其分类给出形式化定义,并对SCOM的操作进行形式化描述,为仿真组件的查找和组合提供理论基础。 3.采用面向实体的系统分析方法构建仿真系统本体的概念体系,利用本体中的概念增加SCOM的语义信息。进一步从语义上增强SCOM的描述能力,实现仿真组件的重用和组合的智能化。 4.通过制定基于语义的SCOM操作规则,本体语言同霍恩语句的转换,以及基于Prolog的SCOM操作流程,实现基于逻辑推理的SCOM操作。利用Amzi! Prolog工具实现SCOM操作服务。 5.设计并实现了面向服务的运行时框架SO-RTI。该框架利用Web服务实现RTI同联邦成员的松散耦合,扩展了仿真应用的互操作性;通过RTI调用联邦成员大使服务的方式实现回调服务,确保联邦的时空一致性。 6.设计与实现可重构的仿真联邦。通过SCOM同联邦、联邦成员的映射,实现联邦拆分、联邦成员查找以及联邦成员组合的自动化。 主要创新点: 1.从概念模型和软件结构两方面设计基于SOA和HLA的分布式仿真系统的软件架构SO-HLA,提高分布式仿真系统的互操作性、重用性和组合性。 2.提出了基于本体的仿真组件对象模型(SCOM),从语法和语义两个层面提高了对象模型对仿真组件的描述能力,便于仿真组件的发布、查找和组合。 3.提出了基于语义的SCOM的操作规则,在此基础上,实现仿真联邦分解、仿真组件查找以及仿真组件组合自动化。 4.设计并实现了面向服务的运行时框架SO-RTI。 本文的研究成果在多个总部科研计划项目中得到应用,应用的结果表明:基于本体的SCOM大大提高了对仿真组件的描述能力,基于逻辑的推理实现了SCOM自动分解、查找和组合,两者的结合有力地支持了仿真组件的重用和组合。面向服务的SO-RTI的构建,对广域网和互联网的分布式仿真系统构建提供了支持,扩展了仿真系统的可操作性。基于SOA和HLA的仿真系统架构SO-HLA,能够灵活、快捷、高效的构建仿真系统。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.9

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【参考文献】
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