联邦式仿真运行数据处理的共同支持框架研究

【摘要】： 联邦式仿真是仿真技术发展的重要方向[1],用于复杂问题的仿真研究,支持多种运行模式,探索空间扩大,计算复杂度增加,需要更强的运行数据处理能力。构建这种数据处理能力,通常需涉及技术与管理两个方面。论文针对其中更为基础性的技术问题进行了研究,分析了传统解决方法的不足,提出建立联邦式仿真运行数据处理共同支持框架(以下简称“共同支持框架”)的思想,并以“可重用、可组合、可扩展、可通用、自动化、高效率和互操作”为指标,希望通过类似工业化产品生产线中使用可互换部件、生产装配线和机器人进行自动化生产的方式,来构建联邦式仿真运行数据处理的基础设施,从而既可满足各种数据处理需求,又能够使相关工作成为长期投资。这样的框架应克服传统方法的不足,具备如下特点:不再局限于特定仿真技术标准;面向一类(非单个)任务需求;具备开放的系统架构、自动化的代码生成与组件装配/部署过程、可独立进化的系统要素;支持运行过程中的动态评估及配置调整;等等。 因此,论文定义了一个专注于联邦式仿真运行数据处理问题的技术框架,阐述了共同支持框架的概念、设计方法和实现过程,改变了传统“一功能需求一解决方案”的做法,为此类问题的处理探索了新的解决途径。围绕“技术框架设计”这一主题,论文强调面向系统族的顶层架构设计与数据互操作能力设计,强调支持重用的组件开发和基于重用的系统构建过程,致力于通过合理的顶层架构设计和系统开发技术,来同时保证系统功能/性能需求与软件品质属性要求的实现。 论文首先考察了联邦建模仿真生命周期中各项数据活动、以及由此衍生的数据处理需求,在联邦运行数据处理问题任务空间被明确界定的基础上,提出共同支持框架的构建方法和设计原则,并研究了如何划分系统结构、标识组件、组件通信、信息通联和保持系统组件独立进化能力等顶层架构设计问题。在此基础上,论文针对构建配置运控平台、实现数据互操作与持久存储能力这两个关键技术问题进行了深入研究,建立起了符合自动化生产线要求的框架模型及对应的组件体系、相应的配置管理与运行控制机制、数据互操作与持久存储机制。论文最后对共同支持框架中各项数据处理能力的本质特征进行了总结,将其归纳为“围绕核心对象(运行数据)的操作而与相关实体产生的八种数据交互关系”,并以HLA联邦的数据采集和回放任务为例,验证了上述设计思想与技术路线的有效性,结尾处就共同支持框架的应用前景和改进意见进行了讨论。