基于HLA的復(fù)雜分布仿真系統(tǒng)互連技術(shù)研究.pdf

1、自從分布式仿真系統(tǒng)誕生起，互聯(lián)和重用就成為一個重要的研究課題。當(dāng)今的分布仿真應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)向大型化和復(fù)雜化方向發(fā)展，尤其是HLA標準的公布，為仿真系統(tǒng)的復(fù)用和互操作提供了一個平臺和標準，也為大型復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。本文介紹了分布仿真技術(shù)的幾個發(fā)展階段和現(xiàn)有的HLA應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)狀況，對于分布式仿真系統(tǒng)的互操作性進行了分析，主要涉及到模型分辨率、時間一致性、空間一致性、仿真數(shù)據(jù)互操作等多個主題的內(nèi)容。由于HLA已經(jīng)被采

2、納為IEEE的標準，因此，我們主要對HLA進行了分析。在四種HLA互連方案中，以橋接成員方法應(yīng)用最為廣泛，我們對目前的橋接成員技術(shù)進行了分析，指出了其在擴展性、靈活性、時間效率等多方面的不足，并提出了通用的多元橋的概念。為了使橋接成員可以適應(yīng)更多、更大的環(huán)境，在二元橋的基礎(chǔ)上，我們擴展了其對于橋接成員的定義，提出了多元橋接成員的概念。由于概念的擴展，增加了多元橋的復(fù)雜性，我們對其模型、體系結(jié)構(gòu)、功能描述、關(guān)鍵算法(例如，時

3、間推進算法等)以及六大服務(wù)等都重新進行了分析，并且給出了我們的方案以及實現(xiàn)方法。在此基礎(chǔ)上，我們還構(gòu)建了基于多元橋的擴展連接模型，并分析了其中的相關(guān)改進。隨著聯(lián)邦規(guī)模的擴大，盡管互操作性和重用性得到了大大的增強，但是隨之而來的則是整個系統(tǒng)性能的下降，這主要是由于傳統(tǒng)的、效率低下的時間推進算法導(dǎo)致的。我們分析了多元橋的特點，根據(jù)其各自的特點，提出了時間推進算法的多種改進方法，并且通過理論的方法證明了多元橋在推進效率方面的優(yōu)勢

4、。橋接成員的功能和性能直接關(guān)系到HLA仿真系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的成敗。本文首先闡述了RTI測試的內(nèi)容和指標，接著研究了針對多元橋接成員的測試方法和性能指標，提出了多元橋的測試指標，并且通過對比實驗驗證了多元橋的性能優(yōu)勢。最后，論文結(jié)合了筆者博士期間開發(fā)的同濟高速路微觀仿真系統(tǒng)，TESS-Tongji Express Simulation System，發(fā)展了多元橋的概念，提出了交通領(lǐng)域中的通用多元橋的模型，不僅實現(xiàn)了仿真系統(tǒng)的互

5、操作，同時也實現(xiàn)了仿真系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的互連。從總體上來說，論文的創(chuàng)新性工作主要體現(xiàn)在下述4個方面：1.為了適應(yīng)大規(guī)模仿真環(huán)境的需要，在對橋結(jié)成員的多聯(lián)邦互聯(lián)方法研究 的基礎(chǔ)上，針對二元橋在多個聯(lián)邦仿真環(huán)境存在的問題，提出了多元橋 的概念，改進了中央轉(zhuǎn)換部件的結(jié)構(gòu)，使其同時可以連接多個聯(lián)邦代理， 并對聯(lián)邦管理、聲明管理、對象管理和所有權(quán)管理做了改進，為多元橋 的設(shè)計提供了依據(jù)；2.在研究HLA時

6、間管理的基礎(chǔ)上，對多元橋接成員的時間管理，特別是對 時間推進方式、聯(lián)邦成員的分類和預(yù)測推進時間等提出了多元橋接改進 算法。經(jīng)實驗測試驗證在多個聯(lián)邦的情況下，多元橋的時間推進速度比 二元橋有所提高；3. 以RTI的性能測試指標為基礎(chǔ)，引入消息轉(zhuǎn)發(fā)延時來測量橋接成員產(chǎn)生 的延時情況，排除了RTI產(chǎn)生的延時影響，比消息延時更加準確地反映 橋接成員的真實性能；4.針對異構(gòu)交通仿真系統(tǒng)互連過程中出現(xiàn)的宏