高速列車數(shù)字化協(xié)同計算及仿真平臺的研究與改進(jìn).pdf

1、高速列車數(shù)字化協(xié)同計算及仿真平臺（以下簡稱協(xié)同計算平臺）為高速列車相關(guān)問題的仿真提供了一個可信的分布式仿真計算平臺，隨著高速列車研究問題的規(guī)模擴(kuò)大和復(fù)雜度加深，提高協(xié)同計算平臺的易維護(hù)性和穩(wěn)定性就成了亟待解決的問題。
　　本文通過分析協(xié)同計算平臺在實際部署、測試和使用過程中出現(xiàn)的問題，在協(xié)同計算平臺中增加了系統(tǒng)管理軟件并對協(xié)同計算平臺中的代理子系統(tǒng)、資源管理與任務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)和耦合器子系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增強了協(xié)同計算平臺的子系統(tǒng)部署能力

2、和管理能力，提高了資源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　在協(xié)同計算平臺原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了系統(tǒng)管理軟件，對代理子系統(tǒng)進(jìn)行管理并通過代理子系統(tǒng)實現(xiàn)對調(diào)度器軟件和計算節(jié)點的管理。主要包括通過調(diào)度器代理軟件監(jiān)視調(diào)度器的運行狀態(tài)，在調(diào)度器出現(xiàn)故障或者需要重新部署時通過代理軟件實現(xiàn)調(diào)度器節(jié)點的部署;管理協(xié)同計算平臺中的調(diào)度器軟件、代理軟件和第三方軟件，在有軟件更新需求時通過代理軟件完成程序的更新;通過代理軟件管理計算機上的進(jìn)程并控制節(jié)點的關(guān)機

3、和重啟;管理各子系統(tǒng)的日志文件，查看協(xié)同計算平臺中工況的仿真狀態(tài)和資源占用情況等。
　　針對代理子系統(tǒng)中存在的問題，改進(jìn)了代理軟件向調(diào)度器注冊的方式，在減少代理注冊資源開銷的同時保證了注冊的有效性;增加了調(diào)度器代理軟件，實現(xiàn)了對調(diào)度器的管理，主要包括監(jiān)視調(diào)度器的運行狀態(tài)，維護(hù)數(shù)據(jù)庫中調(diào)度器的狀態(tài)信息;響應(yīng)系統(tǒng)管理軟件的命令關(guān)閉調(diào)度器軟件或部署調(diào)度器節(jié)點;管理調(diào)度器的程序版本等;增加了程序管理功能，響應(yīng)系統(tǒng)管理軟件的命令更新代理程序

4、，安裝并啟動第三方程序;增加了日志管理功能，管理各子系統(tǒng)的日志文件;增加了節(jié)點管理模塊，響應(yīng)系統(tǒng)管理軟件的命令關(guān)閉或重啟計算機節(jié)點;此外，還增加了對進(jìn)程的管理，將獲取的進(jìn)程信息上傳到數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)系統(tǒng)管理軟件的命令關(guān)閉計算機中的指定進(jìn)程。
　　針對調(diào)度器中存在的問題，改進(jìn)了調(diào)度器中的故障恢復(fù)方式、資源管理方式、耦合器管理方式和工況預(yù)調(diào)度的方式，提高了協(xié)同計算平臺的資源利用率和資源預(yù)判的準(zhǔn)確性以及工況調(diào)度的效率。針對耦合器中存在的

5、問題，在耦合器子系統(tǒng)中增加了“迭代”關(guān)系處理模塊，使耦合器能夠處理模塊間具有“迭代”關(guān)系的工況，從而提高了仿真計算工況任務(wù)的多元性，設(shè)計并實現(xiàn)了執(zhí)行機與耦合器之間處理“迭代”關(guān)系的接口，并在執(zhí)行機端進(jìn)行了通信的故障檢測和恢復(fù)，在增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的同時減輕了耦合器進(jìn)行通信故障檢測的負(fù)擔(dān)。
　　本論文首先介紹了本課題的研究背景和意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和論文結(jié)構(gòu);接著分析了協(xié)同計算平臺中各子系統(tǒng)的功能和工況提交計算的流程，著重對協(xié)