一种应用于HLA分布式仿真方法的通用联邦成员技术

本发明专利技术涉及一种应用于HLA分布式仿真的通用联邦成员，属于计算机分布式仿真技术及应用领域。由通用联邦成员程序和仿真模型两部分组成，其中通用联邦成员程序由仿真调度模块、模型接口和HLA模块三部分组成。联邦成员通过通用联邦成员程序的HLA模块连接HLA分布式仿真软总线，进而实现与HLA运行支撑环境(RTI)的交互。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种应用于HLA分布式仿真的通用联邦成员，属于计算机分布式仿真技术及应用领域。由通用联邦成员程序和仿真模型两部分组成，其中通用联邦成员程序由仿真调度模块、模型接口和HLA模块三部分组成。联邦成员通过通用联邦成员程序的HLA模块连接HLA分布式仿真软总线，进而实现与HLA运行支撑环境(RTI)的交互。【专利说明】—种应用于HLA分布式仿真方法的通用联邦成员
本专利技术涉及一种应用于HLA分布式仿真的通用联邦成员，属于计算机分布式仿真技术及应用领域。
技术介绍
计算机仿真是各个科学研究领域不可缺少的环节。仿真技术具有低成本、低时耗和简单易行的特点，为各种理论研究和工程设计提供验证支撑，加速理论研究成果的应用和部署。随着信息、计算机、通信等
的不断发展，系统的规模和结构日益复杂，特别是在航天、航空、军事、交通及经济等领域。对大规模复杂系统的仿真是仿真
的重要研究内容。先进分布式仿真技术为解决大规模复杂系统的仿真提供了有效的途径。高级体系架构(HLA)是美国国防部(DoD)为满足军事领域大规模复杂系统的仿真需求而提出的一系列通用技术框架研究中的重要成果之一，已经成为IEEE1516标准。HLA是一套完整的分布式仿真技术规范，其核心目标在于解决传统分布式仿真技术中的互操作性和重用性差的问题。HLA通过运行支撑环境(RTI)提供了通用的、相对独立的仿真支撑服务，包括仿真模型管理服务、时间管理服务以及数据分发管理服务，实现仿真算法、仿真运行管理和分布式仿真底层数据传输的分离，各部分透明化，仿真系统中各部分的可独立开发。在HLA分布式仿真框架中，一个完成特定仿真任务的仿真系统叫做联邦(Federation)。联邦中包括分布于不同仿真计算机上的联邦成员(Federate)组成,它们通过RTI进行仿真交互，实现分布式协同和仿真。开发符合HLA的仿真系统的主要工作在于把传统的仿真模型转化成符合HLA接口规范的仿真联邦成员。通常的处理方式有两种，其一，针对不同的仿真模型分别编写符合HLA的规范的仿真邦员程序；其二，在一定的使用范围内，有针对性的编写统一的、通用的仿真邦员程序。前者比较灵活，但是需要仿真模型开发人员掌握HLA协议规则和编程接口，开发难度大、效率低、无法实现可重用性；后者在一定功能需求范围内实现通用的联邦成员。通过通用的联邦程序实现由HLA协议向一个标准的与HLA协议无关的接口转化，从而使邦员程序实现了从HLA接口到模型接口的转化，使模型开发人员不需要熟悉HLA协议标准，简化分布式仿真系统的开发难度。仿真联邦中的所有邦员使用相同的邦员程序，增加了邦员的重用性和系统的可扩展性，提高了基于HLA的仿真系统的开发效率。所有邦员都具有统一的形式，便于实现基于HLA的仿真系统的全过程管理和控制，有利于实现联邦成员的统一调度，简化了分布式仿真系统中仿真管理联邦成员的开发难度。
技术实现思路
本专利技术为了解决基于HLA的分布式仿真系统的开发难度大和联邦成员重用性低等问题，提出一种应用于HLA分布式仿真方法的通用联邦成员。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的一种应用于HLA分布式仿真方法的通用联邦成员，由通用联邦成员程序和仿真模型两部分组成，其中通用联邦成员程序由仿真调度模块、模型接口和HLA模块三部分组成。联邦成员通过通用联邦成员程序的HLA模块连接HLA分布式仿真软总线，进而实现与HLA运行支撑环境(RTI)的交互。仿真调度模块是通用联邦成员程序的核心实现，它通过模型接口实现仿真模型的运行控制和获取模型的输入输出，通过HLA模块将仿真模型接入HLA软总线，实现分布式仿真系统中模型间的数据交互和时间同步功能。仿真调度模块包括仿真器和控制器。仿真器通过模型接口调用仿真模型，实现仿真计算；控制器通过监听仿真器和HLA模块的行为以及回调仿真器和HLA模块的接口完成仿真的运行控制和调度。1.控制器控制器处于中心地位，仿真运行控制和调度都由它来实现；同时，为了实现仿真模型与HLA协议的分离，仿真器与HLA模块间的数据传输也通过控制器来完成，而仿真器与HLA模块间无直接传输。控制器充当仿真器和HLA模块的监听器，完成两者之间的数据传输和交互。当仿真器完成仿真模型的仿真计算任务时，通过调用控制器提供的监听接口进行数据更新和时间推进等。控制器收到仿真器的动作请求，通过调用HLA模块提供的回调接口，将仿真器的仿真更新通过HLA模型传输到HLA软总线上，进而交由RTI进行处理。同理，当HLA模块收到来自HLA软总线上的数据和控制信息时，调用控制器提供的监听接口，由控制器调用仿真器提供的回调接口传输给仿真器。2.仿真器仿真器主要负责具体的仿真计算功能。首先，控制器调用仿真器的开始仿真回调接口，通知仿真器开始仿真；仿真器通过模型接口调用仿真模型完成一个步长的仿真计算；计算完成后，通过模型接口获取模型的输出，并调用控制器的监听接口，由控制器通知HLA模块完成模型输出的更新；随后仿真器调用控制的监听接口进行时间推进请求，控制器通知HLA模块，由HLA模块通过HLA协议接口通知RTI模型的时间推进请求。RTI同意时间推进后，HLA模块调用控制器的监听接口，由控制器调用仿真器的回调接口，通知仿真器可进行下一步推进，仿真器继续下一个仿真步长的计算，重复进行。3.HLA 模块HLA模块主要负责联邦成员与外界，即RTI的交互工作。HLA模块按照HLA协议的规定实现了必要的HLA协议接口，处理所有与HLA协议相关的工作。HLA模块提供控制器相应的回调接口，以便控制器转达仿真器的信息，包括模型数据更新和时间推进等。HLA模块调用控制器提供的监听接口，将来自HLA软总线的信息传递给仿真器。4.仿真模型仿真模型根据具体的仿真任务实现相应的仿真算法，并为仿真器提供相应的接口，仿真器通过这些接口完成仿真计算、获取仿真数据以及更新仿真数据。有益效果本专利技术提供了一种HLA分布式仿真系统中通用联邦成员的设计方法，解决了联邦成员设计难的问题，具有以下有益效果:1.本专利技术提供一种通用联邦成员的设计框架，增加重用性，提高仿真系统的开发效率。2.本专利技术采用模块化设计，联邦成员各模块功能明确、采用接口相互连接，联邦成员自身内部可扩展性强，减小邦员的实现难度。3.本专利技术通过控制器、HLA模块和仿真器将HLA协议与实现具体仿真任务和仿真算法的仿真模型分开，消除仿真模型与HLA协议的耦合关系，实现仿真模型与HLA协议无关，简化模型的开发难度，提高开发效率。4.基于本专利技术的HLA分布式系统，所有联邦成员具有一致的形式和运行机理，便于实现仿真系统及仿真运行管理，便于搭建复杂的仿真系统。5.基于本专利技术的HLA分布式仿真系统，便于实现仿真系统的可扩展性，只需要简单的增加联邦成员的个数或改变仿真模型。6.基于本专利技术，便于建立一套统一的规范化的HLA分布式仿真平台，实现仿真模型和其他仿真资源的有效管理。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术中的通用联邦成员功能结构示意图；图2为本专利技术中的通用联邦成员的各模块交互示意图；图3为具体实施中基于本专利技术的分布式仿真系统实施列；【具体实施方式】为了具体说明本专利技术的目的和优点，本实施例对上述专利技术加以实施实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于HLA分布式仿真方法的通用联邦成员，其特征在于：包括通用联邦成员程序和仿真模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李震，余银，刘向东，路平立，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：