[發(fā)明專利]基于HLA的分布式仿真通用支撐平臺及其實現(xiàn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210125510.2
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102662681A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范文慧;陳新;岳英超;肖田元;唐樹才;馬成;李犁
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/455;G06F9/54;H04L29/06
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所 11325
• 代理人: 張岱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于HLA的分布式仿真通用支撐平臺及其實現(xiàn)方法，屬于計算機仿真技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機仿真技術(shù)逐漸為人們所關(guān)注，計算機仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航天、航空、制造、交通、能源等領(lǐng)域。與此同時，計算機仿真所面對的問題也越來越復(fù)雜，單個仿真系統(tǒng)往往無法滿足需求，分布式仿真已經(jīng)成為計算仿真領(lǐng)域的一個主要發(fā)展方向。

HLA(High?Level?Architecture，高層體系結(jié)構(gòu))是目前分布式仿真的一個事實標(biāo)準(zhǔn)，利用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、運行支撐系統(tǒng)(Runtime?Infrastructure，RTI)和對象模型模板可以實現(xiàn)各個仿真成員之間的互操作，為分布式仿真提供了一個與地理位置無關(guān)的仿真環(huán)境，從而降低了分布式仿真開發(fā)的復(fù)雜性，提高了互操作性、可移植性和代碼的可重用性。

基于廣域網(wǎng)運行、多層聯(lián)邦的集成模式、仿真資源的動態(tài)重用是目前復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計與仿真進(jìn)一步發(fā)展面臨的主要問題，現(xiàn)有基于HLA的仿真支撐環(huán)境無法滿足更高程度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的缺陷，本發(fā)明提供一種使聯(lián)邦成員靈活地加入仿真執(zhí)行的基于HLA的分布式仿真通用支撐平臺及其實現(xiàn)方法。

為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種基于HLA的分布式仿真通用支撐平臺，該支撐平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)，包括依次連接的RTI本地進(jìn)程單元、RTI網(wǎng)關(guān)單元和接口函數(shù)庫單元，所述接口函數(shù)庫單元連接聯(lián)邦成員；其中，

RTI網(wǎng)關(guān)單元，對聯(lián)邦成員進(jìn)行通信初始化；

RTI本地進(jìn)程單元，監(jiān)聽來自聯(lián)邦成員和RTI服務(wù)器的請求；

接口函數(shù)庫單元，向聯(lián)邦成員提供HLA的各種服務(wù)請求；

所述支撐平臺按照HLA(高層體系結(jié)構(gòu))的接口規(guī)范實現(xiàn)下述服務(wù)：

仿真聯(lián)邦管理服務(wù)，完成創(chuàng)建、動態(tài)控制、修改和刪除聯(lián)邦執(zhí)行；

仿真成員聲明管理服務(wù)，虛擬實驗要求每個參加聯(lián)邦執(zhí)行的成員向協(xié)同仿真運行互操作支撐系統(tǒng)聲明其要求產(chǎn)生的數(shù)據(jù)內(nèi)容，和/或接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容；

仿真對象管理服務(wù)，一組服務(wù)處理對象的登記、修改、刪除和屬性/交互的發(fā)送與接收，對象通過發(fā)送屬性更新或交互來傳送對象狀態(tài)信息或事件；

仿真時間管理服務(wù)，提供控制各成員在仿真時間軸上的推進(jìn)，令協(xié)同仿真運行互操作支撐系統(tǒng)能以支撐系統(tǒng)設(shè)定的聯(lián)邦成員推進(jìn)時間、方式和順序?qū)碜猿蓡T的事件轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的成員；

所有權(quán)管理服務(wù)，負(fù)責(zé)聯(lián)邦內(nèi)成員間對象實例屬性所有權(quán)的轉(zhuǎn)移，所述轉(zhuǎn)移用來支持聯(lián)邦內(nèi)對象實例的協(xié)作建模；

數(shù)據(jù)分發(fā)管理服務(wù)，實現(xiàn)聯(lián)邦成員提供傳輸和接受無關(guān)數(shù)據(jù)的無謂消耗的減少。

特別是，所述仿真成員聲明管理服務(wù)在類屬性的粒度上提供相關(guān)數(shù)據(jù)的信息，數(shù)據(jù)分發(fā)管理服務(wù)細(xì)化數(shù)據(jù)限制條件，從實例屬性的粒度進(jìn)行約束。

特別是，所述支撐平臺提供的服務(wù)還包括：

輔助運行支撐服務(wù)，集描述了參與聯(lián)邦的成員能使用的包括名稱與句柄的轉(zhuǎn)換、多種開關(guān)的設(shè)置、操作域相關(guān)服務(wù)和RTI啟動終止在內(nèi)的服務(wù)；

協(xié)同仿真運行監(jiān)視工具，在仿真運行過程中提供仿真聯(lián)邦的狀態(tài)。

特別是，按照HLA接口規(guī)范IEEE1516開發(fā)，使用C++語言實現(xiàn)HLA接口規(guī)范定義的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)和接口。

另一方面，本發(fā)明提供一種基于HLA的分布式仿真的實現(xiàn)方法，該方法包括下述步驟：

開啟RTI網(wǎng)關(guān)進(jìn)程，管理聯(lián)邦的創(chuàng)建、銷毀以及聯(lián)邦執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)交互；

每個聯(lián)邦成員通過與RTIGate的通信初始化，加入到相應(yīng)的聯(lián)邦中；

當(dāng)一個聯(lián)邦成員開始加入聯(lián)邦之初，RTIAmb進(jìn)程會自動在后臺啟動，并自動監(jiān)聽來自成員程序和RTI服務(wù)器的請求；

libRTI通過RTIAmb向聯(lián)邦成員提供HLA的各種服務(wù)請求，聯(lián)邦成員進(jìn)程通過本地套接字將請求提交給RTIAmb；

RTIGate接收RTIAmb發(fā)來的請求，對其進(jìn)行處理，然后將消息通知相應(yīng)的聯(lián)邦成員的RTIAmb，供該聯(lián)邦成員進(jìn)行仿真應(yīng)用。

特別是，聯(lián)邦成員通過libRTI調(diào)用RTI服務(wù)同RTIAmb進(jìn)行通信，通信手段采用Windows?TCP?Socket。

本發(fā)明基于HLA的分布式仿真通用支撐平臺由RTIAmb、RTIGate和libRTI組成，有效地減少了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，方便全局?jǐn)?shù)據(jù)的控制和協(xié)調(diào)。本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)C++編寫，用戶可以通過調(diào)用聯(lián)邦大使類和聯(lián)邦成員大使類較為容易地實現(xiàn)HLA標(biāo)準(zhǔn)接口服務(wù)。