[發明專利]一種應用于HLA分布式仿真技術的通用模型

有效

• 申請號: 201310349571.1
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103473389A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 路平立;余銀;劉向東;李震;辛星
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于HLA分布式仿真技術的通用模型，屬于計算機分布式仿真技術及應用領域。?

背景技術

計算機仿真是各個科學研究領域不可缺少的環節。仿真驗證具有低成本、低時耗和簡單易行的特點，為各種理論研究和工程設計提供驗證支撐，加速理論研究成果的應用和部署。隨著信息、計算機、通信等技術領域的不斷發展，系統的規模和結構日益復雜，特別是在航天、航空、軍事、交通及經濟等領域。對大規模復雜系統的仿真是仿真技術領域的重要研究內容。先進分布式仿真技術為解決大規模復雜系統的仿真提供了有效的途徑。?

高級體系架構(HLA)是美國國防部(DoD)為滿足軍事領域大規模復雜系統的仿真需求而提出的一系列通用技術框架研究中的重要成果之一，已經成為IEEE1516標準。HLA是一套完整的分布式仿真技術規范，其核心目標在于解決傳統分布式仿真技術中的互操作性和重用性差的問題。HLA通過運行支撐環境(RTI)提供了通用的、相對獨立的仿真支撐服務，包括仿真模型管理、時間管理以及數據分發管理等服務，使仿真功能實現、仿真運行管理和分布式仿真底層數據傳輸互相分離，實現仿真系統中各部分的獨立開發，減小系統開發難度，提高仿真系統的開發效率。?

在HLA分布式仿真框架中，一個完成特定仿真任務的仿真系統叫做聯邦(Federation)。聯邦中由分布于不同仿真計算機上的聯邦成員(Federate)組成，它?們通過RTI進行仿真交互，實現分布式協同和仿真。通常，聯邦成員由仿真算法和HLA接口兩部分組成，前者完成特定的仿真計算和仿真任務，后者負責仿真成員間的數據交互及時間同步等功能。開發符合HLA標準的仿真系統，其主要工作在于把傳統的仿真模型轉化成符合HLA接口規范的仿真聯邦成員。通常的處理方式有兩種，其一，針對不同的仿真模型分別編寫符合HLA的規范的仿真邦員程序；其二，在規范化的模型接口基礎上，編寫統一的、通用的仿真邦員程序。前者針對不同的任務獨立編寫聯邦成員，雖然靈活性強，但是無法實現仿真算法與HLA接口的分離，需要每個模型開發人員熟悉HLA仿真協議和程序接口，可重用性差，開發效率低；而且，每個仿真邦員不具有統一的形式，仿真系統的可擴展性差，仿真管理難度大。后者建立在規范化的模型接口的基礎上，將聯邦成員中的仿真任務或仿真算法與HLA接口實現分離。仿真算法開發人員不需要熟悉HLA仿真協議就可以完成模型開發工作，減小模型的開發難度，提高開發效率，增加仿真模型的規范性、獨立性和重用性；同時，仿真邦員具有統一的形式，仿真系統更加容易擴展和實現統一管理。?

為此，根據一般仿真算法和仿真模型的特點以及HLA分布式仿真協議的特點，建立一個通用的模型規范是必要的。?

發明內容

本發明為解決HLA分布式仿真框架中仿真邦員開發難度大、仿真邦員的重用性問題，實現仿真邦員程序開發和仿真模型開發的分離，提出了一種應用于HLA分布式仿真技術的通用模型。?

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。?

本發明的一種應用于HLA分布式仿真技術的通用模型主要包含模型數據接?口、模型方法接口和模型運行流程。?

1.模型數據接口?

模型的數據接口包括模型數據接口的分類、模型接口數據表示。?

1）模型數據接口分為輸入、輸出和參數三類。模型包含n(n大于等于0，n為自然數)個輸入、m(m大于等于0，m為自然數)個輸出和k(k大于等于0，k為自然數)個參數。?

2）模型接口數據表示?

通常，不同的仿真模型具有不同數量的參數、輸入和輸出，同時各參數、輸入和輸出的數據類型和數據長度不同。為此，定義一種通用的數據類型，該類型能滿足幾乎所有仿真模型的數據要求，實現對模型參數、模型輸入和模型輸出的統一表示。?

模型接口數據表示包括模型元數據定義和模型數據映射表。?

a)模型元數據用于表示模型數據接口中的每個輸入、輸出或參數。模型元數據能夠實現與常用的數據類型，包括整數、浮點數、字符、字符串和布爾類型數據，之間的相互轉化，即模型元數據實現對各種數據類型的統一表示。?

b)模型數據映射表是對可變數目的仿真模型參數、輸入和輸出的統一封裝，使仿真模型對外表現出一種總線式的數據接口，為進一步實現通用的、一致的模型方法接口奠定基礎。?