HLA/RTI仿真技术的研究现状及分析
刘步权等首先探讨系统出现死锁时所表现的一些规律性,并提出一种无死锁的时间管理算法,即身高测量法,该方法可以有效地解决仿真时间推进中出现的死锁。
姚益平等针对GALT算法可能存在的死锁问题,提出了计算最大可用逻辑时间GALT递归式算法R一GALT,并给出无死锁证明。其解决时间管理实现中可能出现的联邦时间推进死锁,并能够提高联邦成员时间推进效率。
张亚崇等重点研究RTI中保守时间推进机制,并通过分析得出:尽管RTI在内部采取了一些措施,但如果物理系统出现了死锁,基于HLA的仿真系统在运行时还可能会出现死锁。
刘步权等从零前瞻值、时间推进服务、时间管理算法以及死锁解除等方面对死锁问题进行多方面研究,探讨死锁发生时系统所具有的一系列现象,论证了发生死锁和不会发生死锁时各类情形,该文揭示了一个称之为“水平面原理”。其l3]在深入地研究PDEs和HLA两种乐观推进机制基础上,对不同机制进行了分析和比较,给出仿真应用开发方法。同时提出一种简化RTI设计的“零保存”机制,并成功地运用在starLinkl’0]中。
C.D.Carothers重点阐述EO版RTI中时间管理服务具体实现,讨论时间管理服务中的传输服务和时间推进服务,并给出时间管理服务的实现算法。
3.1.2 数据分发管理服务的研究
HLA/RTI支持两种类型数据过滤:基于类的方式和基于值的方式。基于类的过滤是通过声明管理服务实现,它限制邦员只接受感兴趣对象类的属性;而基于值的过滤则通过数据分发管理服务来实现,主要根据实体对象属性取值来限制实体感兴趣集合范围。DDM能消除网络中冗余信息量,提高网络带宽使用率,是提高大规模分布式仿真可扩展性的重要手段。目前RTI中实现DDM的方法,主要有基于区域、基于网格、基于接收者和发送者等方法。因此研究出更好的数据过滤算法便成为研究DDM的一个热点。
柴旭东等提出一种优化DDM的实现策略,即基于网格一源对象的过滤方法,以解决当前现有DDM实现方法的一些不足。
张亚崇等首先对HLA1.3中两种基本数据过滤机制进行讨论,并在基于网格法数据过滤机制的研究基础上,提出一种新的数据分发策略,即:首先利用网格法进行区域匹配计算,然后基于公布动态地分配组播地址。
杨建池等在深入对IEEE1516标准进行分析的基础上,结合标准中区域的特点,提出一种快速区域匹配算法。
王磊等分析了不同DDM方法过滤机理,通过对比指出它们存在的优缺点,并在此基础上,重点研究基于网格数据过滤机制中网格尺寸大小对过滤性能的影响,提出一种新的求最优网格尺寸的方法,经过理论推导阐明选取最优化网格尺寸制约因素,实验说明网格尺寸的选取不宜过小等。
张霞等重点分析介绍基于移动Agent的DDM实现方法,并提出结合CORBA技术实现对其进行适当改进。
王磊等提出一种分布式层次化DDM仿真框架,构建层次DDM仿真系统的体系结构,给出层次式DDM系统的实现方案以及L一DDM内部架构,并从技术复杂度、时间复杂度以及组播地址需求量等方面对层次化仿真框架的性能进行分析,对比结构表明,该DDM仿真框架可以实现高效的数据分发等。
cohenDanny等分析使用不同方法实现DDM,并研究各种方法对执行效率的影响。
PeteRizik等,主要试图在具体的仿真模型中找到一种最佳的网格的划分方法。BoukercheA等中使用了一种固定的网格和基于发送者混合过滤方法来减少组播组的分配提高执行效率。Gary Tan等(2)中,总结以前几种方法的缺点,并在此基础上提出基于Agent的数据分发过滤机制。
3.1.3 HLA框架在实时性扩展方面的研究
HLA作为大规模分布式仿真系统标准平台出现的,但在具有实时性较强仿真中表现较差的弱点122],例如HLA只支持可靠的(Reliable)和尽力的(Besteffort)的两种消息传递方式,很难满足实时仿真中对消息传递的要求等。在HLA规范中没有具体关于实时行方面的规范存在,因此对HLA在实时性研究方面成为研究热点。目前研究主要集中在如下方面,传统的RTI使用网络通信协议是TCRUDP,因此有人提出使用特殊网络传递协议来增强RTI的通讯效能,B~an等提出一种称为虚拟现实传输协议(vRTP),用来满足分布式实时交互仿真的基本需求,通信主要在RTI和邦员之间以及邦员与邦员等。
ZhaoHul等提出通过增加一个新邦员规则:邦员必须能够管理Qos机制,使得邦员间能进行有效数据交换。在属性表和参数表原有字段基础上增加一个可选QOs元组,其共有8个字段。通过QOs元组中优先权级别(Priority level)字段直接指定HLA优先级,再由RTI负责将此HLA优先级映射成本地操作系统优先级。BoukercheA.等提出一种新的实时RTI框架,主要通过三种途径:实时RTI目标系统(Reai一timeRTI End一system)(该系统由动态处理模型、全局调度服务、固定优先权的分发机制等构成)、增强可预见的RTI和通讯QoS保证。
徐大勇等提出进行实时性扩展的一种方法,首先是对时戳的扩展,在消息的时戮之外增加一个新字段deadhne用来表示此消息应处理完毕的最长时限,用堵上时钟表示。其次对HLA中的属性表和参数表扩展,增加Priority字段,用来表示事件的本地操作系统优先级。再次是对RTI消息队列中保持一个实时消息队列,主要用来对实时消息进行缓存。另外对联邦成员规则也进行扩展,增加一条新的邦员规则,即实时邦员必须具有本地操作系统优先调度的能力。
3.1.4 对HLA仿真系统进行VV&A的研究
vv&A即是校核、验证和确认,其含义如下:校核(verification)是确定仿真系统准确地代表了开发者概念描述和设计过程,其关注核心是“是否正确地建立了仿真系统”;验证(validation)是从仿真系统应用目的出发,确定仿真系统代表真实世界正确程度的过程,其关注的核心是“是否建立了正确的仿真系统”;确认(Accreditation)是官方地正式地接受仿真系统为专门的应用目的服务的过程。vv&A是仿真建模可信度评估工作的基础,是建模仿真中必不可少的一个环节,同时进行vv&A也是降低建模仿真风险,提高仿真可信度的有效途径。HLA作为一种仿真技术,对其进行w&A的工作来保证仿真系统具有较高的可信度是必要的。
曹星平等对基于HLA的仿真系统进行vv&A研究,分析HLA仿真中vv&A工作中主要问题(HLA
FEDEP的vv&A过程、vV&A方法、vv&A与T&E关系以及自动化等),研究了HLA仿真系统中可重用性和互操作性vv&A问题(技术互操作性、本质互操作性等)。
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