LVC联合仿真系统中关键技术研究
军用LVC仿真技术的发展研究
军用LVC仿真技术的发展研究作者:冯琦琦蔡卓函先大蓉来源:《价值工程》2020年第27期摘要:装备试验和人员训练是军队战斗力形成过程中的两个重要环节,军用LVC仿真技术可以促进二者的有机结合,加速战斗力的生成。
首先介绍了国外LVC技术的产生和发展,分析了不同时期不同技术体系的结构特点,并对国内开展军用LVC技术的情况进行了汇总;然后详细介绍了以联合任务环境试验能力、陆军合成训练环境、“红旗军演”、“虚拟旗军演”为代表的LVC典型应用,具体呈现了LVC技术在军用领域的优越性;最后预测了未来军用LVC仿真技术的发展趋势,这对我国开展军用LVC技术的研究和应用提供了参考。
Abstract: Equipment testing and personnel training are two important links in the formation of military combat effectiveness. Military LVC simulation technology can promote the organic combination of the two and accelerate the generation of combat effectiveness. Firstly, this paper introduced the production and development of foreign LVC technology, analyzed the structural characteristics of different technology systems in different periods, and summarized the domestic development of military LVC technology; then introduced the typical applications of LVC represented by the joint mission environment test capabilities, the army synthetic training environment, "RedFlag Military Exercise" and "Virtual Flag Military Exercise" in detail, which shows the superiorityof LVC technology in the military field. Finally, it predicted the development trend of military LVC simulation technology in the future to provide reference for the research and application of technology.关键词:军用仿真;逻辑靶场;中间件;试验训练Key words: military simulation;logical range;middleware;text and training中图分类号:TP391.9; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码:A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号:1006-4311(2020)27-0176-040; 引言LVC仿真是分布交互仿真的一种,它能够通过计算机网络将分散的实况仿真(Live Simulation)、虚拟仿真(Virtual Simulation)和构造仿真(Constructive Simulation)联为一个可相互作用的综合仿真环境[1]。
数据融合仿真系统通用架构及关键技术研究
0 引 言
数 据融合技术充 分利用 不 同时间 和空 间的多 传感 器数
实 际测试 过 程 中提供 真 实 的作 战 环境 是 不 现 实 的 ,而仿 真环 境 为系 统测试 及性 能 评估 提 供 了 一种 经济 而 有效 的 手段 ,其 最 大优点 是 可提 供相 同 的测 试环 境 对 系 统进 行 反 复测 试 ,同时 提供各 种 测试 环境 对 系 统 在不 同条 件下 的性 能 进行 全面 的测试 。另外 ,对 于复 杂 的数 据 融合 系 统设 计 ,需要 系统 的分 析 方法 和相 应 的设 计 工 具 对其 性
( 军装备研 究院 雷达 与 电子对抗 研 究所 ,北 京 1 0 8 ) 空 0 0 5
摘 要 :在 构 建 数 据 融 合 仿 真 系统 通 用 架构 的基 础 上 ,介 绍 了系 统 主要 功 能和 仿 真 流 程 ;研 究 了数 据 融 合 模 块 设 计 、 效 能
评 估指 标体 系、效能评估数 学模型等仿 真 系统实现 的关键技 术 ,从 数据融合算 法设 计及 系统软件 开发 两个方 面,提 出了数
据 融合 仿真 系统通用 架构 开发 实现 的基本 思路 和方法。该 系统不但 可用来研 究评价不 同数 据融合模 型、算法的性 能,而且 可用来评估数据融合 系统 的整体性 能,对实际 系统实现也 有相 当的借鉴作用。
关 键 词 :数 据 融 合 ;仿 真 系统 ;通 用 架 构 ;指 标 体 系; 效 能评 估 中图法分类号 : 319 文献标识号 : TP 9 . A 文 章 编 号 : 0 07 2 (0 2 20 0 —6 1 0—0 4 2 1 )0 —7 50
21 年 2 02 月
计 算 机 工程 与 设 计
软件开发标准列表
◆软件设计原则●开放-封闭原则(OCP)Open-Closed Principle原则讲的是:一个软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。
通过扩展已有软件系统,可以提供新的行为,以满足对软件的新的需求,使变化中的软件有一定的适应性和灵活性。
已有软件模块,特别是最重要的抽象层模块不能再修改,这使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。
用面向对象的语言来讲,不允许更改的是系统的抽象层,而允许更改的是系统的实现层。
●里氏代换原则(LSP)Liskov Substitution Principle(里氏代换原则):子类型(subtype)必须能够替换它们的基类型。
反过来基类无法替换子类特征。
意思是子类具有基类的所有特性,也有着基类无法比拟、独特的属性信息。
●依赖倒置原则(DIP)依赖倒置(Dependence Inversion Principle)原则讲的是:要依赖于抽象,不要依赖于具体。
依赖倒置原则要求客户端依赖于抽象耦合。
原则表述:抽象不应当依赖于细节;细节应当依赖于抽象;要针对接口编程,不针对实现编程。
使用传统过程化程序设计所创建的依赖关系,策略依赖于细节,这是错误的,因为策略受到细节改变的影响。
依赖倒置原则使细节和策略都依赖于抽象,抽象的稳定性决定了系统的稳定性。
●接口隔离原则(ISP)接口隔离原则(Interface Segregation Principle)讲的是:使用多个专门的接口比使用单一的总接口总要好。
换而言之,从一个客户类的角度来讲:一个类对另外一个类的依赖性应当是建立在最小接口上的。
过于臃肿的接口是对接口的污染。
不应该强迫客户依赖于它们不用的方法。
实现方法是:使用委托分离接口;使用多重继承分离接口。
●合成/聚合复用原则(CARP)合成/聚合复用原则(Composite/Aggregate Reuse Principle或CARP)经常又叫做合成复用原则(Composite Reuse Principle或CRP),就是在一个新的对象里面使用一些已有的对象,使之成为新对象的一部分;新对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。
中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所_企业报告(业主版)
×××总体方案快速迭代优化设计 四川翰维创科科技
仿真环境中标公告
有限公司
中国航空工业集团公司成都飞机 设计研究所任务系统机载基础设 施半物理设计验证环境中标结果 公告
成都成电光信科技 股份有限公司
*按近 1 年项目金额排序,最多展示前 10 记录。
468.1 411.8 383.0 376.0
2023-08-11 2023-08-08 2023-03-06 2023-08-08
(3)工程技术与设计服务(14)
重点项目
项目名称
中标单位
中标金额(万元) 公告时间
TOP1 TOP2 TOP3
任务系统分布式机载处理系统综 成都夸克光电技术
合调试系统中标公告
有限公司
中国航空工业集团公司成都飞机 设计研究所 H 型任务软件开发调 试及总线网络调试系统中标结果 公告 中国航空工业集团公司成都飞机 设计研究所 S 型任务软件开发调 试及总线网络调试系统中标结果 公告 智能故障诊断预测与健康管理系 统辅助设计与模型开发一体化平 台中标结果公告 中国航空工业集团公司成都飞机 设计研究所任务系统人机接口与 集成测试平台中标结果公告
重点项目
项目名称
中标单位
中标金额(万元) 公告时间
TOP2 TOP3 TOP4 TOP5
座舱与系统综合设计与仿真验证 北京天圣华信息技
环境
术有限责任公司
中国航空工业集团公司成都飞机 设计研究所 S 型任务系统综合试 验台仿真运行集成环境中标结果 公告 中国航空工业集团公司成都飞机 设计研究所,综合导航系统验证 环境
2/25
1.4 行业分布
近 1 年中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所的招标采购项目较为主要分布于信息系统集成和物 联网技术服务 航空器及其配套设备 工程技术与设计服务行业,项目数量分别达到 52 个、17 个、14 个。其中信息系统集成和物联网技术服务 航空器及其配套设备 工程技术与设计服务项目金额较高, 分别达到 17988.51 万元、11124.33 万元、6762.25 万元。 近 1 年(2022-09~2023-08):
一种面向LVC仿真的软总线实现及优化方法
阅服务 , E n d p o i n t 指 的是 R P C调 用地址 和方式 等参 数 信息 , 如“ MS G 0 : t c p 7 0 - 3 . 1 . 1 7 1 : 1 0 0 0 0 ” 表 示总线 成员 在
/
/
( 1 ) 传统 的消息 订阅分 发技术基 于成员 间 的发 布/ 订 阅关系 , 而 总线 成员按需指定 消息的订 阅方式 , 导致
程 就会 被堵 塞 。更 新订 阅发 布关 系越 频 繁 , 这 种堵 塞 就越影 响总线 的消息分发效率 。
同一 消息 需要 发 送 多次 才 能保 证每 个 成员 都 收 到消
了一 种改进 的消息订 阅分发方法 。
递和 总线成 员之间 的互操作 , 采用 I C E S l i c e消息定 义
技术 定义 与编程语 言无 关 的消息数 据结 构 , 同时实 现 了消 息和对 象 的订 阅分 发及 管理 功能 , 该 总线 具 备分 布式 、 无 中心 、 跨平 台的特点 。
成员 分布在不 同的地域 , 网络环境复杂 多样 , 网络质量 也参 差 不齐 , 因此 软总 线 的效 率 和性 能是 整个联 合作
数、 进行 消息传递的一种方式 , 但是对 于非 J a v a 平 台的 支 持 不 足 。D C O M 是微 软 提供 的分 布式 计 算 解 决方 案, 但是不支持非 Wi n d o w s 操作 系统 。C o r b a 能够使用 不 同编程语 言实 现 , 支 持在 不同操作 系统 之 间进行 通 讯, 但是 C o r b a 有对象引用不透 明性 、 各种 A P I 的复杂 等缺点 1 。I C E吸取了 C o r b a 的优 点并进行 了简化 , 同时 支持 S S L协 议 、 支持 常用 的编程语言 和操 作系统 。因 此本 文使用 I C E实 现支撑 L V C联合仿真 的软 总线 。 根据 L V C分 布式 联合仿 真平 台的需求 , 本文使 用 I C E分 布式 通讯 中间件设 计 实现 了仿 真集 成软 总线 。 底层 网络通讯 支持 T C P 、 U D P单 播 、 U D P多播 技术 , 采 用I C E R P C ( R e mo t e P r o c e d u r e C a l 1 ) 方式进行 消息 的传
支持综合训练的JLVC联邦构建技术研究
训 练 样 式 的优 势 . 一 种 发 挥 不 同训 练 样 式 优 点 的 综 合 训 练 是
方法 。为 了支持 L C训 练 , 军联 合作 战 司令 部提 出组 建 V 美
JV L C联邦作为 L C训 练 的技术支 撑环 境 。JV V L C联邦 是 由
多个推演仿真系统 、 4 系统 、 口以及模拟器组成 的分 布式 CI 接
中 图分 类 号 : P9 . T 3 19 文 献 标识 码 : A
S u y o i ig J t d n Bu l n LVC n e e a in f r J i tTr i i g d Co f d r t o o n a n n o
ZHANG Yu,ZHANG n - h Mi g z i
b c go n n ttso eJ VC fd rt nw r u a k ru da d sau ft L e eai ees mmaie . T eJ VC c n e ta mo e a e cie n h h o r d z h L o c pu l d lw sd s r d a dte b
1 引言
利 用计算 机仿真 与实兵 训练相 结合 的方法进 行综合 训 练是提高训 练效果 和节省训练经费 的有 效途径 。近年来 , 世 界发达 国家 十分 重视这 种综合 训 练方法 和技术 的 发展 和应 用。 美军从 2 纪 9 0世 0年代 开 始采 用 L C方 法进 行综 合 训 V 练, 并在随后的多次 联合 演 习中证 明 了这 种方法 的有 效性 。 20 0 8年美军发布 I_ V L C体 系架 构路线 图 ( V A , 于指 L C R) 用 导未来 的 L C体 系结构建设 _ 。L C定义如下 : V l ] V L Lv ) 实兵训练 , (i , e 真实的人操作 真实 的系统 。表 现为 传统 的实兵 演习 、 首长机关 的作业演 习 以及训 练靶场 的武器 装备作 战试 验等。
LVC仿真技术综述
ac i cuetc na u e r a e rh t tr h oo yi ld n o e e r hi u sa d c re p n i g me s r saem d . e e n s
Ab t a t M & S h sb c me a mp ra t t o o q ir e t e e p me t I r e tn a d z e smu a i n ts sr c : a e o n i o t n h d f re u p n v lo n . n o d rt sa d r ie t i lt t me e d o h o e s se a c i cu ea d i r v n e o e a i t r u a i t n o o a i t f & S I i p p r t er q i me t f y t m r h t t r n e mp o ei t r p r b l y, e s b l y a d e mp s b l yo i i i M . n t s a e ,h u r h e e n o
为了使开发出来的装备仿真测试系统能够真正服务于装备的系统论证方案设计关键技术验证系统集成试验系统训练等全寿命周期所研制的仿真系统必须要能够根据不同的阶段重组其系统组成这些组成部件根据其真实程度可以是虚拟仿真v构造仿真c或实况仿真l三种类型中的任何一种或多种类型的组合因此仿真系统的体系结构必须能够支持lvc仿真
r v lto f v re sL e e ai n o e s a VC smu ai n t c n lg r n r d c At1s. o u g s in fL o i l t e h o o y a ei t u d. a t s mes g e t so VC i l t n i t g ai e o u o smu ai n e r tv o
跨尺度光电混合集成协同仿真设计技术
跨尺度光电混合集成协同仿真设计技术一、引言随着科技的不断发展,光电混合集成技术已成为微电子和光电子领域的重要研究方向。
光电混合集成是指在单一芯片上将光子器件和电子器件进行混合集成,以实现高速、低能耗、高可靠性的系统性能。
为了优化设计过程并提高设计效率,跨尺度仿真设计技术被广泛应用于光电混合集成领域。
本文将介绍跨尺度光电混合集成协同仿真设计技术的主要内容,包括跨尺度建模、光子器件建模、电子器件建模、混合集成设计、协同仿真优化、多物理场分析、可靠性评估和实验验证等方面。
二、跨尺度建模跨尺度建模是指在不同尺度上对系统进行建模,以实现从微观到宏观的全面描述。
在光电混合集成设计中,需要同时考虑微观的光子器件和宏观的电子器件,因此跨尺度建模显得尤为重要。
跨尺度建模方法包括光子器件的微观模型、电子器件的微观模型、系统级的宏观模型等。
三、光子器件建模光子器件是实现光信号的产生、传输、探测等功能的器件。
光子器件的建模需要考虑材料的折射率、波导结构、光子能量等微观特性,同时还需要考虑光子器件的性能参数,如光强度、光谱响应等。
常用的光子器件建模方法包括有限元法、有限差分法、有限积分法等。
四、电子器件建模电子器件是实现电信号的产生、放大、开关等功能的器件。
电子器件的建模需要考虑材料的电阻率、电容率、电导率等微观特性,同时还需要考虑电子器件的性能参数,如电流-电压特性、频率响应等。
常用的电子器件建模方法包括SPICE模型、EM模型等。
五、混合集成设计混合集成设计是指将光子器件和电子器件进行混合集成,以实现特定的系统功能。
混合集成设计需要考虑不同器件之间的耦合效应、热效应、电磁干扰等问题,同时还需要考虑系统性能的优化和可靠性。
混合集成设计的方法包括电路级设计、版图级设计和物理级设计等。
六、协同仿真优化协同仿真优化是指在不同尺度模型之间进行协同仿真和优化,以实现系统性能的最优。
协同仿真优化需要考虑不同模型之间的接口和数据交换问题,同时还需要考虑优化算法的选择和参数调整。
体系联合试验环境下LVC资源集成构建
体系联合试验环境下LVC资源集成构建
王凯;罗新禹;黄晨宇;吴青松
【期刊名称】《指挥信息系统与技术》
【年(卷),期】2024(15)1
【摘要】针对当前试验环境建设分散且共享共用欠缺等问题,提出一种体系联合试验环境下真实、虚拟和构造(LVC)资源集成技术。
首先,分析了体系试验系统和试验资源;然后,研究了资源接入中间件接入试验的原理,设计了资源接入中间件组成架构和应用流程,并实现了实装、半实物模拟器和异构仿真系统的接入与交互;最后,开展了典型对抗场景下体系试验验证。
应用实例表明,该技术能够解决能力验证不充分的问题,可为作战体系中新战法验证提供新思路。
【总页数】5页(P40-44)
【作者】王凯;罗新禹;黄晨宇;吴青松
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十八研究所
【正文语种】中文
【中图分类】E917
【相关文献】
1.创新引领构建污染治理体系r ——水专项"辽河上游水污染控制及水环境综合治理技术r科技支撑改善农村生态环境r集成与示范"课题综述
2.分布式LVC联合试验环境构建
3.大数据驱动下新时代资源环境审计管理体系构建研究
4.大数据驱动下的成都市资源环境承载潜力评价体系构建研究
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基于lvc的军事仿真体系结构研究与应用
基于LVC的军事仿真体系结构研究与应用沈宇婷2015年6月中图分类号:TQ028.1UDC分类号:540人工智能社会的可视化方法研究作者姓名杨林学院名称软件学院指导教师丁刚毅答辩委员会主席郑澎申请学位工程硕士学科专业软件工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2014年6月Visual Analysis of Artificial Intelegent SocietyCandidate Name:YangLinSchool or Department:School of SoftwareFaculty Mentor:DingGangyiChair, Thesis Committee:ZhengPengDegree Applied: Master of Engineering Major:Software Engineering Degree by:Beijing Institute of Technology The Date of Defence:June,2014人工智能社会的可视化方法研究北京理工大学研究成果声明本人郑重声明:所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。
尽我所知,文中除特别标注和致谢的地方外,学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。
与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。
特此申明。
签名:日期:关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;③学校可允许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。
面向复杂系统工程的多学科统一建模与联合仿真技术研究与应用实践
面向复杂系统工程的多学科统一建模与联合仿真技术研究与应用实践作者:暂无来源:《智能制造》 2017年第5期航空工业信息技术中心(金航数码)郄永军多学科联合仿真技术应用工程背景航空产品是涉及机械、电子、电气、控制、液压及软件等多学科, 可靠性、维修性和保障性等多专业工程要求的复杂系统,其开发模式正经历从基于文档向基于模型的范式转移。
建立以基于模型的系统工程方法论为指导、以功能/性能样机为载体,贯穿需求、功能、逻辑与物理构建模型在环、软件在环、硬件在环及人员在环的数字化综合仿真环境,开展多学科统一建模与联合仿真,实现功能/ 性能需求在开发早期阶段的验证与确认,基于数学模型(虚拟样机)开展复杂系统架构与方案的设计、权衡与分析优化,缩短设计迭代周期,提升开发质量,已成为国际航空航天和防务领域复杂系统开发的主流趋势。
当前,基于Modelica 语言的系统仿真技术已在达索航空、德宇航和空客得以工程应用,通过构建由功能样机、性能样机和几何样机组成的数字样机,可实现在虚拟空间下开展虚拟试验/ 试飞,极大的降低物理试验/ 试飞的周期与成本。
多学科联合仿真技术演进历程系统级多学科联合仿真主要应用于系统架构与方案权衡、功能分配、接口定义、子系统参数优化、功能/ 性能早期验证和确认等领域,涉及多学科的系统仿真技术主要经历了如下发展历程。
(1)基于接口的多学科建模与仿真技术:该方法是由各学科相应的商用仿真软件提供或开发相应的接口。
其完全依赖商用软件之间的一对一接口,这些接口往往为某些商业公司所私有,不具有标准性和开放性。
(2)基于高层体系结构(HLA):该方法克服了基于接口的诸多缺陷,较好地实现了多学科建模与仿真,但要求建模人员必须先熟悉HLA/RTI 的各种服务协议,再编制相应的程序代码,并且需要人为的割裂不同学科子系统之间的耦合关系,实质上是一种子系统层次上的集成方法。
(3)基于统一建模语言的多学科系统仿真技术:该方法具有与学科无关的通用模型描述能力,任何学科均可实现统一建模。
基于LVC的联合模拟训练系统关键技术研究
基于LVC的联合模拟训练系统关键技术研究摘要: 在装备信息化飞速发展时代,联合模拟训练被正式运用到装备的日常训练中。
LVC可以将模拟训练中的实、虚、构三种仿真资源有效结合,实现虚实结合、联合实验的目的,是既贴近实战又节约经费的一种模拟训练方式。
本文首先介绍某基于LVC的联合模拟训练系统的仿真节点,提出了联合模拟训练系统需要解决的问题,在此基础之上,深入研究联合模拟训练系统的时间管理、空间管理与异构子系统间的互操作三个关键技术,并在原型系统中验证证实了以上技术的可行性、正确性。
为下一步实现系统提供了相关依据。
关键词: 模拟训练;LVC;互操作;TENA;近年来,伴随着我军装备信息化的飞速发展,基于信息系统的体系作战能力建设和武器装备也进入了一个新的发展时期。
仿真技术被定位到武器装备的“三全”应用,即:全寿命、全系统和全方位。
使得武器装备的试验突破依赖实装的限制,向虚实结合、联合模拟试验的方向发展。
LVC训练综合了实兵训练、虚拟模拟器训练和推演模拟训练三者的优点,是一种既贴近实战又节约经费的训练方式[1-3]。
采用分布式仿真体系结构,将分散在不同地域的实兵系统和模拟系统互联起来进行LVC训练,是解决当前信息化条件下联合作战训练诸多问题的有效手段。
本文对联合模拟训练系统的关键技术时间管理、空间管理及互操作技术进行了研究,在原型系统中对关键技术进行验证。
1基于LVC的联合模拟训练系统1.1 仿真节点某联合仿真模拟训练系统的典型仿真节点设置如图1所示。
图1 联合仿真模拟训练系统典型仿真节点示意图该系统是一个典型的LVC( Live Virtual Constructive)系统。
其中,无人机训练场的发射站和某炮训练场的炮车是实装,即真实(Live)的仿真资源;各单装模拟器,如三级指挥控制模拟单元是虚拟(Virtual)的仿真资源;各类计算机兵力生成系统,如某炮炮车CGF等是构造(Constructive)的仿真资源。
美军LVC建设梳理及对我军仿真建设的启发
美军LVC建设梳理及对我军仿真建设的启发一、引言L V C(L i v e-V i r t u a l-Construction)是指将现实装备、模拟器和计算机生成兵力系统联网集成,构建一个能在实兵、仿真兵力及虚拟战场之间进行互操作的集成环境,实现完成涵盖单兵-系统-体系三个层次的仿真任务,并用来进行作战训练、战术协同、制定作战计划、评估作战情况、辅助装备开发测试等。
随着体系对抗成为未来战争模式选择的必然,如何应对体系对抗训练所需要的更复杂、更真实的训练场景是各国军队包括美军在内所要面临的◎◎复杂航空系统仿真重点实验室◎◎周进登◎◎宋健◎◎中国航天系统科学与工程研究院◎◎刘影◎◎张泽奇随着作战训练和装备的发展,体系对抗逐渐成为未来战争模式选择的必然,但是体系对抗训练需要的训练场景更加复杂、更加真实,从而需要的成本也更高。
“真实-虚拟-构造”集成框架(Live-Virtual-Construction-Integrated Architecture,LVC-IA)通过构建一个能在实兵、仿真兵力及虚拟战场之间进行互操作的集成环境,可以满足体系对抗日益增长的高成本、高难度和高复杂度。
本文详细介绍了LVC的特点,并梳理了美军在LVC建设过程中的方式方法以及LVC的结构设计,提出了对我军构建实战化的体系作战训练环境的启发。
直接问题,如何实现有效的、低成本的、快速的训练也就自然而然的成为摆在各国军队领导者面前必须要考虑的问题之一。
同时,随着体系对抗的深入发展,武器装备的研制和测试是否真正适应未来体系对抗要求是一个非常难以回答的问题,急需新的研制思路和测试方法,以便真正生产出符合未来作战需求的军事装备。
美军还面临急需马上解决的问题,一是训练预算紧缩,导致很多实装飞行训练不能开展,训练不足的问题普遍存在;二是受训手段条件限制,训练场景不能反映真实战场情况;三是支撑体系作战的关键装备功能越来越复杂,传统测试不能真实反映装备体系贡献度,测试成本和难度越来越大。
基于LVC的体系试验方法研究
The Research on the System -of-systems Test Method Based on LVC
Zhiming, GAO(&g, G#。Qisheng, WA,G Yulong
(AcaEe—y of Ar—y Ar—ored Forces, Beijing 100072, China)
基金项目:军内计划课题
董志明,等:基于LVC的体系试验方法研究
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验评估被试装备系统整体性能、作战效能、作战适用 性、体系适用性等的综合性活动。
被试对象可以是单个装备、武器系统、建制装备体 系和联合作战装备体系,但都是在建制部队全要素体 系条件下进行试验。体系试验活动贯穿装备系统全寿 命周期,在论证阶段可采用仿真的方法进行作战评估; 在研制阶段可采用虚实结合的方法进行综合性能评 估;在定型列装阶段可采用实装与仿真相结合的方法 进行作战试验;在部队使用阶段可结合部队演训活动 采用平行导调的方式进行在役性检验&
2°19年Leabharlann 月 第15卷第3期中图分类号:TP391.9
文献标识码:A
系统仿真技术
System Si—ulation Technology
Aug. ,2°19 Vof. 15,No. 3
基于LVC的体系试验方法研究
董志明,高昂,郛齐胜,王玉龙
(陆军装甲兵学院,北京1°°°72)
摘要:随着装备体系化建设进程加快,装备与体系的融合程度,以及装备在体系作战中的贡献率成为了焦点问题。 针对武器装备体系融合度、体系贡献率难以考核的问题,文章提出了基于LVC的体系试验方法,并开展了三个方面 的研究。首先,阐释了体系试验的基本概念,提出了体系试验的基本方法,分析了虚实结合的体系试验的技术需求; 其次,提出了 LVC仿真方法的基本构建情况和系统组成,并分析了关键技术;最后,提出了三种体系试验的组织模式 和试验装备体系的构建方法,并分析了基于LVC的体系试验的流程。 关键词:体系试验;虚实结合;体系对抗
基于LVC的模拟训练系统开发构想
基于LVC的模拟训练系统开发构想作者:李德志来源:《科教导刊·电子版》2018年第31期摘要本文从系统开发的角度(需求分析,设计思路,体系结构和关键技术)探索了将LVC理念融入模拟训练系统的可能性,为基于LVC的模拟训练系统研发与运用打下了基础。
关键词 LVC 模拟训练系统系统开发中图分类号:TP391.9 文献标识码:A1基于LVC的模拟训练系统需求分析依托基于LVC的模拟训练系统进行训练,不仅克服了传统的模拟训练仅仅在机房对着系统操作而产生的不真实感,而且使得参训作战力量实体部分的规模得到较大程度的压缩,建制单位从上至下每一级每一类的作战力量实体可保留最小的编组参与训练即可,不仅大幅的降低了训练成本,同时由于可重复,能够保证所有的单位都能够参与到大规模联合演练。
相比其他模拟训练系统而言,基于LVC的模拟训练系统应重点要关注以下几点:一是建立与作战力量实体之间信息交互接口的标准和规范,包括数据格式、通信协议和接口类型等;二是完善作战力量实体产生的态势与系统“虚兵”产生的态势的整编显示;三是把握好模拟训练系统中仿真模型的颗粒度。
2基于LVC的模拟训练系统设计思路LVC中L(Live Simulation)即实况仿真,是指人操作实际装备产生的一系列虚拟的行动;C(Constructive)即构造仿真,是指由系统模型产生的“虚兵”和系统进行交互产生的一系列的活动;V(Virtual)即虚拟仿真,是指人通过操作系统在模拟的战场环境进行作战。
LVC 仿真是指在系统中同时具有实况仿真、虚拟仿真、构造仿真等三种类型的仿真。
基于实体、虚拟和构建(LVC)的模拟训练系统能够接收各作战力量实体传递过来的信息,并与系统本身的“虚兵”产生的信息融合后产生完整的态势。
通过信息网络向各作战力量实体推送信息来将与各实体相关的态势实时反馈给各作战力量实体,从而在作战力量实体、模拟训练系统两个层面形成信息闭环,最终达到整个训练过程中虚拟的系统和实体装备的有机结合。
联合试验训练仿真支撑平台及应用
第42卷第1期2020年2月指挥控制与仿真CommandControl&SimulationVol 42㊀No 1Feb 2020文章编号:1673⁃3819(2020)01⁃0112⁃06联合试验训练仿真支撑平台及应用张高峰1,吉玉洁1,蔡继红2(1.中国人民解放军91336部队,河北秦皇岛㊀066326;2.北京仿真中心航天系统仿真重点实验室,北京㊀100854)摘㊀要:可有效支持靶场试训资源互操作的仿真支撑平台是促进联合试验训练系统快速构建的关键问题㊂在分析联合试验训练仿真支撑需求和LVC仿真技术的基础上,建立了联合试验训练仿真支撑平台JoSim的技术框架㊂提出了标准化的对象建模和自动转换方法,设计了在建模仿真领域和试验训练领域通用的中间件,通过网关和实装适配器实现了异构系统的快速接入㊂在水面舰艇对空自防御能力试验训练逻辑靶场中的实际应用表明,JoSim能够支持不同试验训练目标的逻辑靶场快速构建,有效促进了各类仿真资源的互操作性㊁可重用性和可组合性㊂关键词:试验训练;逻辑靶场;LVC仿真;支撑平台;异构系统中图分类号:TP391 9;E917㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀DOI:10.3969/j.issn.1673⁃3819.2020.01.021JointTestandTrainingSimulationSupportPlatformanditsApplicationZHANGGao⁃feng1,JIYu⁃jie1,CAIJi⁃hong2(1.Unit91336ofPLA,Qinhuangdao066326;2.KeyLaboratoryofSpaceSystemSimulationinBeijingSimulationCenter,Beijing100854,China)Abstract:Thesimulationsupportplatformwhichcaneffectivelysupporttheinteroperationoftherangetestandtrainingre⁃sourcesisakeytechnicalissuetopromotetherapidconstructionofthejointtestandtrainingsystem.Basedontheanalysisofthesupportrequirementsofjointtest&trainingsimulationandthecurrentstatusofLVCsimulationtechnology,thetechni⁃calframeworkofJoSim,ajointtestandtrainingsimulationsupportplatform,isestablished.Astandardizedobjectmodelingandautomatictransformationmethodisproposed.Acommonmiddlewarewhichisusedinthefieldsofmodelingsimulationandtesttrainingisdesigned.Thefastaccessofheterogeneoussystemsisrealizedbygatewayandadapter.Thepracticalap⁃plicationofJoSiminthelogicrangeofsurfacewarshipairdefensecapabilitytestandtrainingshowsthatJoSimcansupporttherapidconstructionoflogicrangefordifferenttestandtrainingpurposes,andeffectivelypromotetheinteroperability,re⁃usabilityandcomposabilityofvarioussimulationresources.Keywords:testandtraining;logicalrange;LVCsimulation;supportingplatform;heterogeneoussystem收稿日期:2018⁃09⁃17修回日期:2018⁃11⁃28作者简介:张高峰(1980 ),男,山西寿阳人,高级工程师,研究方向为系统建模与仿真㊁分布式交互仿真㊂吉玉洁(1984 ),女,硕士,工程师㊂㊀㊀信息化作战的基本表现是联合作战,打赢联合战役,一方面要实战实训㊁联战联训,通过战区联合训练和军兵种合同训练,培养高素质的军事人才;另一方面要加强实战化条件下的武器装备体系作战能力试验[1]㊂联接多个靶场,组合㊁重用不同地域的LVC(LiveVirtualandConstructive,真实⁃虚拟⁃构造)仿真资源,开展基于逻辑靶场的联合试验训练,是生成基于网络信息体系的联合作战能力的有效手段[2]㊂本文构建了可支持一体化联合试验训练的联合仿真支撑平台,主要为逻辑靶场的构建提供公共支撑,并以信息化条件下联合作战试验与跨地域分布式训练为背景对联合仿真支撑平台在靶场的应用进行了实践探索㊂1㊀联合试验训练的支撑需求根据具体的联合试验训练任务需要,通过靶场资源的互操作㊁重用和灵活组合,由所需的归属不同靶场的LVC试验训练资源 无缝 集成而建立的特定试验训练系统,称为 逻辑靶场 或 合成靶场 [3⁃5]㊂逻辑靶场需要在平时建立不同靶场和设施的互联,用时根据具体目标实现各靶场资源的按需集成[6]㊂支持LVC试验训练资源的互操作㊁重用和可组合是逻辑靶场对仿真支撑平台最根本最重要的需求㊂1)互操作支持方面㊂为了能让独立开发的系统有意义的一起工作,支撑平台需要具备如下特征:一是具备一个公共的体系结构㊂体系结构是一套用于指导如何构建逻辑靶场的指南,描述逻辑靶场的必要组成部分和各组成部分间的相互作用方式[5,7]㊂二是可支持系统间进行有意义的通信㊂一方面,需要具备一种公共的语言,通常是使用一种公共对象模型实现[8]㊂另一方面,需要具备一个公共的通信机制,通常一种通用的遵循公共框架的软件基础设施是实现信息交换的合适方法㊂三是能够为各系统提供一种公共的上下文㊂使得各系统对环境和时间有一致的理解,并为各系统提供一个公共的技术过程,如:协调一致的初始化方式㊁信第1期指挥控制与仿真113㊀息收发方式㊁同步方式㊁仿真控制方式等㊂2)重用支持方面㊂重用要求某个系统能够依据给定的上下文而裁剪使用[9],重用的实现需要在支撑平台的支持下使得系统能够在非起初设计的应用环境的逻辑靶场中与其他系统进行正常的有意义的交互㊂系统需要建立在一个统一定义的体系结构上,或者对现有的系统进行封装,使得与公共体系结构一致[10],通常使用网关技术进行封装㊂通过网关集成使用现有的系统而不加以改变,是逻辑靶场资源重用的一种重要技术㊂3)可组合支持方面㊂可以在多种粒度层次进行组合,如组件之间可以组合,系统之间可以组合,组件和系统之间也可以组合,逻辑靶场更关注系统之间的组合㊂单个系统良好的互操作性和可重用性是可组合的基础,并且要求支撑平台提供用于支持组合过程的相关工具和资源库[10],以提高组合过程的自动化程度㊂2㊀LVC仿真技术现状联合试验训练一般要求逻辑靶场同时具有真实仿真㊁虚拟仿真㊁构造仿真三种类型的仿真[11],即需支持LVC仿真㊂高层体系结构HLA(HighLevelArchitec⁃ture)㊁基本对象模型BOM(BaseObjectModel)㊁试验与训练使能体系结构TENA(TestandTrainingEnablingArchitecture)㊁模型驱动架构MDA(ModelDrivenArchi⁃tecture)㊁面向服务的体系结构SOA(ServiceOrientedArchitecture)等主流仿真技术虽然具有不同的技术特点和应用领域,但是都可以促进靶场LVC仿真资源之间的互操作性,提高各类靶场资源的可重用性和可组合性㊂其中,HLA是建模与仿真领域的主要仿真技术,TENA是试验与训练领域的主要仿真技术㊂2 1㊀LVC仿真存在的问题逻辑靶场要求在可组合㊁共享不同靶场的真实试训资源能力基础上,还可组合共享来自仿真世界的各种仿真资源,从而将真实世界融入仿真世界中,这样就要求建模与仿真㊁试验与训练资源之间能够进行无缝互操作㊂但由于HLA与TENA各自固有的一些特性,两者之间的互操作能力和可组合性受到了限制,主要体现在对象模型不兼容㊁中间件不兼容和系统工程过程不同三个方面[12]㊂对象模型不兼容主要体现在HLA仅规定了对象模型的格式,内容则由开发者自己定义,而TENA在规定对象模型格式的基础上,还定义了一系列常用的标准对象模型,且两者在对象模型实现方式上不统一;中间件不兼容主要体现在HLA的RTI和TENA中间件的底层实现方式不同和关注点不同,如RTI面向建模与仿真领域的独特需求,提供了复杂的时间管理等服务,TENA中间件则提供了远程方法调用等满足试验训练特定需求的服务;系统工程过程不同主要体现在系统开发规范与流程的不一致上,影响了HLA与TENA之间的互操作能力㊂2 2㊀LVC仿真问题解决方法研究建立一个LVC仿真通用体系结构是解决HLA㊁TENA以及其他体系结构间互操作能力和可组合性问题的有效方法,该体系结构的主要策略包括:1)统一对象建模方法㊂通过建立BOM集合的方式实现不同体系结构之间对象建模方法的统一,建立一个在建模与仿真领域㊁试验与训练领域通用的基本对象模型集㊂并采用UML建立BOM,在对象建模完成后,采用MDA方法将BOM概念模型转换为平台相关模型㊂2)提供通用中间件㊂合并RTI㊁TENA中间件等中间件软件的功能,开发一个可在建模与仿真领域㊁试验与训练领域共用的通用中间件,并提供特定仓库和实用程序以形成运行基础设施,满足信息交互㊁时间管理㊁远程调用㊁位置外推等不同应用需求㊂3)构建综合集成环境㊂规定一种统一规范的系统工程过程,并为逻辑靶场的构建提供开发与集成系列工具,涵盖对象模型设计与转换㊁资源存储与管理㊁异构系统封装㊁仿真导调与控制㊁分析评估等功能㊂上述三项工作内容构成相互关联的有机整体,图1描述了各部分之间的相互支撑关系㊂图中白底方框描述了所需开展的工作,灰底图形体现了各工作阶段的成果,其中综合集成环境在基本对象模型库的支持下,能够快速生成逻辑靶场应用资源,这些应用资源通过图1㊀LVC仿真通用体系结构研究内容之间的关系3㊀联合仿真支撑平台近年来,国防科技大学㊁西北工业大学㊁哈尔滨工114㊀张高峰,等:联合试验训练仿真支撑平台及应用第42卷业大学㊁部队试验训练靶场等多家单位在逻辑靶场体系结构㊁中间件㊁集成开发环境等方面均开展了研究,也形成了自主研发的软件产品,但尚不能够完整解决当前LVC仿真存在的诸多问题[8]㊂本文充分借鉴各单位研究成果,针对联合试验训练的实际支撑需求,在前文论述的LVC仿真问题解决方法指导下,以高层体系结构HLA和试验与训练使能体系结构TENA为技术基础,综合利用各类先进仿真技术(SOA㊁BOM㊁MDA等),研究构建了可支持一体化联合试验训练的联合仿真支撑平台(JointSimulationSupportingPlatform,Jo⁃Sim)㊂3 1㊀体系结构JoSim确立了逻辑靶场仿真支撑环境的技术架构,明确了靶场LVC仿真资源的接入方式,研制了通用性较强的中间件和资源库,确定了支撑工具集的组成与功能,提出了逻辑靶场综合集成与联合仿真的系列化标准㊁规范㊁协议体系,给出了一个单一的系统工程方法,统一了HLA联邦开发与执行过程与TENA系统工程过程㊂JoSim总体上采用SOA的技术方法,实现逻辑靶场的信息集成㊁过程集成与功能集成,为用户提供统一的应用门户,支持逻辑靶场从建立㊁运行到分析评估的全过程㊂JoSim体系结构如图2所示㊂图2㊀联合仿真支撑平台JoSim体系结构㊀㊀JoSim体系结构的主要组成部分如下:1)JoSim应用㊂包括资源应用㊁逻辑靶场工具集和异构系统㊂资源应用是按照JoSim规范构建的标准化的逻辑靶场资源,均采用统一的BOM对象模型,其中时空对象模型用于封装硬件设备,将TSPI(TimeSpacePositionInformation,时间㊁空间㊁位置㊁信息)集成到靶场硬件设备中;逻辑靶场工具集用于完成对逻辑靶场事件全生命周期的管理,是重用性最高的JoSim应用,包括支撑逻辑靶场运行前㊁运行时和运行后的各类实用工具;异构系统是通过网关接入的非JoSim架构的靶场资源㊂2)JoSim中间件㊂其是JoSim应用之间互操作的基础,它通过统一服务调用,屏蔽LVC仿真资源信息交互机制的差异,使得逻辑靶场应用能够透明地使用各类LVC仿真资源㊂3)JoSim实用程序㊂它是为逻辑靶场开发与集成而特别设计的应用程序㊂主要包括对象模型编辑器㊁对象模型转换器(采用MDA方法)㊁资源封装器(采用SOA方法)㊁仓库管理器㊁网关㊁实装适配器等㊂4)逻辑靶场应用资源库㊂包括JoSim仓库㊁逻辑靶场数据档案和知识库㊂JoSim仓库用于存储JoSim应用和对象模型,仓库存储的信息不仅仅是针对某个具体的逻辑靶场的,它有助于将现有系统更有效地组合成一个新的逻辑靶场;逻辑靶场数据档案用于存储针第1期指挥控制与仿真115㊀对某个具体逻辑靶场的剧情数据㊁试验训练过程数据和评估数据等;知识库用于存储历史经验数据㊁作战规则㊁试验训练范例㊁标准规范文档等㊂3 2㊀关键技术3 2 1㊀JoSim对象模型技术JoSim采用基础对象模型(BOM)实现了统一的㊁内聚性的对象建模框架,实现了不同体系结构下对象建模方法的统一,并提供领域所需的具体基础对象模型,形成覆盖试验与训练领域㊁建模与仿真领域的基础功能模型库㊂JoSim采用MDA方法实现将BOM中的概念模型自动转换为可在特定平台运行的模型㊂首先采用元建模方法将对象模型实现为与特定支撑环境分离的平台无关模型PIM(PlatformIndependentMode);通过定义针对特定平台和实现语言的模型转换规则,采用自动代码生成技术,将PIM自动转换为平台相关模型PSM(PlatformSpecificModel),PSM中包含具体平台要求的技术特点,是可以直接运行的㊂通过采用MDA技术,实现了对象模型的自动化平台适应性转换,在工程实践中真正实现了对象模型的可重用,提高了JoSim应用的开发效率㊂这一技术体现在对象模型转换器中㊂开发完成的对象模型采用SOA方法进行服务化封装,在构建特定目标的试验训练逻辑靶场时,可高效地发现㊁组合和重用这些对象模型资源㊂3 2 2㊀JoSim中间件技术JoSim中间件是JoSim体系结构的核心组件,它总体上遵循TENA中间件的技术框架,同时又具备HLA中RTI的部分功能㊂JoSim中间件采用SOA的技术方法和高效㊁基于兴趣管理的数据分发管理技术,向各类JoSim应用提供统一的服务调用,除预定义了用户接口和一系列标准服务外,还针对试验训练和建模仿真的独特需求提供了相应的服务功能,如:时间管理㊁位置外推㊁远程方法调用等,既可用于试验训练领域,又可用于建模仿真领域㊂JoSim中间件具备多通信介质㊁多协议资源接入扩展能力,支持有线网络和无线链路,可运行于多种硬件平台;支持基于广域网的分布式联合仿真㊂JoSim中间件体系结构如图3所示㊂3 2 3㊀JoSim网关技术在试验训练靶场中,基于HLA㊁DDS㊁战术互联网等体系结构的分布式仿真系统大量存在,网关技术是实现多体系结构互操作的主要方法,能有效解决数据转换和运行调度的问题[13]㊂网关分别解析不同体系结构的对象模型和时空管理模型,确定映射关系,进而实现多体系结构互操作信息的适配㊂其中,实装适配器是一类特殊的网关,专门用于实装系统的软硬件适图3㊀JoSim中间件体系结构配㊂下面主要介绍HLA网关和实装适配器的设计㊂1)HLA网关HLA网关用于将HLA分布式仿真系统接入JoSim应用系统,它运行在JoSim中间件与RTI之间,既作为JoSim应用系统中的一个应用节点,同时又是HLA仿真系统中的一个联邦成员㊂通过应用节点和联邦成员间的信息映射,实现异构系统间的数据交互㊂HLA网关逻辑结构如图4所示㊂图4㊀HLA网关逻辑结构HLA网关主要由控制模块㊁JoSim代理模块和HLA代理模块构成㊂控制模块主要负责创建并初始化JoSim代理模块和HLA代理模块,并响应用户控制命令;JoSim代理模块运行在JoSim中间件上,HLA代理模块运行在RTI上,两个代理模块共同完成数据转换任务㊂2)实装适配器实装适配器解决JoSim应用系统与实际装备之间的物理接口形式㊁信号电气关系转换问题,以及信息㊁116㊀张高峰,等:联合试验训练仿真支撑平台及应用第42卷数据传输和转换问题,具备接入数据链的无线通信接口㊂实装适配器逻辑结构如图5所示㊂图5㊀实装适配器逻辑结构实装适配器主要由协议转换器和JoSim代理模块构成㊂协议转换器包含物理层㊁驱动层和协议层,根据不同实物设备的指令格式说明书,生成通信协议转换集,完成JoSim应用节点代理与实装之间的数据转换与交互;JoSim代理模块具备协议转换器能力查询㊁JoSim应用节点接口调用和实装适配器运行监控等能力,并提供协议转换器驱动㊂4㊀基于JoSim的一体化联合试验训练逻辑靶场实例㊀㊀本文基于联合仿真支撑平台JoSim构建了水面舰艇对空自防御能力试验训练逻辑靶场㊂采用对象模型封装㊁网关联接等方式,将分布于不同地域,具有不同功能㊁架构和接口形式的LVC仿真资源综合集成为一个具有特定能力的逻辑靶场㊂该逻辑靶场分为导演部㊁红方和蓝方,导演部主要是逻辑靶场运行支撑工具和资源库;红方主要对某型水面舰艇进行了模拟,包括舰艇平台和软硬武器系统;蓝方主要对反舰导弹及其发射平台进行了模拟㊂基于该逻辑靶场,可开展新型水面舰艇对空自防御能力试验和复杂电磁环境下防空反导适应能力训练,支持本舰指挥控制能力试验㊁硬武器防御能力试验㊁电子对抗能力试验和联合对空自防御能力试验等试验项目,以及单舰防空反导作战指挥训练㊁单平台警戒探测训练㊁软硬武器操作职手操作技能训练等训练科目㊂该逻辑靶场综合集成方式及逻辑互联情况如图6所示㊂所有LVC仿真资源之间,以及仿真资源与导演部之间均通过JoSim中间件进行交互㊂导演部工具软件和构造类仿真资源均采用对象模型封装方式接入逻辑靶场,实际装备和虚拟类仿真资源均在现有靶场资源基础上通过网关接入逻辑靶场㊂红方主要对水面舰艇进行了模拟,包括舰载雷达㊁指控系统㊁防空导弹㊁近程武器㊁电子对抗等装备,以及舰艇平台,包括了L㊁V㊁C三类仿真资源,其中警戒雷达㊁防空导弹㊁近程武器仿真资源为远程异地节点;蓝方主要对攻击飞机和反舰导弹进行了模拟,包括了V㊁C两类仿真资源;微波暗室是红蓝双方共用的电磁环境模拟设备㊂基于JoSim构建的水面舰艇对空自防御能力试验训练逻辑靶场满足了联合试验训练㊁体系试验㊁实战化训练等新型试验训练模式对靶场LVC试验训练资源的综合运用需求,资源封装标准规范㊁资源接入方便快捷㊁资源运用全周期支持,大大提高了试验训练资源的互操作性㊁可重用性和可组合性,且能够有效解决靶场试训应用与仿真平台紧耦合㊁支撑平台种类多㊁信息集成难等瓶颈问题,提高了靶场贴近实战㊁试训一体㊁虚实融合㊁随遇接入㊁资源共享㊁灵活重组等能力㊂5㊀结束语联合仿真支撑平台JoSim提供了逻辑靶场资源开发㊁集成和互操作的综合支撑环境,有效促进了建模与仿真领域㊁试验与训练领域各类LVC仿真资源的高效集成和灵活重组,显著提高了靶场仿真资源的互操作性㊁可重用性和可组合性㊂靶场基于JoSim已开展了一些典型的验证性试验,但在联合试验训练应用的广度和深度上均有较大差距,后续应持续完善标准对象模型库建设㊁不断提升中间件运行性能㊁着力提高集成开发环境的通用性和自动化水平,为靶场设施一体化运用㊁信息数据一体化流转㊁试训环境一体化模拟㊁支援服务一体化保障的联合试验训练逻辑靶场的建设和深化应用提供有力支撑㊂参考文献:[1]㊀白洪波,李雄伟,张旭光.开展多靶场联合试验的思考[J].装备学院学报,2016,27(3):126⁃128.[2]㊀杨继坤,张传友,常秀丰,等.海军试训蓝军体系建设与运用研究[J].现代防御技术,2017,45(2):22⁃29.[3]㊀陈春鹏.基于ADS的仿真体系结构及其在EW靶场的应用[J].指挥控制与仿真,2010,32(6):65⁃68.[4]㊀商乐.关于靶场开展一体化联合试训环境建设的思考[J].舰船电子工程,2018,38(4):7⁃11.[5]㊀徐忠富,王国玉,张玉竹,等.TENA的现状和展望第1期指挥控制与仿真117㊀图6 逻辑靶场用例综合集成方式及逻辑互联图[J].系统仿真学报,2008,20(23):6325⁃6329.[6]㊀王国玉,冯润明,陈永光.无边界靶场[M].北京:国防工业出版社,2007:186⁃188.[7]㊀刘高峰,陈佳俊,程志锋.装备虚拟试验系统体系结构及其互联技术[J].计算机工程,2012,38(1):284⁃287.[8]㊀蔡继红,卿杜政,谢宝娣.支持LVC互操作的分布式联合仿真技术研究[J].系统仿真学报,2015,27(1):93⁃97.[9]㊀迟刚,胡晓峰,吴琳.异构模型系统协同仿真与联合运行研究[J].系统仿真学报,2014,26(11):2704⁃2708.[10]孙茂义,肖冰.飞行器多目标选择虚实合成试验方法[J].计算机测量与控制,2017,25(3):237⁃239.[11]周玉芳,余云智,翟永翠.LVC仿真技术综述[J].指挥控制与仿真,2010,32(4):1⁃7.[12]罗永亮,张珺,熊玉平,等.支持LVC仿真的航空指挥和保障异构系统集成技术[J].系统仿真学报,2017,29(10):2538⁃2541.[13]许雪梅.分布式LVC联合试验环境构建[J].遥测遥控,2017,38(4):58⁃63.(责任编辑:胡志强)。
基于LVC的体系试验方法研究
基于LVC的体系试验方法研究引言:LVC(生命周期价值链)是一种广泛应用于产品开发和管理中的方法,通过考虑从产品设计到产品退役的所有阶段,以全面评估产品的生命周期价值。
LVC方法强调了产品的经济、环境和社会性能,有助于制定更全面和可持续的产品开发策略。
为了更好地应用LVC方法,需要研究和开发相应的体系试验方法。
本文将探讨基于LVC的体系试验方法研究。
一、LVC的基本原理和应用LVC是基于产品生命周期的概念,将产品的生命周期划分为不同的阶段,包括原材料采购、生产制造、销售、使用和退役等各个环节。
在每个阶段中,LVC方法都考虑了经济、环境和社会三个方面的性能。
通过综合考虑这三个方面的性能指标,可以更全面地评估产品的价值。
LVC方法的应用主要有两方面:1.产品开发策略LVC方法可以帮助企业在产品开发过程中选择合适的设计和技术,以最大程度地提高产品的价值。
例如,在材料选择阶段,可以综合考虑材料的成本、可再生性和环境影响等因素,选择更符合可持续发展的材料。
2.产品管理和改进LVC方法可以帮助企业在产品生命周期的不同阶段中识别问题和机会,促进产品的持续改进。
例如,在产品使用阶段,可以通过监测和分析产品的能耗和排放水平,提出相应的改进方案,降低产品的环境影响。
为了更好地应用LVC方法,需要研究和开发相应的体系试验方法。
这些方法可以帮助企业在实际操作中应用LVC原理,评估产品的生命周期价值。
1.指标体系设计体系试验方法的第一步是设计合适的指标体系。
指标体系应包括经济、环境和社会方面的性能指标,以全面评估产品的生命周期价值。
同时,指标体系应具有可操作性和可测量性,方便企业实施。
2.数据采集体系试验方法的第二步是进行数据采集。
数据采集包括从产品的不同生命周期阶段中收集有关经济、环境和社会性能的数据。
数据采集可以通过实地调研、实验室测试和模拟分析等方式进行。
3.数据分析和评估体系试验方法的第三步是进行数据分析和评估。
仿真体系结构发展现状与趋势研究
仿真体系结构发展现状与趋势研究陈西选;徐珞;曲凯;冯金金【摘要】随着信息技术的飞速发展,特别是cyber空间、cyber对抗等新概念、新技术的提出,要求仿真体系结构能够适应网络化、通用化、服务化、集成化的发展趋势,具有高可重用性、可扩展性、可组合性与互操作性,这对目前我军广泛采用的仿真体系结构带来了严峻挑战。
美军是目前主流仿真体系结构相关标准的制定者,代表了世界的先进水平,因此,对美军目前广泛采用的多个仿真体系结构进行了深入调研,着重分析了各个体系结构的技术特点、存在的问题,研究了美军用于指导未来仿真体系结构发展的路线图。
在此基础上,提出了我军新一代仿真体系结构发展的建议。
%With the rapid development of technology, particularly with the new concepts and technologies such as cyber space, it has posed a serious challenge for simulation architecture technology which has been widely used. The simulation architecture needs to adapt to the development trends of net-centric, universal, service-oriented, integrating, and needs to possess high reusability, scalability, composability and interoperability. The standards related to simulation architectures which have been used widely are drafted by U.S. Department of Defense, thus DoD represents the highest technology level in simulation architecture area. Therefore, this paper researches the simulation architecture which is used widely, and makes a deep analysis of the technical characteristics and problems of each architecture. It investigates and studies the LVC architecture roadmap of DoD, which is the development direction of the future DoD’s simulation architecture. It pro-poses somerecommendations for the development of simulation architecture based on the researches.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】6页(P32-36,40)【关键词】建模与仿真(M&S);仿真体系结构;分布式交互仿真(DIS);高层体系结构(HLA);试验与训练使能体系结构(TENA);通用训练设备体系结构(CTIA);实物;虚拟和构造(LVC);LVC体系结构路线图(LVCAR)【作者】陈西选;徐珞;曲凯;冯金金【作者单位】华北计算技术研究所总体部,北京 100083;华北计算技术研究所总体部,北京 100083;华北计算技术研究所总体部,北京 100083;华北计算技术研究所总体部,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TP3161 引言近年来,随着军事需求与技术的发展,建模仿真应用越来越广泛,在国防建设、装备发展等过程中发挥了重大作用,已成为装备研制、新技术验证等方面的重要支撑手段。
LVC时间管理的实时性研究
LVC时间管理的实时性研究梁培生;周玉芳;翟永翠【摘要】针对当前分布交互仿真系统实时性方面不足而导致的真实仿真、虚拟仿真和构造仿真之间无法实现互操作的问题,通过对DIS、HLA等分布交互仿真体系结构的实时性影响因素进行分析,给出了LVC时间管理的实时性方法,并完成了LVC 时间管理中间件的设计和中间件的性能测试.测试结果表明,该方法可以显著改善系统的实时性,对真实仿真、虚拟仿真和构造仿真(LVC)之间互操作的进一步研究具有重要的参考意义.【期刊名称】《指挥控制与仿真》【年(卷),期】2010(032)006【总页数】5页(P60-64)【关键词】LVC;时间管理;中间件;实时性【作者】梁培生;周玉芳;翟永翠【作者单位】中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所,江苏,连云港,222006;中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所,江苏,连云港,222006;中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所,江苏,连云港,222006【正文语种】中文【中图分类】TP391分布交互仿真(Distributed Interactive Simulation)具有分布性、交互性、异构型、时空一致性和开放性特点[1]。
它的体系结构主要经历了仿真组网(Simulation Networking,SIMNET)、分布交互式仿真(Distributed Interactive Simulation,DIS)、聚合级仿真协议(Aggregate Level Simulation Protocol,ALSP)、高层体系结构(High Level Architecture,HLA)、试验与训练使能体系结构[2](Test and Training Enabling Architecture,TENA)等阶段。
HLA主要针对建模与仿真领域,因而它主要应用于虚拟和构造仿真,而TENA主要针对靶场领域,它所支持的是真实仿真。
因而构建LVC体系结构可以从HLA或者 TENA方面进行研究。
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LVC联合仿真系统中关键技术研究摘要:本文围绕LVC联合仿真系统中需要解决的重用和互操作问题进行展开。
通过桥接器和软总线实现仿真模型的重用,通过软总线进行时间推进解决时间一致性问题。
关键词:软总线;重用;互操作;时间推进Research On Key Technology of LVC Simulation SystemCao Xiaoyang,Zhang Bangliang,Chen Kexing(Nanjing Research Institute of Simulation and Technology,Nanjing 210016,China)Abstract:The paper focuses on reuse and interoperation problems in LVC co-simulation system.The bridge and soft bus are used to realizethe reuse of simulation model,and the time consistency problem issolved through the soft bus.Keywords:soft bus;interoperability;reusability;time advance1引言LVC联合仿真是指将真实、虚拟和构建资源联合起来进行的仿真试验。
联合仿真主要解决大规模复杂系统仿真、降低研制费用、缩短研制周期、提高仿真置信度、降低运维难度及成本等问题。
解决上述问题的思路都集中在重用与互操作上,因此研究LVC联合仿真仿真的主要工作是发展和确保仿真中的各种重用和互操作技术。
2分布式仿真LVC联合仿真系统涉及真实、虚拟、构建资源模型之间的数据协同,技术体制众多。
下面介绍几种比较典型的分布式仿真技术。
仿真网络(Simulation Networking,SIMNET)是上个世纪80年代由美国国防部高级研究计划局制定的一项计划,旨在将各类仿真器连接到同一网络,组成一个数据共享的仿真环境。
SIMNET定义了将多种仿真应用集中到同一个时空环境的分布式仿真基本技术原则。
分布式交互仿真(Distributed Interactive Simulation,DIS)是SIMNET技术的标准化和拓展,主要集中于连续、实时、人在回路和硬件在回路中的平台级仿真。
核心是建立了一个通用的数据交换环境,通过协议数据单元的使用,支持异地分布的真实、虚拟和构造的平台级仿真之间的交互。
聚合级仿真协议(Aggregate Level Simulation Protocol,ALSP)吸取SIMNET技术没有中心节点、地理分布、自主属性和基于消息的协议等原理,同时发展了系列聚合级仿真所需的时间管理、数据管理和体系结构等技术。
但是SIMNET、DIS、ALSP都是同类功能仿真应用的互联,只有有限的操作性,不能满足越来越复杂的仿真需求。
因此,美国国防建模与仿真办公室在建模与仿真主计划中,提出建立一个通用的建模与仿真技术框架以保证国防部范围内各种仿真应用间的互操作性及重用。
技术框架的核心高层体系结构(High Level Architecture,HLA)采用面向对象的方法来设计、开发和实现仿真系统的对象模型,已被接收为国际仿真系统架构的统一标准。
HLA虽然提供了构造和描述仿真应用的通用框架,但HLA实时性较差,不能很好地满足数据传输的实时性要求,特别是人在回路的仿真。
不同于HLA以事件为中心的订阅发布体系结构,数据分发服务(Data Distribution Service,DDS)是对象管理组织在公共对象请求代理体系结构基础上提出的一种以数据为中心的订阅发布体系结构。
在传统的订阅发布的基础上加入了服务质量(Quality of Service,QoS)策略,并提出了完全分布式的体系结构,为实时系统的开发提供了更加可靠的机制。
DDS标准虽然瞄准的是网络数据实时分发,但其思想完全可以为实时分布式仿真所使用,其高效的数据分发技术已经超越了几乎所有分布式仿真技术所能提供的数据分发能力。
因此,LVC联合仿真系统将DDS作为整个仿真系统的软总线。
3.1重用常见的重用技术有桥接器、包装软件、软件修正和协议接口单元。
采用桥接器技术需要开发一个独立的应用程序,来进行不同协议之间的数据转换。
采用这种技术不需要对原有的异构系统进行修改,通过异构模型转换机制就可以实现仿真服务、数据模型的映射。
包装器是在网络数据发送之前,将网络数据重新打包为交互系统的数据格式供交互系统使用,当交互系统收到数据后又将其打包成异构系统的数据格式供异构系统使用。
所谓软件修正就是把所有的网络接口都包含在仿真软件中。
需要对仿真软件做巨大的改动。
协议接口单元是一个仿真应用与底层网络之间的接口软件系统,它提供与协议无关的网络接口函数,即在同一套接口函数中支持多种协议。
在程序编译时需要设定相应的编译开关,来选择协议类型。
不需要直接调用网络接口函数,而是通过协议接口单元来访问异构系统接口。
除桥接器外,其他方法都需要从源代码层次上对原有的仿真程序进行较大的修改。
因此选用桥接器作为LVC联合仿真系统的重用技术。
以HLA桥接器为例,主要由HLA联邦中的联邦成员代理(HLAAgent)、转换器(Translator)和DDS域中的参与者代理(DDSAgent)组成。
HLAAgent作为HLA系统的代理,是标准的HLA联邦成员。
除具备联邦成员的特征外,还增加与Translator交互功能,负责解释规则和监听由DDS总线传来的数据。
由解析器和监听器组成。
监听器负责监听来自转换器的消息。
解析器的主要作用是解析HLA系统的对象、交互、服务与来自转换器的消息。
DDSAgent作为DDS系统的代理,是基于DDS规范的基本应用。
除具备参与者的特征外,还增加与Translator交互功能,负责解释规则和监听由HLA联邦传来的数据。
由解析器和监听器组成。
监听器负责监听来自转换器的消息。
解析器的主要作用是解析DDS总线的主题、QoS策略与来自转换器的消息。
桥接器的核心部件是Translator,负责HLA的对象、交互、服务与DDS中的域、主题的相互映射和转换。
由转换引擎、源模型、目标模型和转换规则构成。
待转换的输入源模型实例和转换规则是引擎的输入,目标模型是引擎的输出。
在转换过程中,引擎利用转换规则进行模型匹配,产生相应的目标模型实例。
联邦成员代理具有与其它联邦成员相同的属性和服务,参与者代理具有与其它参与者相同的功能和行为,联邦成员代理和参与者代理的加入不会对原有HLA系统和DDS总线进行更改,提高仿真系统的重用率和可集成性。
通过转换器对交换数据进行转换,在代理端对数据进行并行合成分解,提高处理效率。
3.2互操作在一个由异质实体构成的网络环境中,当应用的某一成分在网络的某个节点上运行时,它可以透明的动用网络上的一些节点(包括该应用所在的节点和其他节点)上的资源,使这些资源共同完成一个或一组功能,这种能力称为互操作性。
影响仿真系统间的互操作性的因素主要有仿真模型分辨率、空间一致性、时间一致性。
针对仿真模型的分辨率的不同可以将仿真实体状态表示为聚合、完全解聚和部分解聚状态。
为了使仿真系统互操作性的数据实现空间一致性,可以使所有仿真节点采用同一个空间坐标系,当仿真节点向其他节点传输数据时,先要把数据转换成系统公认的空间节点坐标系表示。
时间一致性是核心,也最复杂。
时间一致性也就是时间同步,考虑时间一致性的主要目的是协调各个仿真应用的系统时间,使得仿真应用在执行仿真任务时能够依据统一的系统时间同步的进行时间推进,从而使仿真应用之间能够按照事件的逻辑关系执行仿真任务。
虽然桥接器的结构能够解决各仿真系统与软总线的互连问题,但是针对仿真系统间的时间一致性却没有考虑。
为了保证仿真过程中仿真事件因果关系的正确性,整个LVC联合仿真系统需要存在一个时间管理服务器,为系统提供统一的逻辑时间。
如果不设置时间管理服务器,那么HLA仿真系统和DDS仿真系统的时间推进将相互受到影响,某个仿真应用时间推进速率慢了会影响整个仿真系统的运行速率,而且仿真事件的因果关系可能会与真实事件不符,达不到仿真的效果。
因此时间推进是LVC联合仿真系统最大的瓶颈。
若使用桥接器进行时间推进,LVC联合仿真系统总的推进时间如下:T=T i式中Ti表示桥接器推进时间。
桥接器越多,总的推进时间越长。
若使用DDS软总线进行时间推进,LVC联合仿真系统总的推进时间如下:T=Max(T a,T d)式中Ta表示桥接器推进时间,Td表示DDS总线推进时间。
DDS软总线作为时间服务器提供系统仿真时间,等待所有仿真节点完成系统时间内的仿真事件后对系统的所有仿真节点进行时间推进。
总的推进时间是DDS软总线和所有桥接器中推进时间最长的那个。
能够更好发挥DDS实时性高的优势及缩短LVC联合仿真系统的推进时间。
4结束语本文对LVC联合仿真涉及的各类技术协议进行比较,提出DDS软总线的思路满足大规模仿真数据传输实时性要求;对异构集成技术进行分析,设计桥接器解决仿真系统重用问题;对互操作的核心问题时间管理进行推算,得出软总线时间推进最优的结论。
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