分布式交互仿真
dis参数
dis参数Dis（Distributed Interactive Simulation，分布式交互式仿真）是一种用于模拟和仿真的技术和系统。
它可以模拟多个实体之间的交互和通信，并在分布式系统中进行协同工作。
Dis技术在各个领域都有广泛的应用，包括军事、航空航天、交通、能源等。
Dis技术的核心在于分布式系统的建立和管理。
分布式系统是由多个独立的计算机节点组成的网络，这些节点可以分布在不同的地理位置上。
通过网络通信和协同工作，这些节点可以实现分布式计算和仿真。
Dis技术可以将多个节点连接起来，使它们可以共同运行一个仿真模型，并进行实时的交互和通信。
Dis技术可以模拟和仿真各种实体之间的交互和通信。
这些实体可以是人、物、车辆、飞机等。
在军事领域，Dis技术可以模拟战场上的各种作战单位之间的交互和通信，包括指挥官、士兵、战车、飞机等。
在航空航天领域，Dis技术可以模拟飞机和地面控制中心之间的通信和协同工作。
在交通领域，Dis技术可以模拟车辆之间的交通流和交通规则的执行。
Dis技术还可以实现分布式虚拟现实（Distributed Virtual Reality，DVR）。
通过将多个虚拟现实设备连接到分布式系统中，用户可以在不同的地理位置上共享同一个虚拟环境。
这样，用户可以在不同的地方共同参与一个虚拟体验，而不需要身临其境。
在Dis技术中，数据的同步和共享是一个重要的问题。
由于分布式系统的特性，不同节点上的数据可能会有延迟和不一致性。
为了解决这个问题，Dis技术采用了各种同步和通信机制。
例如，时间同步机制可以确保各个节点上的仿真模型按照相同的时间步进进行更新。
消息传递机制可以实现节点之间的数据传输和交互。
这些机制可以保证分布式系统的协同工作和一致性。
总结起来，Dis技术是一种用于模拟和仿真的技术和系统，它可以模拟多个实体之间的交互和通信，并在分布式系统中进行协同工作。
Dis技术在军事、航空航天、交通、能源等领域都有广泛的应用。
分布式交互仿真
分布式交互仿真分布式交互仿真(DIS)是一种新兴的仿真技术。
它采用协调一致的结构、标准、协议和数据库，通过局域网和广域网将分散配置的武器装备仿真硬件、软件和仿真环境综合成为一个人可以参与交互作用的时空一致的共用仿真环境。
<br/> 从系统的物理构成来看，DIS系统是由仿真节点和计算机网络组成的。
仿真节点负责实现本节点仿真功能，包括动力学和运动学方程的求解、运动模拟、视景生成及音效合成、特殊效果（烟雾、爆炸和碰撞效果、风雨雷电等自然效果）合成、人机交互等。
分布在不同地域的仿真节点通过计算机网络连接起来，采用局域网、广域网、网关、网桥和路由器等互联设备连接这些节点。
<br/> 从组成单元的性质上看，可把DIS系统划分为以下三类节点： <br/> 虚拟的-包括各种类型的人在回路仿真器的计算机生成兵力，例如，计算机控制的飞机。
<br/> 结构的-包括高层集结模型、模拟军事演习和一些分析模型。
<br/> 真实的-包括实际的靶场和各种真实武器系统和仪表显示系统。
<br/> 分布式交互仿真的特点： <br/> 分布性-地域上分布的各仿真节点用网络连接，以实现共享一个综合环境。
DIS系统在功能和计算能力上也是分布的。
在DIS系统中，没有中央计算机，各仿真节点的地位是平等的。
DIS的各仿真节点具有自治性，即可联网交互运行，也可独立运行。
<br/> 交互式-首先是人在回路中仿真的互操作性，还包括各武器平台之间，武器平台与各种环境之间的交互作用，需要协调一致的结构、标准和协议。
<br/> 仿真性-分布式交互仿真包括三种类型的仿真： <br/> (1)真实仿真由实际的战斗人员使用实际的武器系统和保障系统，在尽可能真的作战环境中进行作战演习。
典型的例子是在美国国家训练中心进行的作战演习。
（2）虚拟仿真由实际作战人员操作仿真的武器系统进行的作战仿真。
基于桌面网格的分布交互仿真平台
基于桌面网格的分布交互仿真平台张灏龙;廖馨;郑宏涛;赵雯;冷传航【摘要】为解决分布交互仿真中存在的运行效率问题,设计并实现了一种基于桌面网格技术的分布交瓦仿真平台.将桌面网格技术与分布交瓦仿真技术结合起来,研究了桌面网格在分布交互仿真中的作用,设计了桌面仿真网格架构.提出了仿真网格的管理和运行流程,根据模糊数学原理建立了一种基于多因素对节点负载进行综合评价的负载均衡算法.该平台解决了分布交互仿真的资源管理和模型负载均衡问题,通过某飞行器仿真应用验证了其可行性和有效性.【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2010(016)007【总页数】7页(P1383-1389)【关键词】桌面网格;仿真平台;高层体系结构;资源管理;负载均衡;飞行器【作者】张灏龙;廖馨;郑宏涛;赵雯;冷传航【作者单位】西北工业大学航天学院,陕西,西安,710072;中国运载火箭技术研究院研发中心,北京,100076;中国运载火箭技术研究院研发中心,北京,100076;中国运载火箭技术研究院研发中心,北京,100076;中国运载火箭技术研究院研发中心,北京,100076【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言随着计算机技术的快速发展，计算机仿真技术的应用领域越来越广泛。
建立逼真的仿真系统需要复杂的数学模型，这些模型占用的计算机资源越来越大，基于单台计算机的仿真已经远远不能满足需要。
美国为分布交互仿真提出的高层体系结构(High Level Architecture，HLA)标准，通过将仿真模型分布到网络中的多台计算机上，来提高系统的运行效率[1]。
国内外对H LA标准进行了大量研究，并建立了多个基于HLA的分布交互仿真平台。
但是，HLA分布仿真标准只能解决分布仿真模型的动态数据交互问题，无法解决仿真模型的负载均衡问题。
仿真模型在事先指定的计算节点运行，没有考虑仿真模型的计算资源需求与计算节点计算能力的关系，造成复杂仿真系统运行效率低，无法满足大规模、系统级仿真的需求。
基于FCS的分布交互仿真系统的设计与实现
‘
套真正的分布式网络控制
平台。目前，在工业控制
－
成功的当属现场总线控制
文主要从此角度出发，介
Ｎ ／Ｎ ＣＣ Ｃ实时多任务控制软件包、组态 软件和应用软件 。上位机的主要功能包 括系统组态、 数据库组态、 历史库组态、
图形组态 、控制算法组态 、数据报表组
） ） 构， 即采用虚拟 现 Ｉ 结 Ｓ
和计算机 网络技术，为武 供 一个分布、交互、实时
－
以利用 Ｐ Ｃ丰富的软硬件资源 。
（） ３ 系统的效率高。 在Ｆ Ｓ Ｃ 中， 台 一
境 ，先进的实时仿真建模 景仿真，分布交互仿真开
２ Ｆ Ｓ对计算机控制系统 的影响 ．Ｃ
传统 的计算 机控 制系统 一般 采用 Ｄ Ｓ Ｃ 结构。在 Ｄ Ｓ中，对现场信号需要 Ｃ 进行点对点的连接， 并且Ｉ ／ ０端子与Ｐ Ｃ Ｌ 或控制仪表一起被放在控 制柜 中，而不
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李玉华 等
本文作 者李玉华女士， 中国船舶工业总公司
第 ７０ ｌ 研究所高级工程 师； 吴崦先生 ，工程 师 吴道 虎先生，华中科技大学博士后；郭江先生
； 仿真
系统设计
硬件 ／ 软件
和控制技术为一体，是一种全分散 、全
数字、全开放的当代最先进的计算机控
的基础，提高 了控制系统 的信息处理能 力和运行可靠性，节省了系统的硬件和 布 线费用 ，方便 了用户对 系统 的组态 、
管理和维护。
性 好， 更新换 代容易 。程序设 计采用 ＩＣ １３ — ５ 国际标准编程语 言，编 Ｅ ６ １３ 种 １
程和开发工具是完全开放的，同时还可
通用黑板技术在大型分布式仿真系统中的应用
160 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering数据库技术• Data Base Technique【关键词】通用黑板 分布式 仿真系统分布式交互仿真要求通过采用协调一致的结构，统一的数据标准、协议、数据库，以及局域网或广域网技术，将分散配制的各类仿真器、仿真管理及应用程序进行互联，建立一个无缝的虚拟环境。
每个分布的仿真器对应于仿真虚拟环境中的一个或多个实体。
这就需要一个“数据软总线”，将各类应用挂接在这个数据软总线上，实现数据和信息的实时传输和共享。
挂接在数据软总线上的应用程序必须要有统一的数据交换协议和必要的数据结构。
近些年来出现了基于内存共享的通用黑板GBB （Generic Black-Board ）技术，与传统技术架构相比，GBB 在信息共享、协同计算、分布控制等方面性能优异，在业务构造、模型开发、系统集成等方面也有不俗表现，为解决信息实时共享难、业务协同难等问题，提供了一种新的思路方案。
1 通用黑板概念GBB 在20世纪80年代在人工智能研究中提出，最早是用于开发基于黑板结构的专家系统。
基于Common Lisp 和CLOS 的扩展，能为用户提供一个开放式的扩展结构，已在过程控制、设计规划、工作流协同等方面得到应用。
随着技术的不断发展，通用黑板中的核心黑板数据机构在功能和性能上也有了很大的提升。
由于其高效便捷的分布式数据快速共享特点，可以广泛应用于异地分布式、异构信息系统集成，解决海量业务信息的高速共享、快速处理问题。
GBB 是一个通用的数据仓库。
在仿真应用时，它包含了整个仿真执行过程的应用数据，采用共享内存空间机制，使得所有Agent 能够在任何时间访问该数据。
通用黑板技术在大型分布式仿真系统中的应用文/卫翔 邵作浩GBB 内存分配采用内存换性能的策略（即“以空间换时间”），在系统运行前按本地黑板所需最大的数据量提前分配内存空间，系统运行期间，黑板不再进行内存分配与释放。
分布式虚拟现实交互仿真系统研究
虚拟现实应用：包括游戏、教育、医疗、建筑等领域
虚拟现实技术：通过头戴式显示器、 手套等设备，实现用户与虚拟环境 的交互
传感器技术：通过传感器，如摄像 头、麦克风等，实现用户与虚拟环 境的交互
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网络通信技术：通过互联网或局域 网，实现多个用户之间的实时交互
技术特点：高实时性、高交互性、高逼真度。
构成：分布式虚拟现实交互仿真系统由多个节点组成，每个节点负责处理一部分计算任务。
原理：分布式虚拟现实交互仿真系统通过将计算任务分配到不同的节点上，实现资源的合理 分配和利用。
通信：节点之间通过通信网络进行数据交换，实现信息的实时传递。
同步：分布式虚拟现实交互仿真系统需要保证各个节点之间的同步，以避免出现不一致的情 况。
博物馆：展示文物、艺术品，提供虚拟参观体验 科技馆：展示科技产品、科技成果，提供互动体验 企业展厅：展示企业产品、企业文化，提供在线参观体验 教育机构：展示教学资源、教学成果，提供远程教学体验
技术原理：通过分 布式计算和网络通 信实现多个仿真节 点之间的协同工作
应用场景：军事训 练、应急救援、城 市规划等领域
关键技术：分布式 仿真引擎、网络通 信协议、数据同步 技术等
发展趋势：智能化 、实时化、高保真 化、大规模化等
虚拟现实技术：通过计算机技术生成三维空间，让用户沉浸在 虚拟环境中
头戴式显示器：提供沉浸式体验，让用户感觉身临其境
动作捕捉技术：通过传感器捕捉用户的动作，实现与虚拟环境 的交互
网络通信技术：实现多个用户之间的实时交互和协作
护和维修
培训教育：利 用虚拟现实技 术进行员工培
刍议分布的交互仿真平台在桌面网格技术下的问题研究
本文 主要针对基于桌面 网格的分布交互仿真平 台进行研究
首先从三个方面对网格在分布式 交互仿真 中所起到 的 度上 的建立 。 在建立框 架的过程之中， 将桌面 网格计算系统作 与分析。
・
实验研 究
刍议分布的交互仿真平台 在桌面网格技术下的问题研究
张桔娴 （ 湖南邮电 职业技 术学院， 湖南 长 沙 ４ １ ０ １ １ ５ ）
摘 要 ： 近 几 年来 ， 世 界经 济发 展十分迅 速 ， 同时各种 新科 学、 新 技 术层 出不穷， 在 这种环 境之 下， 计算机 网络 技 术取 得 了 较 大程度 上 的进 步。 为国民经济 的发 展 以及 人 民生活 水平的提 高做 出重要 贡献 。 而在计算机 网络 技 术发 展 的同时， 计算 机仿真 技 术 的应 用领域也 得 到 了 一
３ ． ２系统的运行流程
用户通 过对系 统的运行 流程 进行 一定程度 上的 使用 ， 并
２ 系统架 构 的设计
虽然 目前 的交 互仿真技术取得了一定程 度的发展 ， 但其 中 由此来 对从网格 作业 生成到网格结果分析 的全 过程进行有 效 一般情况下， ， 这些问题 主要表现在如下 的实现 。 任务试验 的设计、 任务的生成、 负载均 几个方面： 仿真资源的管理 问题、 仿真系统运行效率的问题、巨 分别为模 型资源的上传、 作业的调度、 数 据的收集 以及 数据 的分析与评估。 量仿真数 据的管理 问题 、 复杂仿真接 口的开发 问题以及 人机界 衡、
进行 匹配 ， 这样一来 ， 就可 以获得运 行速度较慢 的仿真模 型相 ３ ． １系统的管理流程 关信息， 然后再利用负载均衡算法将运行速 度慢的模型分配 到
分布交互式仿真的发展历程和趋势
分布交互式仿真的发展历程和趋势摘要:21世纪信息时代,武器装备、作战方式和手段与以往相比都发生了日新月异的变化。
利用系统分析方法和建模与仿真技术,建立装备应用研究实验室,评估武器装备作战效能,研究和演示验证装备作战使用,优化武器装备使用方案,探索新的作战思想和方法,已成为各国装备发展与应用的必然趋势。
关键词:分布式交互仿真发展趋势1 总体发展历程分布式交互式仿真的发展历程[1～2]如图1所示。
HLA框架已成为分布式交互仿真的主流技术,但随着互联网Internet、Web/Web Service、网格计算(Grid computing)等网络技术的发展,其应用模式和技术内涵得到不断的丰富和扩展。
2 发展中遇到的问题随着Agent理论的逐渐成熟、Agent开发平台的逐渐应用于实际的开发,Agent技术在作战仿真的应用领域也逐渐展开,在国外已成功的应用于一些大型复杂的作战仿真系统,在国内,很多科研院所对Agent应用于作战仿真的理论进行了比较深入的研究,并开发了一些面向Agent的仿真平台,但还没有成熟的大型的面向Agent的作战仿真系统,尤其是Agent应用于装备作战仿真,在理论、建模和软件技术等方面都有很多问题亟待解决。
(1)作战Agent微观理论还有待创新和完善。
经典的BDI模型和VSK模型应用于装备作战仿真存在诸多的问题:传统Agent模型没有显式的描述作战Agent的命令特性,因而无法体现作战主体上下级的强制性和等级特性。
BDM模型采用命令所承载的内容“任务”代替传统模型的意图,体现了作战Agent的强制性,但是,使得作战Agent自身的自治性弱化甚至丧失。
半自治作战Agent体现了作战主体强制性和自治性相结合的特点,但现在还没有一套完整严谨的模型体系对其进行描述。
因此,如何结合传统Agent的微观模型,建立一个作战Agent 微观模型体系,既体现作战主体的强制性又体现其自治性,是Agent技术应用于装备作战仿真的理论基础。
高层体系结构_HLA总结
HLA分布式仿真作为系统仿真的一个重要分支，经过SIMNET、DIS、ALSP等阶段，目前已发展到以高层体系结构HLA(High Level Architecture)为核心的一系列技术。
HLA的提出和发展集中体现了现代仿真应用的这些特点和发展规律。
HLA是将仿真功能与通用的支撑系统相分离的一种体系结构，具有开放性、灵活性和适应性。
它同时支持对不同仿真应用的重用，支持用户分布、协同地开发复杂仿真应用系统，并最终降低新应用系统的开发成本和时间。
HLA主要考虑在联邦成员的基础上如何进行联邦集成，即如何设计联邦成员间的交互以达到仿真的目的，它不考虑如何由对象构建成员，而是在假设已有成员的情况下考虑如何构建联邦，这也是把它称为“高级体系结构”的一个重要原因。
HLA的基本思想就是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OM(Object Model)，以获得仿真联邦的高层次的互操作和重用。
在HLA中，互操作定义为一个成员能向其他成员提供服务和接受其他成员的服务。
HLA本身并不能完全实现互操作，但它定义了实现联邦成员之间互操作的体系结构和机制。
除了方便成员间的互操作外，HLA还向联邦成员提供灵活的仿真框架。
作为一个开放的、支持面向对象的体系结构，HLA最显著的特点就是通过提供通用的、相对独立的支撑服务程序（RTI），将应用层同底层支撑环境分离，即将仿真功能实现、仿真运行管理和底层通信传输三者分开，使仿真工作者只要集中于仿真功能的开发，而不必再涉及有关网络通信和仿真管理等方面的实现细节。
同时，HLA可实现应用系统的即插即用，易于新的仿真系统的集成和管理，并能根据不同的用户需求和不同的应用目的，实现联邦的快速组合和重新配置，保证联邦范围内的互操作和重用。
1. HLA的组成1.1 HLA基本概念在HLA中，将用于实现某一特定仿真目的的分布仿真系统称为联邦(Federation)，它是由若干相互交互的仿真对象模型SOM(Simulation Object Model)、一个共同的联邦对象模型FOM(Federation Object Model)[前两者统称对象模型模板OMT(Object Model Templet)]和运行支撑框架RTI(Runtime Infrastructure)构成的集合。
仿真技术知识整理 -p (2)
1.******第一章************2.系统的基本属性：整体性、相关性。
3.系统的三个研究方面、实体（存在于系统中的每一项确定的物体）、属性（实体所具有的每一项有效的特征）、活动（导致系统状态发生变化的一个过程）。
4.系统模型：是对实际系统的一种抽象，是系统本质的表述，是人们对客观世界反复认识、分析，经过多级转化，整合等相似过程而形成的最终结果，它具有与系统相似的数学描述或物理属性，以各种可用的形式，给出研究系统的信息；5.模型的作用：一、提高人们对现实系统的认识（模型具有通信，思考，理解三个层次）；二、提高人们对现实系统决策的能力（管理，控制，设计三个层次）；6.系统仿真可分为实体模型和数学模型，数学模型包括原始系统数学模型（概念模型，正规模型）和仿真系统数学模型（连续系统模型和离散事件系统模型）7.离散事件系统、集中参数系统、分布参数系统研究方法：控制论。
8.离散事件系统研究方法：排队论。
9.数学建模的任务：确定系统模型的类型、建立系统模型结构、给定相应参数。
10.建模所遵循的原则：模型的详细程度和精确度必须与研究目的相匹配，要根据所研究的问题的性质和所要解决问题来确定对模型的具体要求。
11.建模三要素：目的，方法，验证。
建模的途径：演绎法、归纳法；12.仿真研究的三要素：对仿真问题的描述，行为产生器，模型行为及其处理。
13.数学建模信息源：建模目的，先验知识，实验数据。
14.系统仿真概念：以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机、仿真器和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或者设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。
15.仿真的作用：1优化系统设计。
2对系统或系统的某一部分进行性能评价。
3节省经费。
4重现系统故障，以便判断故障产生的原因。
5可以避免试验的危险性。
6进行系统抗干扰性能的分析研究。
7训练系统操作人员。
8为管理决策和技术决策提供依据。
分布式交互仿真中的网络安全平台的设计与实现
发展之势 。尤其军事应 用的环境 中 ． 如何 确保 网络 系统 的安
全已经成为急需解决的问题 。为此 ， 针对军用仿真领域 ， 我们 提出了仿真安全平台的解决方案 。
２
１ ）联邦成员中的非法 代码 （ 如木 马程序 ） 将数据 不经过 ＲＩ Ｔ 代理而直接发送给其他 的联邦成员。 ２ ）一个联邦成员与 Ｒ Ｉ Ｔ 交互 的数 据被其 他的联 邦成 员
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９ ２
问身 控制管理 ， 能实 现对敏感数 据的过滤功 能。 匀 也
计 算机应 用
２０ 血 ０２
网络接 １部分完成实 际的数据接 收和 发送 ， 成诸如计 ２ １ 完
算校验 和（ ｈｃｓｍ）舔加前导码 （ｒａ ｂ ） Ｃ ｅｋｕ 、 Ｐｅｍ ｌ 以太帧起 始界定 ｅ 符（ Ｄ 等帧头形 成有 效的网络数据 帧 、 据的串行化发 送 ： Ｓ ） Ｔ 数 接收数据 ， 检验数据帧 的有效 陛、 行地址 匹配， 进 最后把 台｛ 击
、
的数据帧 内容通过中断通知前端处理器接收。
对于采用 其它工业 总线 的工作 站或服务 器， 我们开 发 了 与设备无关 的安全网络节点 这些网络安全设备均有 一个共 同特点 ： 均有一个 Ｃ Ｕ． Ｐ 数据的加 密／ 密 、 解 封装和过滤以及传 输都 由谤 Ｃ Ｕ来 完成 它具有如下优点 ：）应用无关性 其 Ｐ １ 与高层 应用无关 ， 网络用户透明 ， 户感觉 不到它的存 在 ｝ 对 用 ２ 协议无 关性 。主机上运行的所有协议标准它均 支持 ；）可 ） ３ 扩展性 。设备 中运行的加密／ 密算 法可根据用 户的需要 方 解 便地进行更挠 ， 也可 根据用 户的需求增 加新 的功能 ； ）提 ４ 高主机 的性能 ；不会给主机带来 了额外 的开 销 ， 影响 主机 的 性能 ， 相反它能对 网络 中流经 主机 的数据根据用户 定 义的规
新一代分布交互仿真体系HLA
姚益平，国防科技大学计抹机学院仿真技术 研究窄 付主任．副研究员，硕 十 攻研究方向：分布式仿真技术、虚拟现实、软件 １ ．卞 ． 程．
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如图 ． 所示。
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每 分 功 和 互 间 关 ・ Ｌ ， 实 某 部 的 能 相 之 的 系 在Ｈ Ａ中 为 现
种特定的仿真目的而组织到一起，并且能够彼此进行交互 作用的仿真系统、支撑软件和其它相关的部件就构成了一 个联盟 （ｅｅ ｔｎ ：每一个参与到联盟中的应用系统被 Ｆｄｒｉ ） ａｏ 称为联盟成员 （ｅｅ ｔ） Ｈ Ａ 的联盟构成的逻辑表示 Ｆｄｒｅ， ａ Ｌ
开放性体系结构。 系结构。 每个仿真成员负贵将自身的 只将对象属性的交化传抽给 实休状态更折传．蛤其他每 Ｋ ，由ｘ７ ｎ １ 很据仿真跪要 个仿直成员。 传．蛤其 他成员。 无论是否需要，所有的状态 属性更析仅仅传递给舀要这 更新被传．哈所有的仿真成 些信息的仿宾成员。
Ｈ Ａ接口规范规定了运行时间支排结构 （ ｎ）的 Ｌ Ｒ 标准服务调用。
与ＤＳ ：但．性的更 Ｉ同 断先
传给 Ｋ ｎ，再由Ｋ７ １很拐袱
约信息传抽效据．
Ｒ Ｉ ｕＴ ｅ ａｒ ｔｅ ｍ Ｉｒｔｃ ｒ是 Ｈ Ａ框架的核心，它 Ｔ（ ｎｉ ｎ ｓｕ ｕ ） Ｌ Ｒ ｆ 实现了 接口规范中定义的服务，其目 的是将仿真应用和底 层通信等基本功能相分离。由 Ｒ 提供对底层通信等基 ｎ 本功能的支持，即在同一联盟执行过程中，所有的联盟成 员按照 Ｈ Ａ接口规范说明要求同Ｒ Ｌ ｎ进行数据交换，实 现成员之间的互操作。Ｒ Ｉ Ｔ 提供的功能对于联盟成员是透 明的。联盟成员不必涉及网络编程，因而可将精力放在应 用领域和有关的仿真开发上。同时遵循共同的 Ｒ 接口 ｎ 的仿真应用可以灵活地组成功能各异的联盟，有利于构件 的重用以满足不同需要。Ｒ 相当于一个分布式操作系 ｎ 统，它为多种类型的仿真间的交互提供了一组通用服务， 这些服务主要包括联盟管理 （Ｍ） Ｆ 、声明管理 （ Ｍ） Ｄ ， 对象管理 （ Ｍ） 所有权管理 （ＷＭ） 时间管理 （Ｍ） Ｏ 、 Ｏ 、 Ｔ ． 数据分布管理 （ Ｄ Ｄ Ｍ）六个方面。
HLA仿真
交互实例的发送和接收
对象实例的删除与移走
所有权管理
所有权管理的主要内容
所有权管理的基本概念 所有权管理服务
所有权管理的主要内容
如果联邦成员有权更新某个实例属 性的值，我们就称该联邦成员拥有该实 例属性，这就是所有权关系。要拥有实 例属性的所有权，联邦成员必须公布该 实例对应类的该属性。只有拥有某个实 例属性的联邦成员才可以更新该属性。 所有权管理主要用来协调和管理联 邦范围内所有权的转移。
二.高层体系结构(HLA)概述
基于HLA的仿真系统的层次结构
HLA的基本思想 HLA的组成
HLA仿真的逻辑结构
基于HLA的仿真系统的层次结构
联邦
联邦成员
…
仿真应用
…
联邦成员
对象
…
对象
…
பைடு நூலகம்
对象
…
联邦(Federation)是指用于达到某一 特定仿真目的的分布仿真系统，它由若 干个相互作用的联邦成员(Federate)组成， 而每个联邦成员则是一个具体的仿真器 或是一个参与联邦执行的应用程序，且 HLA采用面向对象的思想和方法来构建 仿真系统，所以每个联邦成员都由一些 对象来组成。
对象管理是在声明管理的基础上进 行的，在一个仿真虚拟环境中包含的是 一个个对象的实例，而声明管理只是对 类的管理，对类的实例的管理要通过对 象管理服务来实现。 对象管理主要实现对象实例的注册/ 发现、属性值的更新/反射、交互实例的 发送/接收以及对象实例的删除等功能。
对象管理的基本概念
注册(Register)
时间管理
分布式交互仿真技术
FOM是一个联邦的共同词汇表，它描述联邦成员向联邦中其它
成员展示的对象和交互。
规则 2 ：在联邦中，所有和仿真有关的对象实例的描述应该在联邦成员中， 而不在RTI中。 因此RTI服务对仿真互操作是通用的服务，RTI不用修改就可以应用于各种 不同的仿真应用领域。 这条规则也说明RTI不保存联邦和联邦成员状态，任何RTI的实现只保存和
这条规则确认了接口规范在 HLA中的位置。这使联邦成员与不同的 RTI软件的特
殊性隔离开，使得一个RTI的实现能被另一个RTI的实现成功地替换。
规则5. 在联邦执行过程中，在任何一个时刻，一个实例属性将最多只能由一个 联邦成员拥有。
谁拥有一个实例的属性谁就负责更新它，如果联邦成员不拥有实例属性，其任何
3）接口规范。定义联邦成员与联邦中其他成员进行信息交互
的方式，即RTI的服务。其定义了RTI的六大管理功能。
对象模型模板
HLA是一个开放的体系结构, 其主要目的是促进仿真系统 间的互操作性、提高仿真系统及部件的重用能力。为了 达到这两目标, HLA要求采用对象模型来描述联邦及联邦 中的每一个联邦成员。该对象模型描述了联邦在运行过 程中需要交换的各种数据及相关信息。 HLA 规定必须用 一种统一的表格———对象模型模板OMT来规范对象模 型的描述,如下页图表所示：
它服务有关的状态，当它需要实例的属性值和参数时，它总是依赖联邦成 员来提供。
HLA规则
联邦规则
规则3：在联邦执行过程中，在联邦成员间所有FOM数据的交换应该通过 RTI来实现。 它保证了仿真组件能互操作和可重用，RTI不能被联邦成员绕过，这样所 有联邦成员的交换都是可重用的。
分布式交互虚拟仿真飞行训练平台的设计与实现
缺乏对 通 用 性 平 台 的研 究 。开 发 人 员 开 发 任 何 一 装备 的仿 真 训 练 系 统 都 需 要 进 行 基 础 性 技 术 的研
究与设 计 ， 视 景 技 术 、 互 技 术 、 统 实 时 性 技 如 交 系 术 ， 样会 造成 大量 的人 力 资 源 的 浪 费 。正是 在 此 这 需 求下 ， 文基 于 Ｃ Ｍ 和 Ｐ Ｕ Ｉ 术设计 并 实现 本 Ｏ Ｌ Ｇ Ｎ技 了一种 分 布式虚 拟仿 真 飞 行 训 练 通用 平 台 ， 过 综 通
训练。
然 而 ， 多是 针对 具 体 案 例 、 体设 备 的研 发 ， 大 具
２１ ０ ０年 ２月 １日收到
原则 主要 完 成 虚 拟 环 境 的 建 立 与 显 示 。因 此 主 要 包括 三个部 分 ： 景 和 虚 拟 仪 表 组 件 、 据 池 Ｐ Ｕ 视 数 Ｌ— Ｇ Ｎ、Ｏ Ｋ Ｔ组 件 。人机 交互 界 面通过 菜单 和 快捷 Ｉ ＳＣＥ
和 中小 型 飞 行 训 练器 的 快 速 开 发 。
关键词
分布式
ＨＬ Ａ
实时交互
Ｃ Ｍ 组件 Ｏ
Ａ
Ｐ Ｕ Ｉ Ｌ ＧＮ
中图法分类号
Ｔ ３ １ ９； Ｐ９ ．
文献标志码
２ ０世 纪 ９ ０年 代 以来 ， 系统 仿 真 技 术 和 虚拟 以 现实技 术为 特征 的虚 拟 仿 真训 练 渐 露 头 角 ， 具有 它 安全 、 可控 、 受 环 境 限制 、 成 本 和 高 效 率 等 特 不 低 点 ｌ 。特 别是 由 于 当前 武 器 装 备 日趋 复 杂 和 兵 器 １ Ｊ 采 办 费用 的不断提 高 ， 界 各 国均 将 虚 拟 仿 真训 练 世 视为必 不可 少 、 经 济 有 效 的军 事 训 练手 段 。 国 内 且
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3)接口规范说明。定义联邦成员与联邦中其他成员进行信息交互的方式,即RTI的
服务。其定义了RTI的六大管理功能。
RTI的逻辑结构
RTI的逻辑结构
RTI 由 RTI 全局执行进程 RtiExec 、联邦执行进程 FedExec和LibRTI库组成。RtiExec是一个全局进程, 主要功能是管理联邦执行的创建和析构 ,即FedExec 进程的创建和析构 , 每个联邦成员通过与 RtiExec 通 讯来进行初始化,加入到相应的联邦执行中。FedExec管理一个与其一一对应的联邦仿真过程,管理联邦 成员的加入和退出,为联邦成员间的数据通讯和协调 运行提供支持。LibRTI是一个C+ +库,给联邦的开发 者提供 HLA接口规范中定义的服务。联邦成员使用 LibRTI 库来调用 RTI 服务 , 该成员与其它成员的信息 交互就是通过调用LibRTI库的成员函数来实现的。
四、应用与展望
展望：
DIS系统涉及面广,是一项浩大的过程。现有的有关技术很多还处
于实验室阶段,还有很多问题亟待解决。首先是仿真效果评估问题。现 在还未建立起对系统仿真效果进行科学评估的有关理论体系。其次是
大范围仿真模型的建立问题，包括飞机和地面车辆、天气系统、武器
系统、雷达系统、红外系统、导航系统的建模以及声效和视觉模型的 建立、地形地貌的建立与不断更新。再次,虚拟环境的显示效果的真实
化,需要作出大量努力。最后人机交互的硬件设备也需要有所突破,以
达到满意的交互效果。
二、组成及特点
特点
1. 分布式交互仿真技术的特点
分布式交互仿真技术是仿真技术的一个重要分支,以计算机技术、 网络技术、分布计算和虚拟现实等多种领域技术为支撑,通过网络将地 域上分散的不同类型、不同结构的仿真实体有机地连接成一个整体,形 成一个在时间和空间上相互耦合且一致的分布式虚拟环境,并具备较完 善的人机交互特性,协调完成复杂的仿真任务。
③ 结构仿真———由仿真的人操作仿真的武器系统进行的仿真。如 作战模型。
一、分布式交互仿真的概念与分类
分类2
分布式交互仿真就应用角度可分为以下三种类型: 1)平台级分布式交互仿真。平台级分布式交互仿真主要用来连接武 器装备训练，仿真器,构成一个综合战场环境,用于分队级多个训练仿 真器间的联合训练。 2)聚合级仿真协议ALSP。聚合级仿真协议ALSP主要用来联接聚合 仿真系统,是使各仿真系统间能够进行互操作的软件协议,它被广泛用 于支持美军来联接分析和训练系统。 3)高级体系结构HLA[1][3][4][10][11][12]。
2. 分布式交互仿真系统主要有以下特点: 1)沉浸感 4)分布式的系统结 6)时间、空间和事件的一致性 2)交互性 5)共享的虚拟环境 7)开放性、可扩展性、可重用性 3)想像力(Imagination)和虚拟环境的自主性
三、关键技术
分布式交互仿真是仿真技术与网络技术的结合。仿真技术主要是开 展仿真互联、仿真信息技术、仿真表示和仿真接口等方面的工作 ;网络技 术包括网络结构、实时性和安全保密性等。
分布式交互仿真系统DIS结构图
模拟军事演习
一、分布式交互仿真的概ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与分类
分类1
军事仿真就其仿真逼真度可分为三种类型: ① 真实仿真———由实际的战斗人员使用实际的武器系统和保障系 统,在尽可能真实的作战环境中进行实战演习。 ② 虚拟仿真———由实际战斗人员操作仿真的武器系统进行的作战
仿真。典型的例子是仿真器联网SIMNET。
主要关键技术：
1)HLA技术 2)建模技术 3)计算机生成兵力CGF技术 4)校验、验证和确认技术VV&A
5)网络技术
6)战场环境生成技术 7)人机界面技术
四、应用与展望
分布式交互仿真主要应用于训练、武器系统设计与开发过程的评估、 作战仿真和采购等,并已取得明显的效果。 1)联合作战训练。训练仿真器是军事领域中应用最早、最广、收效最 为突出的一项仿真应用。为了扩大其应用范围及效果,现采用仿真器联网。 在训练领域,DIS的突出特点是能提供虚拟综合战场环境 ,使部队可以试验 各种可能的行动方案,并可大大减少风险和高额的开销。尤其是对大规模 的作战训练,效益更高。 2)武器系统评估。由于DIS体系结构开放性的特点,可在系统中嵌入实 际使用的作战系统和武器系统,从而可以在近实战的情况下,对作战系统进 行技术和效能的评估。
二、组成及特点
基于HLA RTI的分布式交互仿真
HLA RTI体系主要包括三部分: 1)规则。保证联邦中仿真应用间按正确的方式进行交互,描述各联邦成员的责 任及它们与RTI的关系。提供了十条规则,分别对联邦和联邦成员作了规定。 2)对象模型模板。定义HLA对象模型信息的通用方法,提供一种标准格式的HLA 对象模型模板,以促进模型的互操作性和资源的可重用性。
3)作战研究。在DIS生成的逼真战场环境支持下,受训人员不仅可以熟 练掌握联合作战战术和作战原则,开发作战条令,规范和评估作战计划,指导 任务预演,定义作战需求,而且可以研究和发展新的作战方式和方法,提高战 场指挥能力。
四、应用与展望
4)作战模拟。美军于1992年成立了六大战斗实验室,该六大战斗实验室 分别针对战场上影响最大的六个方面进行实验。并于 1993 年开始实施 “路易斯安娜”演习,加强作战能力和发展未来作战思想。该计划实质在 于利用计算机和通信网络把美军六大战斗实验室的模拟器与各司令部及 各军种等有关单位联系起来,创造一种可共享的、人工合成的环境,进行分 布式交互模拟试验和演示,通过计算机模拟等综合性现代化手段,研究和探 讨新形势下陆军部队建设的重大问题。 5)武器系统采购。将建模与仿真用于武器系统采购的各个阶段,已成为 经济可行的采购策略的有机组成部分。采用作战性能建模来检验各种不 同的设计方案,可确保系统设计性能和系统设计的首次制造的正确性,降低 研制费用,缩短研制周期。
分布式交互仿真
成员：李国栋 张申峰
张经善
王森浩
A B C
概念与类型
组成及特点
关键技术
D
应用与展望
一、分布式交互仿真的概念与分类
1.概念
分布式交互仿真是一种新兴的仿真技术,它采用协调一致的结构标准、协
议和数据库,通过局域网和广域网将地域上分散的 人 、在回路中的仿真设备和 仿真系统有机地联为一个整体,形成一个人可以参与交互作用的、时空一致的、 共用的综合仿真环境。该技术允许为了各自目的而设计的系统、不同时期的技 术、不同供应商的产品、不同的服务平台联接在一起,并且允许它们在综合战 场环境下进行互操作。