基于网格的分布式仿真系统容错机制

针对分布式仿真的需求,在网格的基础上构建了通用的分布式仿真容错系统。该系统由三部分组成:仿真资源状态监控模块、数据保存模块及错误恢复模块。其中仿真资源状态监控基于网格的MDS实现;数据保存(包括进程空间、进程间交互关系的保存)及错误恢复基于检查点机制在用户空间实现。就所增加的容错机制跟仿真系统原有功能模块的关系进行了分析。最后,基于网格及上述容错模块设计并实现了一个C/S模式的容错代理,用来实现仿真系统的自动容错。     

基于制导武器的分布式半实物仿真系统研究

应导弹动态性能指标检验的迫切需求,开发了基于制导武器的分布式半实物仿真系统。充分利用仿真模型构建一体化思想,将整个半实物仿真系统按其功能划分成若干个网络节点,采用弹道仿真工作站集中式分布的星形结构进行分布式系统仿真。仿真软件借鉴Windows操作系统消息、事件驱动方式,采用客户/服务器运行机制,基于VC＋＋软件开发工具实现了半实物仿真系统中的数据采集、视景驱动的多线程开发,修正了视线角误差,从而确保了导弹动态性能检测精度;实现了导弹攻击过程可视化仿真,较准确地再现了制导武器在不同干扰条件下的攻击过程。     

基于制导武器的分布式半实物仿真系统研究*

应导弹动态性能指标检验的迫切需求，开发了基于制导武器的分布式半实物仿真系统。充分利用仿真模型构建一体化思想，将整个半实物仿真系统按其功能划分成若干个网络节点，采用弹道仿真工作站集中式分布的星形结构进行分布式系统仿真。仿真软件借鉴Windows操作系统消息、事件驱动方式，采用客户/服务器运行机制，基于VC++软件开发工具实现了半实物仿真系统中的数据采集、视景驱动的多线程开发，修正了视线角误差，从而确保了导弹动态性能检测精度；实现了导弹攻击过程可视化仿真，较准确地再现了制导武器在不同干扰条件下的攻击过程。     

基于任务可用度的不完全可修系统任务成功性评估模型

针对装备结构复杂、系统对备件修复能力有限、系统子任务层次多、复杂任务系统成功性建模难的问题,首先对任务系统下的各层级任务进行定义,根据各层级任务间的逻辑关系,以任务可用度为保障指标,基于METRIC理论建立了不完全修复系统任务成功性模型;然后,分析了优化后的备件方案下系统任务可用度在不同阶段任务的变化,其走势与实际情况基本相符;最后,通过离散事件建模与蒙特卡洛仿真相结合的方法对模型进行了验证,仿真结果与解析结果基本一致。     

导弹武器系统可用度动态建模与分析

为了解决任务阶段导弹武器系统可用度评估问题,提出了基于UML(unified modeling language)和ASPN(arbitrary distribution stochastic Petri nets)的导弹武器系统可用度动态评估原理。探讨了利用UML进行可用度评估中数据收集和结构化表述的方法和步骤,并给出了基于结构类图的可用度概念模型、基于序列图的可用度时间划分、基于故障/战损的可用度建模描述。构建了基于状态的随机动态网络模型,用于刻画任务过程中与装备可用度密切相关的设计、使用与生存特性,以及它们的状态转移过程。通过ASPN将静态的概念模型转化为动态仿真评估模型,并进行实例分析,验证模型和系统的有效性。仿真的结果与实际试验情况吻合较好,表明这种动态评估方法快捷有效,可以应用于工程分析,为导弹武器系统可用度研究提供了一条新的思路。     

适应低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统

针对云计算应用在单兵作战系统场景下业务处理时延高、服务质量无法保障的问题,提出一种基于可穿戴计算的分布式单兵作战信息系统。利用士兵身上的可穿戴智能设备构建本地计算层,在作战地点就近处理计算数据,提供给士兵本地的信息处理与融合能力,并采用广义扩散负载均衡算法平衡各设备负载,降低业务处理时延;同时利用分布式计算的容错能力增强系统的可靠性。仿真结果表明,基于可穿戴设备的分布式本地网络架构能有效地降低作战任务的处理时延,同时增强系统的可靠性。     

故障检查间隔期的简化计算方法

建立了定期故障检查策略下系统的可用度模型,在满足系统可用度要求的条件下,可以使用该模型确定故障检查工作的间隔期。为了简化故障检查间隔期的计算,给出了故障时间服从指数分布时,故障检查间隔期的上、下限计算公式及应用示例。     

状态维修下通指装备可用度评估

随着监测诊断技术的发展,状态维修在通指装备维修中应用范围越来越广。根据系统模块之间的并联供求关系,以系统可用度求解为目标,建立多态串并联可控系统可用度精确求解模型。在对模型进行求解的过程中运用发生函数算法,对算法的运用范围进行拓展。实例结果证明评估模型的精确性,对于装备状态评估具有更强的指导性。     

L+1容错恢复策略在复杂军事网络中的应用仿真

以标准3×3网格为基础网络,介绍了L+1容错恢复策略的概念和恢复原理,以海上舰艇编队作战系统网络为研究对象,使用Matlab-Simulink仿真工具,通过对阻塞概率、平均路径长度、路径重新分配概率和有效利用率4个指标的仿真,对比了该网络在无策略、备份多路和L+1容错恢复3种策略下网络的恢复程度,验证了L+1容错恢复策略的有效性和可行性。     

舰载综合数据库处理分布式计算机系统通过鉴定

由我院承担的海军重点科研项目“舰载综合数据处理分布式计算机系统”,在海军装技部电子部主持下,于1991年1月19日通过鉴定。该系统在对舰载分布式系统的拓扑结构进行评估分析、对系统总体方案进行论证、以及对总线型分布式系统的各种控制方式进行了理论研究、仿真试验和评     

超算环境科学工作流应用的容错

超算环境中科学工作流技术广泛应用于科学研究和工程仿真领域。复杂多物理过程数值模拟、多阶段数据处理等应用往往需要使用多种应用软件相互协作,构建业务流程自动执行来提升工作效率。然而在超算环境中执行科学工作流应用面临着资源失效、任务配置错误等异常情况,造成工作流执行中断,严重影响完成效率,故容错功能对超算工作流应用的稳定持续运行有重要意义。介绍了科学工作流的容错设计分类,并对典型工作流系统的容错设计进行分析评述;提出了基于决策树的事件-条件-动作容错模型,设计了非侵入式可扩展的容错架构,并针对自主研发的部署在超算环境下的科学工作流应用平台HSWAP,实现了运行时可配置的容错策略。在实际的工程仿真任务中,基于所提出模型和架构实现的容错机制为提高工作流执行效率发挥了重要作用。     

基于HLA的导弹攻防仿真系统分析与设计

基于HLA建立仿真应用系统是提高作战仿真活动效率的有效途径。分析了导弹攻防仿真系统的组成和特点,在联邦开发与执行过程模型(FEDEP)基础上,结合作者的开发经验,探讨了基于HLA的仿真应用系统开发的一般过程,将其总结为系统分析、联邦设计、FOM/SOM开发、联邦成员实现与联邦集成四个步骤。给出了某地地导弹与宙斯盾防御系统攻防仿真的系统设计实例。     

基于组件的分布式仿真系统

针对模型重用问题,提出采用BOM标准构成模型组件.本研究采用该标准构造了基于BOM组件的HLA导弹突防能力仿真系统,并对采用该技术的分布式仿真系统有关技术进行了深入探讨.研究表明,BOM技术重用性好,是仿真应用领域的重要发展方向.     

不确定需求下多级备件库存系统优化模型

针对现实中备件需求量的不确定性,论文首先用模糊随机变量描述不确定需求,并通过灰集以及期望值理论表示出备件期望短缺数,然后对多级备件库存系统在不确定需求环境下的优化问题作了研究,提出了不确定性可用度的区间估计,并利用边际分析法建立了备件库存优化模型,进而对其进行优化仿真,最后对系统可用度进行区间估计,得到了不确定需求下的最优费效比曲线。该方法能够为解决不确定需求下备件库存优化问题提供新的途径。     

相控阵天线阵面两级备件优化配置模型

针对相控阵天线阵面备件配置存在的冗余性强、批量送修、多级维修等现实问题,综合考虑备件费用、维修能力以及库存策略之间的关系,建立了基于定期补给的两级备件优化配置模型。给出了系统的故障件维修周转过程和维修备件的定期补给过程,在分析备件、库存、维修能力之间关系的基础上,结合成批到达的排队理论,建立了系统的供应可用度模型。以备件配置费用最小为目标、以系统供应可用度为约束条件,建立了系统的备件优化配置模型,并通过边际效益分析法对模型进行了求解。通过算例仿真与分析对模型进行了验证。结果表明:构建的备件配置能够较好地解决相控阵天线阵面的备件配置问题,具有一定的优越性。     

基于HLA的弹道导弹突防仿真系统开发研究

随着反导防御系统的发展,弹道导弹突防将受到更大的威胁。HLA以其可重用性、互操作性好的特点,逐渐成为仿真的主流体系结构。介绍了HLA的系统组成和联邦开发的过程,提出了一个基于HLA的弹道导弹突防仿真系统仿真框架,为后续的仿真系统开发奠定了必要的基础。     

基于HLA分布式仿真的Web服务化

HLA虽然能够简化各类仿真系统的互操作和重用,但是接口规范与编程语言的绑定、缺乏与商业技术的融合等阻碍了它在商业领域的广泛应用,Web服务具有平台和厂商独立等良好特性,实现基于HLA分布式仿真的Web服务化能够将Web服务的优势附加给HLA.该文在分析了HLA不足和web服务优势的基础上,提出了HLA Web服务化,对比了互操作在两个上下文中的差异,分析了实现HLA Web服务化的三个层次;之后,概述了相关研究,重点讨论了实现Web使能RTI的关键技术问题及其解决方案;最后,设计了原型系统,测试结果显示原型系统能够初步实现RTI的Web服务化.     

基于系统构型替换的固冲发动机故障模式半实物仿真

为全面快速验证冲压发动机的故障检测算法，基于构型替换建立了能模拟多种固冲发动机故障的仿真验证平台。基于此平台，搭建了发动机点火故障模型、压强传感器故障模型、设备接口模型，以及与真实控制器中检测算法具有相同外部接口和系统构型的故障检测算法模型等。通过系统构型的切换，将同一个故障模式注入故障检测算法模型和真实发动机系统，并通过对比同一组故障模式下故障检测模型检测结果与发动机控制系统检测结果，来对发动机控制器中的故障检测算法进行快速验证。以无喷管助推器点火的检测为例，讲述了该方法的建模、实验验证及分析过程，此外，该方法还能应用到无喷管助推器关机、进气道前后堵盖打开、燃气发生器点火、燃气流量容错控制等多个故障模式的仿真模拟与验证，具有很强的通用性，能大大地降低控制系统开发与验证的时间成本，具有很强的应用价值。