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1、国 防 科 技 大 学 学 报第21卷第2期 JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.21No.21999X基于HLA/RTI的仿真系统设计凌云翔 王召福 刘晓建 金士尧(国防科技大学计算机系 长沙 410073) 摘 要 结合雷达电子对抗仿真实例,论述了基于HLA/RTI的分布交互式多机仿真系统的体系结构、底层通信网络、运行支持系统、仿真应用对象模型和仿真运行管理及其设计与实现问题。关键词 高级体系结构,运行支持系统,对象模型,管理对象模型分类号TP3
2、02.1DesignofSimulationSystemBasedonHLA/RTILingYunxiangWangZhaofuLiuXiaojianJinShiyao(DepartmentofComputer,NUDT,Changsha,410073)AbstractThispaperdiscussestheprinciplesofdesigningHLA/RTIarchitecture,communicationmechanism,Run-TimeInfrastructure,ObjectModel,andMan
3、agementObjectModelaboutdistributedinteractionsimulationsystem.KeywordsHighLevelArchitecture(HLA),Run-TimeInfrastructure(RTI),ObjectModel(OM),ManagementObjectModel(MOM)综合仿真的最新发展强调需要有自己的系统架构和通讯机制,以满足仿真的互操作性、可重用性、[5]可伸缩性、实时性和协同性。建立在IEEE1278-2.x系列标准上的分布交互仿真(DIS),立足
4、于通过建立一致的标准通信接口来规范异构的仿真系统间的信息交换。由于缺乏可靠的对象间通讯和适当的时间管理服务,采用广播方式发送数据,因此网络带宽浪费严重,不利于系统规模的增长。为此,负责军[1]事领域仿真的美国国防部建模与仿真办公室(DMSO)提出了一个全新的高级体系结构HLA(HighLevelArchitecture)。HLA能将更广范围的仿真系统集成到一个综合环境中;同时,HLA采用面向对象的方法学来分析系统,建立不同层次和粒度的对象模型,从而促进了仿真系统和仿真部件的重用。HLA是建立在DIS经验基础之上的,是
5、从体系结构上对DIS的不足进行完善,而不是简单地对DIS进行协议和接口层次上的修改。但是,HLA只是构造建模与仿真通用技术框架的一个起点和基础,这个标准无论从体系结构上还是从可操作性上均流于空泛,分布交互仿真的进一步发展,有赖于对HLA标准的研究与实践。为此,我们开展了基于HLA/RTI的分布交互式多机仿真系统的研究与设计,试图提供一种支持分布交互仿真应用开发的高性能平台。1 基于HLA/RTI的分布交互式多机仿真系统体系结构HLA中将实现某种特定仿真目的的仿真系统称为联邦(Federation)。联邦由若干交互的仿
6、真应用和其它一些相关的应用(统称联邦成员Federate)、运行支持系统RTI(RunTimeInfrastructure)和联邦对象模型(OM)构成。联邦成员可视为由若干对象构成,成员之间的交互是通过RTI提供的服务来实[3]现的。RTI在HLA中占有重要的地位,是联邦运行的核心。基于HLA/RTI的分布交互式多机仿真系统的体系结构如图1所示,系统设计问题主要包括:底层通信网络、运行支持系统RTI、仿真应用对象模型OM和仿真运行管理。X国家部委基金资助项目1998年6月23日收稿第一作者:凌云翔,男,1972年生,
7、博士生76国防科技大学学报1999年第2期2 通信网络HLA并未具体规定RTI的实现问题。RTI的六种服务对于仿真是相对完备的基础服务,可以基于CORBA实现其功能,也可以在网络协议和标准基础上实现具有特定性能要求的RTI。如何选择RTI的底层支持是一个慎重的问题,很大程度上取决于应用领域的需求。雷达电子对抗是一个典型的综合仿真系统,所需的分布式仿真环境(软、硬件平台)在体系结构上可采用HLA/RTI。按照图1 基于HLA/RTI的分布交互仿真系统结构功能划分,整个系统由红、白、蓝三方构Fig.1Distribute
8、dinteractionSimulationarchitecturebasedonHLA/RTI[1]成。白方为电子对抗主控仿真机,主要功能是电子对抗战况的设定及过程控制、多媒体仿真表现环境;红方为雷达仿真机群,完成对三大类多种雷达的仿真;蓝方为飞行器仿真机,模拟突防飞机的飞行情况。由于参与仿真的各实体所充当的角色和效能参数不同,对各自仿真平台
