基于扩充Modelica的复杂系统多层次并行仿真

为提高复杂系统多学科建模仿真效率,弥补现有多领域统一建模仿真语言(Modelica)不支持并行的缺陷,提出了一个面向复杂系统建模仿真的多层次并行仿真框架,从仿真任务级、实体级和模型级3个应用层次上充分发掘仿真系统的并行性.将MPI(Message Passing Interface)/OpenMP中的并行元素加入Modelica语言,并通过所提出的代码映射机制将Modelica文本转换为支持并行编程的高级代码(C++),再利用一定的任务分配机制将高级代码在多层次并行平台(多核集群)上高效执行.针对某典型军事复杂系统优化迭代过程进行仿真实验,结果表明上述多层次并行仿真方法能大幅提高仿真效率.     

飞行器动力学虚拟样机技术研究

动力学虚拟原型样机的开发有许多关键技术,如:高等级建模粒度、实时的运行框架、规范的数据结构和共享的仿真资源等等.通过对动力学虚拟样机进行初步研究,提出了一个支持复杂动力学虚拟样机系统的设计/开发/集成环境,并对基于运行时间框架RTI(Run Time Infrastructure)的协同仿真环境做了较深入探讨,提出利用数据网关技术解决实时性能高的仿真子网与协同仿真主干网的互联问题,并总结了动力学虚拟样机的特点和关键技术.      

Web信息融合系统基础设施的研究

元建模是实现分布异构数据源间互操作的有效途径,元模型框架MMF(Meta Model Framework)是一套元对象和元模型结构的集合,用于信息注册和信息资源库开发中元模型建立.将联邦数据管理系统与软件工程中本体元模型框架结合,建立Web信息融合系统基础设施的体系结构.结合语义Web服务平台和软件代理技术,研究Web信息融合系统基础设施的运行机制.提出本体对象(ontology-object) 建模理论和方法,指导Web信息融合系统基础设施的开发设计,简化设计开发过程.      

基于RTI的PDM框架实现策略

近年来,随着分布交互仿真技术的不断发展,解决仿真系统互操作和重用的高层体系结构的提出,以及ＰＤＭ技术的广泛应用和面临的新的挑战,提出了基于ＲＴＩ的ＰＤＭ框架技术,采用ＲＴＩ作为框架的运行支撑系统,以及通过联邦的运行方式,支持企业的动态联盟。阐述了基于ＲＴＩ的ＰＤＭ框架的特点,并对其实现的策略和应用作了有意义的研究。     

计算机生成兵力建模仿真支撑框架

计算机生成兵力CGF(Computer Generate Force)建模仿真支撑框架为仿真的快速开发提供支持.根据建模仿真领域的相关研究,提出组装是实现这一目标的有效途径.可组装性是对可重用能力的更高要求,需要必要的框架、知识主体、工具、技术和标准,以有效地实现仿真资源的集成、互操作以及重用.为了实现组装过程的自动化,支撑框架通过对典型CGF仿真开发过程进行分析,提出了相关关键技术,并给出了支撑框架的层次结构视图,为原型系统的构建提供了依据.支撑框架通过对模型规范的研究,实现了仿真概念模型的模板,使框架工具能以一致的方式对仿真模型进行表示和操作.      

空中交通管制仿真环境研究

研究可支持训练和多种用途的空中交通管制(ATC)仿真方法,介绍了空中交通管制的仿真内容,通过分析空中交通管制的各要素,建立了仿真环境框架和仿真环境模型.采用分布交互仿真技术和虚拟现实技术,讨论了仿真环境中视景数据库的生成、三维视景实时生成、管制设备仿真、计算机生成飞机、想定生成和任务管理等问题,最后介绍了系统的实现结果.     

基于工厂机制的Air-SeaSim CGF模型系统

针对仿真模型可重用性不足的问题,以海空对抗战术仿真为背景,设计了一种基于工厂机制的Air-SeaSim CGF(Computer Generated Forces)仿真模型开发系统.遵循"自底向上"的开发原则,构造了由模型层、对象层、服务层和应用层构成的Air-SeaSim CGF模型系统软件体系结构.基于工厂机制的实体模型设计,对CGF实体进行适当的分解,抽象出满足仿真需求的模型,以组件形式表示,通过定义组件接口实现实体模型的快速组装及其功能的扩展.系统应用效果表明,通过工厂机制开发技术设计的Air-SeaSim CGF实体模型,集成了不同粒度组件的仿真模型,实现了实体模型行为组件在不同兵力模型建立过程中的共享和组合,简化了用户的定义,有利于模型的统一开发.     

IDSS中数据仓库和数据挖掘的研究与实现

讨论了数据仓库、数据库知识发现和分布式对象的概念和技术,提出了一种集成化的IDSS(Intelligence Decision Support Systems)的开发环境,将传统的DSS四库结构与数据仓库相结合,把数据挖掘作为一种特殊的模型应用于数据库中的知识发现.同时,在系统实现上采用分布式对象技术,实现接口规范和应用程序相分离.最后进一步对数据仓库的设计与实现及数据库知识发现的设计与实现进行了介绍.     

面向可靠性预计的软件运行时行为模型构造方法

运行时行为模型构造是面向可靠性预计的软件运行时模型构造的组成部分，为软件可靠性预计提供运行时组件与组件之间的动态交互关系和状态之间的转移概率信息。基于Java开发平台提出了一种基于非侵入式监控的软件运行时行为模型的构造方法，包括获得当前时刻的运行时体系结构模型；根据运行时体系结构模型确定监控对象；声明监控方法中的代理Bean；声明监控方法中的监控Bean，实现对组件动态调用信息的提取；声明代理Bean和监控Bean的接口；基于模型构造算法实现对运行时行为模型的构造等步骤。基于Rainbow-znn软件进行了实例应用，验证了所提方法的可行性。      

面向装备RUL预测的平行仿真技术

装备平行仿真是系统建模与仿真领域的新兴仿真技术,已经成为研究热点。在装备维修保障领域中,分析了装备剩余寿命（RUL）预测存在的突出问题,即模型参数固定、不具备自适应演化能力,成为阻碍实现装备剩余寿命自适应预测的首要因素。结合装备平行仿真理论,在建模分析的基础上提出了面向装备剩余寿命预测的平行仿真框架,该框架以Wiener状态空间模型为基础仿真模型,在动态注入的装备退化观测数据驱动下,利用期望最大化（EM）算法在线更新模型参数,并利用卡尔曼滤波（KF）算法实现仿真输出数据与观测数据的同化（DA）,从而实现仿真模型动态演化,使得仿真输出不断逼近装备真实退化状态,为准确预测剩余寿命提供高逼真度仿真模型和数据输出。以某轴承性能退化数据为数据驱动源,对该框架进行了验证,仿真结果表明平行仿真方法能准确仿真装备性能退化过程,在提高预测精度的基础上实现了装备剩余寿命的自适应预测,有力证明了平行仿真方法的可行性和有效性。      

计算机生成兵力模型的实时调度技术

针对计算机生成兵力系统在采用步长法推进逻辑时间时其实时性易受影响的问题,提出了将时间同步和模型调度进行解耦的实时推进方法,其中同步过程使用独立的线程读取本地时钟并通过运行支撑环境(RTI)驱动逻辑时间推进.同时提出了一种适合兵力模型的新的静态调度算法.该算法根据模型运行周期和系统步长划分调度表,并基于负载均衡的原则为模型分配仿真步长,具体包括3个处理过程:为仿真实体分配节点、产生初始调度表、运行时调整调度表.实验结果表明所提出的方法在保证良好的实时性基础上具有较小的开销和较高的处理器利用率.      

基于HLA的协同仿真运行管理集成环境

基于HLA的协同仿真运行管理集成环境主要解决复杂分布仿真系统设计中的仿真问题.通过定义支持仿真运行管理环境的开放接口,使所有符合仿真运行管理环境规范的仿真工具和仿真应用都可以在仿真运行管理环境的支持下,集成起来.协同仿真运行管理集成环境支持不同类型仿真应用子系统的互操作,支持仿真工具的集成,具有仿真运行管理、仿真时间管理、仿真数据管理等功能.协同仿真运行管理集成环境的应用领域十分广泛,具有很大的实用价值.      

基于协调组的RTI时间管理方法

针对目前运行支撑环境(RTI,Run-Time Infrastructure)时间管理方法中存在的时间推进效率低及网络带宽占用量大的问题,提出基于协调组的RTI时间管理方法并将其应用于BH RTI 2.3时间管理服务.将仿真系统中节点划分为不同的协调组并设置协调者,通过分组局部协调逐步达到全局的时间同步.实验结果表明,该方法在仿真节点时间推进速度及网络带宽占用量方面优于同等条件下的其他RTI时间管理方法.      

基于工作流的集成质量管理系统设计

针对传统的面向功能的质量管理系统流程控制能力的不足,分析了工作流技术在实现质量过程管理、过程控制和过程重组方面的优势,基于工作流技术设计了支持过程管理和控制、面向飞机制造领域的集成质量管理系统模型,研究了基于J2EE (Java 2 Enterprise Edition)架构的三层体系结构,通过将工作流中间件与系统框架集成,建立了支持工作流管理的使能技术平台,该平台提供了工作流建模工具和工作流执行服务以及系统开发、运行环境,实现了过程管理和信息管理的集成;描述了基于XML(eXtensible Markup Language)的系统集成方法,提高了质量系统与其它系统的集成能力.该设计已应用于某大型飞机制造企业的质量管理系统.     

基于保障系统三维模型的飞机RMS仿真分析方法

利用仿真方法研究军用飞机可靠性维修性保障性(RMS,Reliability,Maintainability and Supportability)设计指标确定问题.介绍了保障系统三维模型的内涵,结合三维模型原理和模块化设计原则建立了飞机RMS仿真分析框架,对框架内各模块功能及内涵给予了介绍.给出了仿真分析总体流程,以及对仿真数据进行后处理获得评价参数的计算方法.运用蒙特卡罗仿真方法对军用飞机的RMS设计指标进行实例分析,获得了满足保障效能要求的RMS设计指标方案集,对研制阶段装备设计指标论证有重要的参考价值.     

基于Web的报表工具的设计与实现

基于Web的报表是企业信息系统报表应用的发展方向.目前大部分报表工具仅局限于两层客户/服务器应用,不支持Intranet/Internet,使用繁琐,开发难度大.在研究最新的Web数据库集成技术的基础上,提出了采用标准构件技术的Web报表工具实现方案,并着重阐述了几个关键技术,如:客户端和服务器的通讯机制、数据库访问接口策略、基于XML的通讯报文设计等.该工具对企业信息系统的Web报表开发有很大意义.      

分布式用户痕迹采集存储系统

在复杂网络的分布式环境中，精准全面地采集海量用户在浏览网站过程中的行为数据和网站过程数据并高效存储是用户行为分析的前提和基础。为了解决数据类型的多样性和存储的差异性问题，提高数据的检索效率，为企业的个性化需求做用户行为的分析提供支持，设计了白盒模式的用户痕迹采集存储系统。用户访问Web服务器过程中会产生交互/交易数据以及用户操作，浏览网站过程中会产生图片、视频、商品描述等多种类型的文件，这些界面和数据称为用户浏览痕迹，操作序列则作为用户行为的实际动作顺序记录。对用户数据和操作序列分析，能精确反映用户特征。采集模型通过界面窗口树来建模，提供统一数据存取接口，根据数据类型的不同，分别存储于不同的位置，完整采集用户痕迹，应用程序传递参数指定存储位置创建数据库文件，通过存取接口可以分类型、按要求存取用户数据，解决了面向互联网的用户交互痕迹捕获、存储和检索的问题，具有良好的精确性和完整性。      

太阳帆航天器编队维持和重构的方法研究

针对高面质比航天器可以利用太阳光压进行轨道控制的特点,本文提出一种太阳帆航天器编队构型维持和重构的方法.该方法通过控制主从航天器太阳帆姿态角和反射系数,调整主从航天器之间的光压差,产生抵消编队成员间相对运动受到摄动差或进行轨道机动时所需的连续小推力,从而实现编队构型的维持和重构.仿真结果表明,在主航天器太阳帆的姿态角和反射系数相对固定的条件下,对于太阳同步轨道上的高面质比太阳帆航天器编队,使用滑模控制方法,能够调整编队中从航天器太阳帆的姿态角和反射系数产生推力抵消摄动力影响,达到长期维持太阳帆航天器编队构型的目的;通过开环控制方法,能够调整编队中从航天器太阳帆的姿态角和反射系数产生连续小推力,在较长时间周期内实现编队重构.