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    基于数据分发服务(DDS)的联合试验系统

    2014-03-13

    1. 概述

      当前作战模式从早期的单一作战模式发展到了目前高技术条件下的海、陆、空、天、电多维一体的多军兵种联合作战模式。基于信息条件下的兵力结构变革、作战方案分析、军事训练和武器装备采办都要在联合作战环境下进行试验与分析。因此,对战争模拟与仿真研究也从原来单一军兵种的军事训练仿真、单武器系统仿真向多武器平台的协同仿真、综合性联合试验方向发展。在这一背景下如何将各军兵种各部门相对独立的武器装备、作战系统和模拟训练设备等试验资源科学、合理的联合起来,如何快速构建具有分布、异构、协同、互操作、重用等性能的新型联合试验系统,成为当前军事仿真领域的核心问题。

      基于国内AppDDS联合试验支撑平台解决了这一军事需求,该支撑平台在保证信息资源安全的条件下采用统一的结构、标准、协议和数据库构建联合试验系统,通过广域网将分布在各军兵种不同试验室的试验资源进行组合互联,实现试验数据信息共享,从而形成的联合作战仿真应用环境。
     

    2. 系统架构

      基于DDS的联合试验系统促进不同试验资源间的互联、互通、互操作,灵活组合和模型(系统)重用。可根据具体的任务需要,将分布在各试验场地、实验室中的仿真系统、实装系统、半实物系统、测控系统、高性能计算资源集成起来,构成一个“物理上分布、逻辑上统一”的联合试验环境。针对具体应用,基于DDS的联合试验系统采用分布式应用部署(如图1所示)。

      图1 联合试验系统网络拓扑图
     

    3. 系统组成

      AppDDS(Appsoft Data Distribution Service)联合试验支撑平台包含一系列的功能软件工具:系统开发工具、资源与数据仓库管理工具、运行管控与测试工具、综合评估工具、通信中间件及各类接口适配器。联合试验支撑平台支持各个试验节点的多种仿真平台、并行计算平台、强实时仿真及测试平台等接入联合试验系统。联合试验过程中参与信息交互的节点成员类型可以是数字、半实物及实装设备。

      AppDDS联合试验支撑平台组成如图2所示。

      图2 联合试验系统组成

    3.1. 通信中间件

      采用基于DDS数据通讯总线协议的实时分布式网络数据通信中间件,以实时数据分布式服务作为联合试验的基础通信设施,进行对象管理、时间管理等功能。

    3.2. 系统开发工具

      系统开发工具是一个用于设计和开发联合试验系统资源的工具集,提供系统设计、接口开发、模型开发、资源管理等功能,支持代码框架生成与目标代码移植。

    3.3. 运行管控与测试工具

      运行管控与测试工具为联合仿真系统运行提供席位任务分配、实时监控、过程控制及数据记录等支撑功能。

    3.4. 综合评估工具

      针对不同的试验目的,对于采集到的试验数据进行筛选与处理,针对参与联合试验的人员、装备等要素建立评价指标体系,在评估算法库选取评估算法构建评估模型,执行评估任务得到定量评估结果。

    3.5. 接口适配器

      接口适配器是异构试验系统间互联互通必需的工具,实现不同试验系统间数据传输协议之间的转换,保证基于不同协议开发的模型与设备接入联合试验系统。

    3.6. 资源管理仓库

      资源管理仓库集中、统一存储与管理联合试验需要的基础模型、系统模型、适配接口和测试用例等资源。实际运行环境中每个联合试验节点都需要部署该系统,独立进行的资源管理。

    3.7. 数据管理仓库

      数据管理仓库存储与管理装备描述数据、仿真数据、试验数据和测试数据等各种数据。
     

    4. 结论

      基于神州普惠AppDDS开发的联合试验系统完全满足松耦合性、高实时性等要求,提出通过通信中间件将数据分发服务(DDS)应用到联合试验系统集成中。基于数据分发服务(DDS)规范构建联合试验系统,在使用过程中得出主要结论如下:

      (1)提出了一种异地、异构联合试验节点网络通信的实现新方法。采用数据分发服务(DDS)作为实际通信协议,增加时间管理机制,利用接口适配器实现协议转换,解决了联合试验系统异构性、通信多协议性、模型保密性以及通信传输实时性等问题。

      (2)提出了在联合试验系统通信中采用完全的发布/订阅的数据交换模式,克服了传统的C/S数据交换模式中的紧耦合度的问题。

      (3)提出了采用面向服务的中间件的方法解决映射的实现。面向服务的中间件的引入,简化映射实现过程中底层通信映射的实现复杂性。

     

      北京神州普惠科技股份有限公司提供基于AppDDS的综合解决方案,包含一系列功能丰富的软件工具集:系统设计工具、资源仓库管理工具、运行管控及测试工具、数据仓库管理工具、综合评估工具,支持与多种仿真平台、并行计算平台、强实时仿真及测试平台等进行综合集成,可满足各种复杂的分布式应用需求,支持数字、半实物及实装设备的联合仿真及分布式系统集成测试,支持仿真→设计→测试→定型的全生命周期系统设计,是理想的分布式实时应用研发平台。
     

     

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