摘 要：針對(duì)空地對(duì)抗作戰(zhàn)仿真問題，采用高級(jí)體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行支撐框架技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了模擬空地對(duì)抗作戰(zhàn)仿真的聯(lián)邦成員。構(gòu)建了FOM/SOM并生成了FED文件，為以后空地對(duì)抗仿真平臺(tái)研究提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高級(jí)體系結(jié)構(gòu)；運(yùn)行支持系統(tǒng)；對(duì)象模型

引言

仿真技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過了三個(gè)階段：仿真網(wǎng)絡(luò)（SIMNET），分布交互仿真（DIS）和聚合級(jí)仿真協(xié)議（ALSP）高級(jí)體系結(jié)構(gòu)（HLA）。[1]基于HLA的分布仿真是今后仿真發(fā)展的主要方向，故文章選用高級(jí)體系結(jié)構(gòu)對(duì)空地對(duì)抗仿真的聯(lián)邦成員進(jìn)行了研究。

1 高級(jí)體系結(jié)構(gòu)

HLA中將實(shí)現(xiàn)某種特定仿真目的的仿真系統(tǒng)稱為聯(lián)邦。聯(lián)邦由若干交互的仿真應(yīng)用和其它一些相關(guān)的應(yīng)用（統(tǒng)稱聯(lián)邦成員Federate）、運(yùn)行支持系統(tǒng)（RTI）和聯(lián)邦對(duì)象模型（OM）構(gòu)成。[2]聯(lián)邦成員由若干對(duì)象構(gòu)成， 成員間通過RTI提供的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)交互。

1.1 RTI簡(jiǎn)介

RTI是一個(gè)按照HLA接口規(guī)范開發(fā)的軟件系統(tǒng)，能為仿真應(yīng)用提供通用的、相對(duì)獨(dú)立的支撐服務(wù)，其功能類似于分布式操作系統(tǒng)。[3]

1.2 對(duì)象模型模版

對(duì)象模型模板（OMT）是HLA應(yīng)用系統(tǒng)中聯(lián)邦執(zhí)行數(shù)據(jù)交互的基礎(chǔ)。OMT 主要由對(duì)象模型鑒別表、對(duì)象類結(jié)構(gòu)表、交互類結(jié)構(gòu)表、屬性表、參數(shù)表、枚舉數(shù)據(jù)類型表、復(fù)合數(shù)據(jù)類型表、路徑空間表、FOM/SOM 詞典九種表格組成。[4]

2 模擬仿真

實(shí)例：A方出動(dòng)一架戰(zhàn)斗機(jī)空襲B方陣地，攻擊目標(biāo)為陣地司令部，B方探查到空情指示，奉命攔截該架戰(zhàn)斗機(jī)。

2.1 聯(lián)邦成員設(shè)計(jì)

在作戰(zhàn)中，設(shè)計(jì)了兩個(gè)成員來仿真該空襲過程。一個(gè)為A方空襲飛機(jī)成員，一個(gè)B方陣地。雙方公布/定購(gòu)關(guān)系如下：A方飛機(jī)成員（B方陣地訂購(gòu)）： 對(duì)象類-飛機(jī)，交互類-飛機(jī)投擲炸彈、飛機(jī)被擊毀；B方陣地成員公布（A方飛機(jī)成員訂購(gòu)）：對(duì)象類-B方陣地營(yíng)司令部，交互類-高炮對(duì)飛機(jī)開火。

其FOM/SOM定義的對(duì)象類（表1）和交互類（表2）如下：

表1 對(duì)象類表

表2 交互類表

2.2 RTI實(shí)現(xiàn)

將表1和表2輸入OMDT生成Fed文件，當(dāng)RTI創(chuàng)建聯(lián)邦時(shí)予以加載。

下面以A方飛機(jī)為例，詳細(xì)介紹仿真如何實(shí)現(xiàn)：

（1）創(chuàng)建聯(lián)邦

調(diào)用rtiAmb.createFederationExecution（“空地對(duì)抗仿真”，“airraid.fed”）；其中“空地對(duì)抗仿真”是將要?jiǎng)?chuàng)建的聯(lián)邦的名字，“airraid.fed”是由FOM/SOM生成的Fed文件名。

（2）加入聯(lián)邦

調(diào)用FedHandle=rtiAmb.joinFederationExecution（“A方空襲飛機(jī)”，“空地對(duì)抗仿真”，&fedAmb）；其中“A方空襲飛機(jī)”為聯(lián)邦成員名，F(xiàn)edHandle為函數(shù)返回的成員句柄值。

（3）獲取Fed文件定義的對(duì)象類及其屬性、交互類及其參數(shù)的句柄值

獲取B方司令部對(duì)象類及其屬性的句柄值：

HeadquartersId=rtiAmb.getObjectClassHandle（ “Headquarters”）；

positionId= rtiAmb.getAttributeHandle（“position”， HeadquartersId）；

獲取飛機(jī)交互類及其屬性的句柄值：

PlaneDamageId=rtiAmb.getInteractionClassHandle（“PlaneDama ge”）；

PCrashId=Id=rtiAmb.getParameterHandle（“num”，PlaneDamageId）；

（4）聲明公布/定購(gòu)關(guān)系

公布A方飛機(jī)對(duì)象類：

AttributeHandleSet *Attributes= RTI：：AttributeHandleSetFactory：：create（3）；

Attributes->add（ PnumId ）； //加入飛機(jī)編號(hào)屬性

Attributes->add（ PpositionId ）； //加入飛機(jī)位置屬性

Attributes->add（ PvelocityId ）； //加入飛機(jī)速度屬性

rtiAmb.publishObjectClass（ PlaneId， *Attributes）；//公布飛機(jī)對(duì)象類

Attributes->empty（）；

定購(gòu)B方司令部對(duì)象類：

Attributes->add（HpositionId ）； //加入司令部位置屬性

Attributes->add（HstateId ）； //加入司令部狀態(tài)屬性

rtiAmb.subscribeObjectClass（HId， *Attributes）；//訂購(gòu)司令部對(duì)象類

delete Attributes；

公布飛機(jī)投彈和飛機(jī)墜毀交互類：

rtiAmb.publishInteractionClass（DropBombId ）；//公布飛機(jī)投彈類

rtiAmb.publishInteractionClass（PlaneDamageId ）；//公布飛機(jī)墜毀類

定購(gòu)高炮開火交互類：

rtiAmb.subscribeInteractionClass（FireId）；

（5）聲明時(shí)間推進(jìn)策略endprint

飛機(jī)成員的時(shí)間推進(jìn)既Regulating又為Constrained。

rtiAmb.enableTimeConstrained（）； //聲明時(shí)間推進(jìn)為Constrained

rtiAmb.enableTimeRegulation（Federate_time，Lookahead_time）；//聲明時(shí)間推進(jìn)為Regulating.其中Federate_time為當(dāng)前的聯(lián)邦仿真時(shí)間，Lookahead_time為成員的前瞻時(shí)間。

（6）注冊(cè)飛機(jī)對(duì)象類

PlaneInstanceId = rtiAmb.registerObjectInstance （PlaneId）；

（7）發(fā)送飛機(jī)投擲炸彈交互

ParameterHandleValuePairSet*pParams=RTI：：ParameterSetFactory：：create（3）；

pParams->add（Dbomb_typeId，（char*）&bombType，sizeof（bombType））；

pParams->add（Dbomb _noId，（char*）&bombNum ， sizeof（bombNo））；

pParams->add（Bpoint_fallId，（char*）&point_fall ， sizeof（Vector））；

rtiAmb.sendInteraction（DBombId， *pParams， time_stamp，NULL）；

（8）請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)

rtiAmb.timeAdvanceRequest（requestTime）；//請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)

FederateAmbassador：：timeAdvanceGrant；//通知成員當(dāng)前的聯(lián)邦仿真時(shí)間grantTime

然后跳轉(zhuǎn)第7步，直至仿真結(jié)束。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章以模擬的空地對(duì)抗仿真為研究?jī)?nèi)容，基于HLA/RTI設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了仿真聯(lián)邦成員。在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中采用通用的技術(shù)框架、模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，具有較好的通用性。

參考文獻(xiàn)

[1]周彥，戴劍偉.HLA仿真程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002：3-20.

[2]齊歡，代建民，吳義明. HLA仿真與UML建模[M]. 北京：科學(xué)出版社， 2004：6-40.

[3]郝江波.基于HLA的分布交互仿真應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2000， 12（05）： 253-255.

[4]王元慧.基于HLA的艦船操縱綜合仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)， 2009， 21（2）： 386-387.

作者簡(jiǎn)介：劉婭，（1981.12-）女，江蘇省連云港，本科學(xué)歷，講師，研究方向：程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)。endprint

飛機(jī)成員的時(shí)間推進(jìn)既Regulating又為Constrained。

rtiAmb.enableTimeConstrained（）； //聲明時(shí)間推進(jìn)為Constrained

rtiAmb.enableTimeRegulation（Federate_time，Lookahead_time）；//聲明時(shí)間推進(jìn)為Regulating.其中Federate_time為當(dāng)前的聯(lián)邦仿真時(shí)間，Lookahead_time為成員的前瞻時(shí)間。

（6）注冊(cè)飛機(jī)對(duì)象類

PlaneInstanceId = rtiAmb.registerObjectInstance （PlaneId）；

（7）發(fā)送飛機(jī)投擲炸彈交互

ParameterHandleValuePairSet*pParams=RTI：：ParameterSetFactory：：create（3）；

pParams->add（Dbomb_typeId，（char*）&bombType，sizeof（bombType））；

pParams->add（Dbomb _noId，（char*）&bombNum ， sizeof（bombNo））；

pParams->add（Bpoint_fallId，（char*）&point_fall ， sizeof（Vector））；

rtiAmb.sendInteraction（DBombId， *pParams， time_stamp，NULL）；

（8）請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)

rtiAmb.timeAdvanceRequest（requestTime）；//請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)

FederateAmbassador：：timeAdvanceGrant；//通知成員當(dāng)前的聯(lián)邦仿真時(shí)間grantTime

然后跳轉(zhuǎn)第7步，直至仿真結(jié)束。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章以模擬的空地對(duì)抗仿真為研究?jī)?nèi)容，基于HLA/RTI設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了仿真聯(lián)邦成員。在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中采用通用的技術(shù)框架、模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，具有較好的通用性。

參考文獻(xiàn)

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[2]齊歡，代建民，吳義明. HLA仿真與UML建模[M]. 北京：科學(xué)出版社， 2004：6-40.

[3]郝江波.基于HLA的分布交互仿真應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2000， 12（05）： 253-255.

[4]王元慧.基于HLA的艦船操縱綜合仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)， 2009， 21（2）： 386-387.

作者簡(jiǎn)介：劉婭，（1981.12-）女，江蘇省連云港，本科學(xué)歷，講師，研究方向：程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)。endprint

飛機(jī)成員的時(shí)間推進(jìn)既Regulating又為Constrained。

rtiAmb.enableTimeConstrained（）； //聲明時(shí)間推進(jìn)為Constrained

rtiAmb.enableTimeRegulation（Federate_time，Lookahead_time）；//聲明時(shí)間推進(jìn)為Regulating.其中Federate_time為當(dāng)前的聯(lián)邦仿真時(shí)間，Lookahead_time為成員的前瞻時(shí)間。

（6）注冊(cè)飛機(jī)對(duì)象類

PlaneInstanceId = rtiAmb.registerObjectInstance （PlaneId）；

（7）發(fā)送飛機(jī)投擲炸彈交互

ParameterHandleValuePairSet*pParams=RTI：：ParameterSetFactory：：create（3）；

pParams->add（Dbomb_typeId，（char*）&bombType，sizeof（bombType））；

pParams->add（Dbomb _noId，（char*）&bombNum ， sizeof（bombNo））；

pParams->add（Bpoint_fallId，（char*）&point_fall ， sizeof（Vector））；

rtiAmb.sendInteraction（DBombId， *pParams， time_stamp，NULL）；

（8）請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)

rtiAmb.timeAdvanceRequest（requestTime）；//請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)

FederateAmbassador：：timeAdvanceGrant；//通知成員當(dāng)前的聯(lián)邦仿真時(shí)間grantTime

然后跳轉(zhuǎn)第7步，直至仿真結(jié)束。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章以模擬的空地對(duì)抗仿真為研究?jī)?nèi)容，基于HLA/RTI設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了仿真聯(lián)邦成員。在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中采用通用的技術(shù)框架、模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，具有較好的通用性。

參考文獻(xiàn)

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[3]郝江波.基于HLA的分布交互仿真應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2000， 12（05）： 253-255.

[4]王元慧.基于HLA的艦船操縱綜合仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)， 2009， 21（2）： 386-387.

作者簡(jiǎn)介：劉婭，（1981.12-）女，江蘇省連云港，本科學(xué)歷，講師，研究方向：程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)。endprint