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1、HLA-RTI仿真平台的设计与实现1.有关术语：l 联邦(Federation：是指用于达到某一特定仿真目的的分布式仿真系统，它由若干相互作用的联邦成员(简称成员)构成。l 联邦成员：所有参与联邦运行的应用程序都可以称为联邦成员。联邦中的成员有多种类型，如用于联邦数据采集的数据一记录器，用于和实物接口的实物仿真代理成员，用于管理联邦的联邦管理器等等，其中最典型的成员是仿真应用(Simulation)。仿真应用对某个实体的行为进行仿真。l OMT：是一种标准的结构框架，它是描述HLA对象模型的关键部件。之所以采用标准化的结构框架，是因为它可以做到以下几点：1、提供一个通用的、易于理解的机制，用来
2、说明联邦成员之间的数据交换和运行期间的协作。2、提供一个标准的机制，用来描述一个潜在的、联邦成员所具备的与外界进行数据交换及协作的能力。3、有助于促进通用的对象模型开发工具的设计和应用。HLAOMT中，HLA定义了两类对象模型，FOM和SOMl FOM(FederationObjectModel)：是描述仿真联邦的对象模型，主要目的是提供联邦成员之间用公共的、标准化的格式进行数据交换的规范，它描述了在仿真运行过程中将参与联邦成员信息交换的对象类、对象类属性、交互类、交互类参数的特性。l SOM(SimulationObjectModel)：是单一联邦成员的对象模型，它描述了联邦成员可以对外公布
3、或需要订购的对象类、对象类属性、交互类、交互特性，这些反映了成员在参与联邦运行时具有的能力。基于OMT的SOM开发是一种规范的技术和方法，它便于模型的建立、修改、生成和管理，便于对已开发的仿真资源的再利用，能够促进建模走向标准化。l MOM(ManagementObjectModel)：为了便于在仿真运行过程中对RT工、联邦以及联邦成员进行监控和管理，HLA定义了管理对象模型(MOM)oMOM描述了一种使得对联邦的管理和控制信息能以一种和联邦成员间交互相一致的方式在联邦中传递的机制。联邦成员和RTI可以利用MOM来控制RTI、联邦乃至单个成员的运行，获取状态信息。l 联邦执行数据文件(FED文
4、件)：是FOM开发的结果，是所有联邦成员间为交互(或互操作)目的而达成的“协议”。它记录了在联邦运行期间所有参与联邦交互的对象类、交互类及其属性、参数和相关的路径空间信息。l 对象类和类属性(ObjectClass&Attribute)：对象类是指参与联邦交互的对象实例所属的类别，对象类由类属性构成。对象实例是联邦中的交互实体，可持续存在。l 交互类和参数(InteractionClass&Parameters)：在HLA中，成员间的交互可以通过更新/反射对象类属性来完成，也可以通过发送/接收交互实例完成。交互类由参数组成。交互类不可持续存在，它可代表瞬间的行为。2.联邦和联邦成员规则：规则和
5、术语主要用来描述联邦对象模型FOMoRTI的规则比较简单，包括的联邦规则和联邦成员规则两个部分。可以简单地归纳如下：联邦规则主要包括：1、每个联邦必须有一个FOM，它与HLAOMT里定义的兼容。2、联邦中，所有与仿真有关的对象实例应该在联邦成员中描述，而不是在RTI中。3、联邦运行过程中，各联邦成员必须通过RTI进行交互。4、联邦运行过程中，所有联邦成员应按照HLr、接口规范与RTI交互。5、联邦运行过程中，在任意时刻，同一实例属性至多只能被一个联邦成员拥有。联邦成员的规则有：1、每个联邦成员必须有一个符合HLAOMT规范的成员对象模型。2、每个联邦成员必须有能力更新/反射任何SOM中指定的对
6、象类的实例属性，并能发送/接收任何SOM中指定的交互类的交互实例。3、在联邦运行过程中，每个联邦成员必须具有动态接收和转移对象属性所有权的能力。4、每个联邦成员应能改变其SOM中规定的更新实例属性值的条件。不同的联邦成员可规定不同的实例属性更新条件(如高度变化超过L000米)，联邦成员应有调整这些条件的能力。5、联邦成员必须管理好局部时钟，以保证与其它成员进行协同数据交换。3.联邦对象模型框架联邦对象模型框(FOMF,FederationObjectModelFramework)主要为RTI平台和平台之上运行的仿真提供数据交换的标准格式。HLA的对象模型包括三个部分:FOM,SOM和MOMFO
7、M和MOM存储于FED文件中，RTI读取FED文件中定义的信息，通过这些信启、建立整个仿真的数据和消息的基础，为整个仿真提供服务。仿真成员的开发者按照SOM的描述进行开发。4.接口规范接口规范是整个HLA体系架构的核心部分，它定义了在仿真系统运行过程中，支持联邦成员之间互操作的标准服务。联邦运行支撑环境RTI(RunTimeInfrastructure)是HLA接口规范的具体实现。HLA接口规范用文字定义了各种标准服务和接口，而RTI则用程序设计语言将这些标准的服务和接口转换成标准的RTIAPI函数，使得基于HLA的仿真开发成为可能。它为仿真应用提供了仿真运行管理功能，比如仿真过程的开始、暂停
8、、恢复、时间同步等:它提供了底层通信传输服务，屏蔽了网络通信程序实现的复杂性，而且这种传输机制允许各个联邦成员进行不同级别的数据过滤，可以极大地减少网络数据流量，提高仿真系统的运行速度。HLA的RTI给联邦成员(Federate)提供的接口以接口类的形式体现，名称为RTIAmbassador，它的函数主要分为六个服务部分组成，这些也是RTI提供给联邦成员使用的服务;RTI向联邦成员反馈信息要通过标准接口FederateAmbassador，它由联邦成员的实现者实现。下面是RTI的六大管理模块。1、联邦管理:是指对一个联邦的创建、动态控制、修改和删除等过程。除上述操作外，联邦管理还包括联邦成员间
9、的同步，联邦状态保存和恢复等内容。联邦成员通过加入联邦的动作参与到一个仿真系统中，联邦由第一个联邦成员创建，由最后一个联邦成员删除。2、声明管理:HLA采用了一种匹配机制，即数据的生产者向RTI声明自己所能生产的数据，数据消费者向RTI订购自己所需要的数据，由RTI负责供需双方的匹配。RTI保证只将消费者需要的数据发送给消费者。如下图所示，成员A公布了坦克这一对象类，成员C订购了坦克类，它们之间通过RT工形成了一种供求关系。3、对象管理:它是在声明管理的基础上进行的，包括对象实例的注册和发现，对象实例属性值的更新与反射，交互实例的发送与接收等内容。系统中的每个对象实例有一个独一无二的名字，这个
10、名字由成员提供或由RTI产生。当对象类的公布方注册对象实例时，对象类的订购方会在收到这个实例的更新数据前发现它。 当一个成员注册实例时，实例的订购者会发现实例;当这个实例被删除时，发现实例的一方会收到RTI的相应通知。如下图所示，在左半部，成员A注册了一个坦克的实例“坦克1 , RTI通知坦克的订购者成员C，系统中发现了一个坦克的实例;在右半部，RTI将成员A删除“坦克I”的消息通知给了成员C。在实例注册后，实例的注册方拥有它所公布的实例属性所有权，属性的拥有权可以通过所有权管理转移。属性的拥有者可以更新属性值，订购者会收到RT工反射的数据。下图中成员A对“坦克1”的“位置”属性进行了更新，成员C收到了RT工的相应通知。
HLARTI仿真平台的设计与实现
