联合试验平台中间件实时性技术研究及其服务扩展

发布时间：2020-09-21 20:10

　　近年来,随着信息化技术特别是计算机网络技术的发展,基于LVC(live,virtual and constructive)的联合试验技术被广泛应用于军事科研领域。中间件作为分布式试验系统的核心设施之一,可提供试验资源之间高性能、实时和低延迟的信息传输环境,实现试验资源的互联互通互操作,为整个系统协调运行提供保障。在现有联合试验平台(Joint Test Platform,JTP)中间件中,信息传输性能难以满足部分强实时应用场景的需求,且在基础服务方面缺乏对对象实例所有权按需转移及感兴趣数据过滤机制的支持。针对上述问题,本课题拟研究中间件实时性技术解决方案及相关服务扩展方法,以期完善现有联合试验平台中间件的功能,提高其信息传输性能。具体内容如下:分析现有中间件的运行原理及影响传输性能的因素,针对现有中间件仅能运行于非实时操作系统的局限性,设计开发新的高精度、强实时JTP中间件。通过研究RTX(Real-time Extention)实时系统的体系结构及工作原理,在操作系统层和物理层,采用经典的RTX+反射内存机制,设计RTX实时代理模块及统一的服务接口API,支持系统管理、声明管理、对象管理和时间管理等服务;在中间件软件层,研究了分布式哈希表技术中的Chord算法,设计了联合试验系统高波动率下的资源查找模式,降低了搜索开销,提高了信息传输效率。研究分布式仿真系统中的所有权仲裁机制,将高层体系结构(HLA)中的所有权转移技术引入JTP中间件中,扩展所有权管理服务管理模块,设计实现“推”、“拉”两种模式的所有权仲裁,解决了现有中间件无法实现对象实例共享的问题,提高了多靶场多资源联合试验过程的资源共享和安全控制能力。研究基于发布/订购系统的数据分发算法,并将数据分发服务(DDS)中的内容过滤主题机制引入中间件服务中,扩展数据分发管理服务模块,根据联合试验平台中间件运行原理与多维度数据域需求,设计了特定的SQL过滤器,提出了具有普适性的感兴趣数据过滤表达方法,以降低高频度信息交互下的网络负载。对RTX实时中间件及联合试验平台扩展功能进行系统测试,通过验证中间件的传输时延,表明RTX实时中间件提高了系统的实时性;通过验证所有权管理及数据分发管理模块的功能完整性,表明软件功能正常,性能稳定。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52;TH89
【部分图文】：

仿真实验,波动率

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 JDK1.4.0 模拟器模拟具有 1000 个系统的节点。真实验主要测试系统中 Chord 网络波动率对资源平均查找时考文献[39]，本实验选择将波动率设置在 0 至 2 的区间；实验00 个节点，其 IP 地址、端口号随机产生并生成相应的标识的次数为节点数的 3 倍，以使得每个节点尽可能被查询到。验测试结果如图 2-14 所示，结果显示，在不使用 Chord 算法较小时，随着波动率的增大，平均查找延迟增长较为缓慢；增大，平均查找延迟增长幅度明显提高。而在使用 Chord 算波动率不断增大，平均传输延迟基本保持了常数级的延时。于 Chord 算法的分布式哈希表存储系统资源，每个节点的上起相邻节点资源的转移变化，对查找过程影响较小，因而相据结构，在系统中节点动态加入或退出时，资源查找效率得

界面图,环境构建,监控工具,任务运行

任务运行监控工具中间件任务运行监控工具中间件任务运行监控工具中间件以太网/反射内存网虚拟导弹虚拟目标显示组件1任务运行监控工具中间件雷达3任务运行监控工具中间件雷达2任务运行监控工具中间件雷达1任务运行监控工具中间件显示组件n……图 5-3 扩展功能测试系统结构图测试环境构建界面如图 5-4 所示。

俯仰角,导弹射程,距离显示

导弹射程 0 至 10 千米数码窗俯仰角及距码窗 1[俯仰角]及数码窗 1[距离]实、数码窗 2[距离]、数码窗 3[俯仰角]弹射程在 10 至 20 千米时，观察到数达探测结果；数码窗 1[俯仰角]、数3[距离]均未显示，其中某一时刻的数

【参考文献】