1.引言
在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中，武器系統(tǒng)及其維修保障過(guò)程日益復(fù)雜，采用分布式仿真實(shí)現(xiàn)維修保障過(guò)程的可視化和有效管理、提高維修保障仿真效率，顯得越米越重要。與傳統(tǒng)的單個(gè)系統(tǒng)仿真相比，分布仿真的關(guān)鍵問(wèn)題是多個(gè)仿真系統(tǒng)間的互操作問(wèn)題，為此，美國(guó)國(guó)防領(lǐng)域的相關(guān)組織通過(guò)大量的研究，提出r建模與仿真的.高層體系結(jié)構(gòu) (High Level Architecture，簡(jiǎn)稱(chēng)HLA )，HLA的核心思想是互操作和重用，其顯著特點(diǎn)是通過(guò)運(yùn)行支撐環(huán)境RTI (Run-Time infrastructure)}提供通用的、相對(duì)獨(dú)立的支撐服務(wù)程序，將仿真應(yīng)用同底層的支撐環(huán)境分開(kāi)，即將具體的仿真功能實(shí)現(xiàn)、仿真運(yùn)行管理和底層通信傳輸=者分離，隱蔽各自的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而使各部分可以相對(duì)獨(dú)立地進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并能充分利用各自領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。日前，HLA已成為IEEE建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)，因此基于HLA的分布仿真是今后仿真發(fā)展的主要方向。
在一個(gè)基于HLA的分布交互式仿真系統(tǒng)，聯(lián)邦成員是基本的仿真單元。一個(gè)聯(lián)邦成員需要完成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的仿真任務(wù)，并且需要與仿真系統(tǒng)的其自聯(lián)邦成員交互通信，以組成一個(gè)聯(lián)邦，協(xié)同完成分步交互式仿真。我們的日標(biāo)是小僅要構(gòu)建基于HLA的仿真系統(tǒng)和成員，還要能動(dòng)態(tài)顯示仿真過(guò)程和各成員勢(shì)態(tài)，借助相關(guān)的軟件和工具實(shí)現(xiàn)仿真成員的一維圖形顯示。
2.基于HLA的團(tuán)維修保障仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成
2.1系統(tǒng)想定
裝備維修保障系統(tǒng)(Maintenance Support System)是經(jīng)過(guò)綜合和優(yōu)化的維修保障要索構(gòu)成的總體，是山裝備維修所需的硬件、軟件、人力以及管理組成的復(fù)雜系統(tǒng)。其日標(biāo)是通過(guò)采取各項(xiàng)措施和相關(guān)的管理活動(dòng)保持和恢復(fù)裝備性能，及時(shí)有效的為部隊(duì)提供服務(wù)。
維修保障系統(tǒng)(圖1)主要III EA(裝備管J}機(jī)構(gòu))、EOU(裝備使用單位)、RO(修J}機(jī)構(gòu))、DE(倉(cāng)庫(kù))、TO(運(yùn)輸機(jī)構(gòu))組成，具體過(guò)程為:OEOU提出修理請(qǐng)求;OEA 通知修理所;同時(shí)EA通知TO運(yùn)送故障部件;Cs}To派車(chē)輛去EOU裝載故障部件;④車(chē)輛裝載故障部件去R0; ORO向EA提出器材請(qǐng)求;)EA通知DE準(zhǔn)備器材;ODE準(zhǔn)備器材完畢通知EA;EA通知TO運(yùn)送器材;⑨T0派車(chē)輛去DE裝載器材;⑩車(chē)輛運(yùn)送器材到 R0; n當(dāng)④、⑩完成后，RO開(kāi)始修理，完畢后報(bào)告EA; SEA通知TO運(yùn)送修好的部件;) TO派車(chē)輛去RO裝載修好的部件;O車(chē)輛運(yùn)送修好的部件到EOU。
2. 2仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及組成
HLA的一個(gè)基木思想是將特定仿真，}，的功能與通用的支撐服務(wù)相分離，聯(lián)邦成員通過(guò)調(diào)用RTI提供的服務(wù)進(jìn)行交互，交互信息基于HLA的公布 /句購(gòu)機(jī)制。團(tuán)維修保障仿真系統(tǒng)聯(lián)邦結(jié)構(gòu)如圖2所示，聯(lián)邦，}，有裝備股、炮兵連、修理所、倉(cāng)庫(kù)、汽車(chē)連5個(gè)成員，這些成員的實(shí)現(xiàn)都是基于RTI的AP工函數(shù)，基本過(guò)程為初始化成員數(shù)據(jù)、創(chuàng)建并加入聯(lián)邦、聲明公布/句購(gòu)關(guān)系、確定成員的時(shí)間推進(jìn)策略、注冊(cè)對(duì)象實(shí)例、請(qǐng)求時(shí)間推進(jìn)、進(jìn)行仿真循環(huán)。除此之外，聯(lián)邦，}，還加入用于一維勢(shì)態(tài)顯示的NLNK工具PVD CPlan View Display), RTI應(yīng)用與PVD的交互通過(guò)NLNK的VR-Link接日程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，并將聯(lián)邦仿真成員轉(zhuǎn)化為PVD } I，圖形化的實(shí)體。仿真系統(tǒng)運(yùn)行支撐環(huán)境為MAK-RTI, FOM/SOM設(shè)計(jì)采用OMDT(Object Model DevelopmentTool)，開(kāi)發(fā)環(huán)境為Visual C十十6. 0.
3.聯(lián)邦/仿真對(duì)象模型設(shè)計(jì)及FOM映射
3.1 FOM/SOM設(shè)計(jì)
FOM的主要目的是提供聯(lián)邦成員之間以公共的、標(biāo)準(zhǔn)化的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的規(guī)范，自描述丁在仿真運(yùn)行過(guò)程，將參與聯(lián)邦信息交換的所有對(duì)象類(lèi)、對(duì)象屬性、交互類(lèi)、交互參數(shù)的特性。FONI的所有部件共同建仁丁一個(gè)實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦成員之間互操作所必須的“信息模型協(xié)議”。SONI是單一聯(lián)邦成員的對(duì)象模型，‘自描述了聯(lián)邦成員以對(duì)外公布或需要句購(gòu)的對(duì)象類(lèi)、對(duì)象屬性、交互類(lèi)、交互參數(shù)的特性，這些特性反映了成員在參與聯(lián)邦運(yùn)行時(shí)所具有的能力。
維修保障仿真系統(tǒng)FOM，的對(duì)象類(lèi)包括火炮類(lèi)Artillery、車(chē)輛類(lèi)Vehicle、修理機(jī)構(gòu)類(lèi)RepairShop和倉(cāng)庫(kù)類(lèi)Depot C圖3);交互類(lèi)主要包括故障維修請(qǐng)求類(lèi)FaultMaintenance、故障狀況類(lèi)FaultSituation ,裝載貨物類(lèi)LoadCargo ,卸載貨物類(lèi)UnLoadCargo、運(yùn)輸故障部件命令類(lèi)TransportFaultPartCommand(圖4)等C III于篇幅所限，這里只列出部分分交互類(lèi))。
仿真系統(tǒng)中的SOM有5個(gè)，分別是裝備股、炮兵連、修理所、倉(cāng)庫(kù)、汽車(chē)連，各SOM的公布(P)和訂購(gòu)(S)關(guān)系如表1所示。
3.2建立 FOM映射
進(jìn)行FONI映射主要是為f將基于RTI的應(yīng)用轉(zhuǎn)化為.y層應(yīng)用(如一維顯示、數(shù)據(jù)}o}放、=位場(chǎng)景等)，這一工作我們采用NLVK的VR-Link 來(lái)實(shí)現(xiàn)，VR-Link是針對(duì)HLA的獨(dú)仁于協(xié)議的.高層應(yīng)用程序接日。‘自提供丁圖形化工具FomMapBuilder(圖5)}習(xí)守用戶(hù)定義的包含對(duì)象類(lèi)及屬性、交互類(lèi)及參數(shù)的FED(聯(lián)邦執(zhí)行數(shù)據(jù))文件，與VR-Link定義的獨(dú)}i:于協(xié)議的對(duì)象類(lèi)及屬性、交互類(lèi)及參數(shù)進(jìn)行映射。VR-Link采用丁面向?qū)ο蟮腃十十實(shí)現(xiàn)，使用FomMapBuilder完成映射后將自動(dòng)生產(chǎn)FONI映射代碼，代碼，}，還包含丁對(duì)對(duì)象類(lèi)屬性、交互類(lèi)參數(shù)的編碼 (encode)和解碼(decode)，以使RTI信息能被基于VR-Link的.高層應(yīng)用所識(shí)別。
FONI映射的鼓終結(jié)果是生成一個(gè)共享的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)(缺省為myFomMapd. dll )，封裝用戶(hù)定義的對(duì)象類(lèi)和交互類(lèi)到
VR-Link定義的對(duì)象類(lèi)和交互類(lèi)的映射，以被VR-Link接日程序調(diào)用。
4.仿真系統(tǒng)的勢(shì)態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)
一維勢(shì)態(tài)顯示主要是將仿真過(guò)程及成員以圖形化方式顯示出來(lái)，開(kāi)發(fā)工具采用丁NLVK公司的PVD和VR-Link, PVD以實(shí)時(shí)提供淺場(chǎng)的一維勢(shì)態(tài)圖，并顯示實(shí)體、聚合和傳感器;VR-Link是快速建仁HLA應(yīng)用、面向?qū)ο蟮腃十十工具包，使開(kāi)發(fā)主要集中用于仿真應(yīng)用而需要考慮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的細(xì)節(jié)。圖6為團(tuán)維修保障仿真系統(tǒng)的一維勢(shì)態(tài)及交互信息顯示，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
建立基于HLA的網(wǎng)絡(luò)連接;
DtExerciseConn* exConn=0:
char* execName=(char *)"VR-Link";
char* fedName=(char *)"Maintenance";
char* fedFileName=(char *)"VR-Link.fed";
char* fomMapperLib=(char *)"myFomMapd.dll";
char* fomMapperInitData=(char *)"' ,
double rprFomVersion=1.0:
char* fedFileToUse=0:
exConn=new DtExerciseConn( execName, fedName,
new DtRprFomMapper( rprFomVersion).fedFileToUse. 0):
