分布式仿真HLA培训

1、 Http:/分布式仿真HLA北京华力创通科技股份有限公司北京华力创通科技股份有限公司仿真测试产品部仿真测试产品部 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/目录HLA简介 什么是HLA HLA的由来 HLA的发展（最新标准Evolved） HLA的应用与特点HLA培训 HLA的组成 HLA的术语（简介） 如何设计HLA系统HLA应用实例 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介什么是HLAHLA是一种体系结构，而不是一种软件实现HLA，全称为，全称为High Level Architecture，意为，意为高层体系结构。高层体系结构。HLA是用于创建复杂仿真系统的软件体是用于创建

2、复杂仿真系统的软件体系结构，它为开发人员提供了一个用于创建仿真应用的系结构，它为开发人员提供了一个用于创建仿真应用的通用框架通用框架。 HLA已被美国国防部（已被美国国防部（Department of Defense，DoD)应用于建模和仿真。其两大特点为：应用于建模和仿真。其两大特点为：互操作性互操作性重用性重用性 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介HLA的由来HLA是是1995年美国国防部（年美国国防部（DoD）发布的建模与）发布的建模与仿真大纲（仿真大纲（DoD M&S Master Plan）第一个目标）第一个目标-开开发建模和仿真通用技术框架中的首要内容，其

3、主要的目发建模和仿真通用技术框架中的首要内容，其主要的目的是促进仿真应用的互操作性和仿真资源的可重用性的是促进仿真应用的互操作性和仿真资源的可重用性。1996年年10月月DoD正式规定正式规定HLA为其范围内仿真项为其范围内仿真项目的标准技术框架，开始推行目的标准技术框架，开始推行HLA，并用它代替原有的，并用它代替原有的DIS、ALSP等标准。等标准。 2000年年9月月HLA作为作为IEEE1516发布，成为国际通发布，成为国际通用的标准用的标准。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介HLA的发展Olderstandards:ALSPDIS95 96 97 98 99 00

4、 01 02 03 04 05 06 07 08 09 .HLAInitial definitionHLABaselineHLA adoptedby OMGDoDMasterplanHLA 1.3standardHLA 1516standardFirst 1516RTIHLA to IEEEfor standardizationHLA 1.3 US DoD standardIEEE 1516 open standardFirst 1516federationsFirst certified1516 RTIHLA 1516evolved1516 to 1.3interoperability美国国

5、防部决定：1999年完成DIS协议向HLA协议的转换， 2001年不再支持非HLA的仿真。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介HLA的发展 HLA最新标准HLA EvolvedHLA新标准的特点：模块化的FOMWEB服务的API完善的容错机制智能的更新策略动态链接的兼容对接口规范的更多改进对OMT的改进详细更新，见HLA Evolved-新一代HLA标准关键技术总结 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介HLA的应用与特点HLA的作用的作用允许采用不同的编程语言在不同的运行环境下开发出的不同类型的仿真系统之间进行互操作并且重用。 解决建模与仿真中所有的功能需求一

6、个仿真系统一种仿真体系结构各种的仿真系统适用足够的灵活性 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介HLA的应用与特点构建多子系统的复杂系统 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介HLA的应用与特点HLA的特点HLA是在DIS和ALSP的基础上，发展起来的新的分布交互仿真体系结构，它能提供更大规模的、将构造仿真/虚拟仿真/实况仿真集成在一起的综合环境，实现各类仿真系统间的互操作、动态管理一点对多点通讯、系统和部件的重用和建立不同层次、不同粒度的对象模型。通过提供通用的、相对独立的运行支撑框架(， Run Time Infrastructure)，将应用层同其底层支撑环境

7、功能分离开，隐蔽了各自的实现细节，可以使这两部分相对独立的开发，最大程度的利用各自领域的最新技术。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA简介HLA的应用与特点HLA的特点HLA引入了面向对象（OO）的思想 ，但又与传统的OOA&D方法有所不同 ，可以更好地支持仿真系统的重用和互操作 HLA引入了运行支撑框架（RTI），可以在不必对原有系统进行较大改变的情况下，方便的让新的仿真系统与原有系统进行集成并互操作 可实现仿真系统的即插即用，并针对不同的用户需求和不同的仿真目的，实现联邦快速、灵活的组合和重配置，保证了联邦范围内的互操作和重用。 北京华力创通科技股份有限公司 Http

8、:/HLA简介HLA的应用及特点攻防对抗仿真卫星仿真实体建模大地形建模投影显示飞行仿真红外可视化仿真视景仿真虚拟仪表仿真 全球地形GoogleEarth Adapter人体动作仿真通信仿真分布式中间件分布式仿真 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训HLA的组成HLA标准的三部分规则（规则（Rules）：）：在联邦执行过程中，实现联邦成员间的交互所必须遵守的原则和协定，是接口规范和OMT的设计原则，规定了HLA联邦和联邦成员的职责。对象模型模板对象模型模板（OMT：Object Model Template）：提供一种标准格式的HLA 对象模型模板，以促进模型的互操作性和可重用性

9、，OMT规定了每个FOM可以采用的结构。接口规范说明接口规范说明（Interface Specification）：定义了联邦成员之间进行信息交互的方式，提供六大管理服务；也是联邦成员和RTI间接口的规范。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训HLA的组成接口规范说明（Interface Specification）l定义RTI的六大管理服务；l确定每个成员必须提供的回调功能；l建立HLA仿真的对象模型管理。 RTI是HLA仿真系统进行分层管理控制，实现分布仿真可扩充性的支撑基础，也是进行HLA其它关键技术研究的立足点，因此在早期的HLA开发工作中，也主要集中于对RTI的研究开

10、发。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训HLA的组成接口规范说明（Interface Specification）（1）联邦管理服务：包括联邦的创建与注销、联邦成员的加入与退出、联邦状态的存储与恢复、设置同步点等。（2）声明管理服务：包括发布、预定对象属性。发布、预定交互类信息以及其他支持服务。（3）对象管理服务：包括注册或注销对象实例、属性的更新、被更新、交互的发送及接受以及一些支持服务。（4）所有权管理服务：包括联邦成员间对象属性所有权的转移和相应的支持服务。（5）时间管理服务：包括协调联邦成员间局部时钟推进管理的各种服务。（6）数据分发管理服务：包括各个联邦成员根据各自

11、的“兴趣”来确定信息的发送和接受等的有关支持服务。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训HLA的术语联邦联邦 (Federation):由仿真子系统联合构成的仿真系统；它支持运行支撑框架（RTI），由联邦对象模型（FOM）和一定数量的联邦成员组成。联邦成员联邦成员 (Federate):构成联邦的每一个仿真子系统；它是联邦中的一个成员，是和RTI连接的一个接点；一个联邦成员可以代表一个平台，例如：飞行员的座舱模拟器；也能代表一个聚合级仿真系统，例如：整个国家的空中交通仿真系统。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训HLA的术语联邦对象模型联邦对象模型 (Fede

12、ration Object Model-FOM)联邦中所有联邦成员进行数据交换的共同对象模型，由符合对象建模模板(Object Model Template)的对象类、交互类等构成，是HLA系统互操作和可重用的基础。仿真成员间要传递的内容都可以在联邦对象模型中找到，它配合接口规范中的声明管理和对象管理，实现了多对多的通信模式，减少了分布式仿真过程中的开发量和数据流量。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训HLA的术语对象类对象类(Object)：是以符合仿真要求的抽象和分辨率程度、实现对真实世界概念描述的基本元素。持续存在并且影响多个联邦成员的仿真实体定义为对象类。对象类属性、

13、对象类实例、对象类实例属性交互类交互类 (Interaction):在联邦运行过程中，发生在特定时刻的事件。交互类参数 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训HLA的术语更新更新属性（属性（update attribute):联邦成员更新对象实例的属性。反射属性反射属性 (reflected attribute):订购该对象实例属性的联邦成员接收对象实例的属性值。发送交互发送交互(Send Interaction):联邦成员将交互发送到联邦。接收交互接收交互 (Receive Interaction):订阅该交互的联邦成员从联邦接收交互。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:

14、/HLA培训如何设计HLA系统为了指导HLA联邦模型的开发，美国国防建模仿真办公室提出了HLA联邦开发和执行标准过程：FEDEP（Federation Development and Execution Process ），使联邦模型的开发过程实现标准化。这个HLA联邦模型的开发和执行过程如图所示： 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训如何设计HLA系统由以上流程可以看出，设计基于HLA标准的联邦，和以往最大的区别在于：l联邦对象模型的设计l联邦成员的设计 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA培训如何设计HLA系统联邦成员运行流程开始开始创建联邦执行创建联邦执行加入

15、联邦加入联邦对象类、交互类对象类、交互类发布发布/订阅订阅设置时间管理策略设置时间管理策略注册对象实例注册对象实例 仿真仿真循环循环（对象模型运算）（对象模型运算）退出联邦退出联邦销毁联邦销毁联邦 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/RTI提供给每一个联邦成员的接口称为提供给每一个联邦成员的接口称为RTI大使，联邦成大使，联邦成员调用这个接口的操作来请求员调用这个接口的操作来请求RTI的服务；的服务；每一个联邦成员提供一个称为联邦成员大使的接口，当每一个联邦成员提供一个称为联邦成员大使的接口，当RTI必须通知联邦成员时，必须通知联邦成员时，RTI通过调用联邦成员大使的操作通过调用联邦成员

16、大使的操作来实现。来实现。HLA培训如何设计HLA系统 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA应用实例1.航空某所基于HLA的计算机生成兵力（CGF）系统系统目标建立CGF的物理仿真模型、感知仿真模型和决策仿真模型对空中目标、地面目标和海上目标的CGF进行仿真研究建立具有基于开放性的HLA体系结构的CGF子系统系统构成系统构成运行界面运行界面 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA应用实例2.电子部某所基于HLA的SAR仿真系统目标建立基于HLA体系的机载和星载SAR数学仿真系统对机载SAR和星载SAR进行三维可视化，以多通道渲染的方式进行投影输出建立一个相对通用的主控制台

17、建立飞机虚拟仪表系统构成系统构成主控运行界面主控运行界面系统数据流系统数据流 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA应用实例3.基于HLA的半实物仿真系统目标基于HRT1000完成半实物仿真基于视景软件进行仿真可视化整个系统基于HLA体系结构主控系统界面主控系统界面系统构成系统构成 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA应用实例4.基于HLA的卫星运行控制仿真系统系统目标实现卫星实体的建模及运行和通讯仿真实现卫星联邦成员开发和三维视景联邦成员的开发实现卫星联邦成员和三维视景联邦成员集成和运行管理实现卫星空间运行仿真的全过程和结果的三维、实时、可交互多通道的大场景视景显示。

18、北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA应用实例5.基于HLA的车辆动力传动系统仿真系统目标能够实现多领域不同软件之间的协同仿真。在不同工作站上分别用WAVE建立发动机模型，用AMESim建立变速箱的模型，用GT-Cool建立冷却系统的模型，用Fluent建立起三维动力舱气道模型，用MATLAB建立起控制模型。接入HLA/RTI仿真体系中，实现这些模型的协同仿真，最终模拟整个动力传动系统。 北京华力创通科技股份有限公司 Http:/HLA应用实例6.基于HLA的后勤保障仿真系统系统目标提高飞机综合保障设计参数和保障资源的优化能力提供经济、有效、精确的分析、演示和评价手段优化飞机使用与维修保障流程作为飞机综合仿真的底层支持环境提高仿真效率，实现信息共享 北京华力