基于时间不确定性的HLA乐观时间同步
LVC联合仿真系统中关键技术研究

LVC联合仿真系统中关键技术研究摘要:本文围绕LVC联合仿真系统中需要解决的重用和互操作问题进行展开。
通过桥接器和软总线实现仿真模型的重用,通过软总线进行时间推进解决时间一致性问题。
关键词:软总线;重用;互操作;时间推进Research On Key Technology of LVC Simulation SystemCao Xiaoyang,Zhang Bangliang,Chen Kexing(Nanjing Research Institute of Simulation and Technology,Nanjing 210016,China)Abstract:The paper focuses on reuse and interoperation problems in LVC co-simulation system.The bridge and soft bus are used to realizethe reuse of simulation model,and the time consistency problem issolved through the soft bus.Keywords:soft bus;interoperability;reusability;time advance1引言LVC联合仿真是指将真实、虚拟和构建资源联合起来进行的仿真试验。
联合仿真主要解决大规模复杂系统仿真、降低研制费用、缩短研制周期、提高仿真置信度、降低运维难度及成本等问题。
解决上述问题的思路都集中在重用与互操作上,因此研究LVC联合仿真仿真的主要工作是发展和确保仿真中的各种重用和互操作技术。
2分布式仿真LVC联合仿真系统涉及真实、虚拟、构建资源模型之间的数据协同,技术体制众多。
下面介绍几种比较典型的分布式仿真技术。
仿真网络(Simulation Networking,SIMNET)是上个世纪80年代由美国国防部高级研究计划局制定的一项计划,旨在将各类仿真器连接到同一网络,组成一个数据共享的仿真环境。
LVC时间管理的实时性研究

LVC时间管理的实时性研究梁培生;周玉芳;翟永翠【摘要】针对当前分布交互仿真系统实时性方面不足而导致的真实仿真、虚拟仿真和构造仿真之间无法实现互操作的问题,通过对DIS、HLA等分布交互仿真体系结构的实时性影响因素进行分析,给出了LVC时间管理的实时性方法,并完成了LVC 时间管理中间件的设计和中间件的性能测试.测试结果表明,该方法可以显著改善系统的实时性,对真实仿真、虚拟仿真和构造仿真(LVC)之间互操作的进一步研究具有重要的参考意义.【期刊名称】《指挥控制与仿真》【年(卷),期】2010(032)006【总页数】5页(P60-64)【关键词】LVC;时间管理;中间件;实时性【作者】梁培生;周玉芳;翟永翠【作者单位】中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所,江苏,连云港,222006;中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所,江苏,连云港,222006;中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所,江苏,连云港,222006【正文语种】中文【中图分类】TP391分布交互仿真(Distributed Interactive Simulation)具有分布性、交互性、异构型、时空一致性和开放性特点[1]。
它的体系结构主要经历了仿真组网(Simulation Networking,SIMNET)、分布交互式仿真(Distributed Interactive Simulation,DIS)、聚合级仿真协议(Aggregate Level Simulation Protocol,ALSP)、高层体系结构(High Level Architecture,HLA)、试验与训练使能体系结构[2](Test and Training Enabling Architecture,TENA)等阶段。
HLA主要针对建模与仿真领域,因而它主要应用于虚拟和构造仿真,而TENA主要针对靶场领域,它所支持的是真实仿真。
因而构建LVC体系结构可以从HLA或者 TENA方面进行研究。
基于卡尔曼一致滤波器的WSN时间同步算法

拟全局 时钟逐 渐收敛一致 。仿真 实验表 明,提 出的算 法在 多跳 网络 中误 差 累积较 小 ,具有较 高的 同步精 度 ,同时对 存在节
点 失效 或 新 节 点 加入 的 动 态 网络 具 有 良好 的 可扩 展 性 。 关 键 词 :无 线传 感 器 网络 ;时 钟 同步 ;卡 尔 曼一 致 滤 波 器 ; 多跳 误 差 累积 中 图法 分 类 号 :TP 3 9 3 文 献 标 识 号 :A 文 章 编 号 :1 0 0 0 — 7 0 2 4( 2 0 1 3 )0 9 — 3 0 1 3 — 0 6
( 桂 林 电子科技 大 学 信 息与 通信 学 院 ,广 西 桂 林 5 4 1 0 0 4 )
摘 要 :提 出一种基 于分布式卡 尔曼一致滤波器的无线传感 器网络 时间同步算法 。该 算法不 需要将 网络分层 ,每 个节点都
和 它的相邻节点 交换 时间消息,通过分布 式卡 尔曼一致滤波器估计本节点 的时钟 偏移和 频率偏移 ,使得 全 网所 有节点 的虚
Ab s t r a c t : A n o v e l a l g o r i t h m b a s e d o n d i s t r i b u t e d Ka l ma n - c o n s e n s u s f i l t e r i s p r o p o s e d t o a c h i e v e a c c u r a t e t i me s y n c h r o n i z a t i o n i n mu l t i h o p wi r e l e s s s e n s o r n e t wo r k s .Th e p r o p o s e d a p p r o a c h d o e s n o t n e e d t o s e l e c t a r o o t n o d e o r c o n s t r u c t a s p a n n i n g t r e e i n t h e n e t wo r k .E v e r y n o d e e x c h a n g e s t i me me s s a g e wi t h i t s n e i g h b o r s a n d u s e s d i s t r i b u t e d Ka l ma n - c o n s e n s u s f i l t e r t o e s t i ma t e t h e t i me o f f s e t a n d s k e w.By t h i s wa y ,t h e v i r t u a l g l o b a l t i me i s c o mp u t e d a n d c o n v e r g e s t o a c o mmo n v a l u e .S i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e p r o p o s e d a l g o r i t h m e f f e c t i v e l y r e d u c e s t h e g l o b a l s y n c h r o n i z a t i o n e r r o r .Mo r e o v e r ,t h e f u l l y d i s t r i b u t e d a l g o r i t h m
指挥自动化系统半实物仿真中的时间同步方案

国国防部建模与仿真办公室( M O 于 19 年 1 月制定的 D S ) 95 o
Pa) l 中提 出 , n 并在 19 年 8 96 月完成基础定 义 , 0 年 9 2 0 0 月被
IE E E接受为标准 。 目前美军 已采用 HL A作 为其 未来建模 与 仿真通用 技 术框 架 ( o o cnclf m w r rM ) C mm n t h i a e okf &S e a r o
( .ntue 1 C iaEet ncE up n ytm E g er gC mpn ,B in 00 9 hn ; 1Is tt 6 , hn lc o i q ime t s n i ei o a y e ig10 3 ,C ia i r S e n n j 2 ntueo S ine L U T, aj gJ ns 1 1 hn ) .Istt f c c ,P A S N ni i gu2 0 ,C ia i e n a 1 1
ABS TRACT : o h e d o efr n e tsiga d v l i h c ig h 4S e up nsa d smuaos F rte n e fp roma c e t n ai t c e k n ,te C IR q ime t n i ltr n d y
徐 俊 强 徐 安 飞 。
(. I 总参 6 所, 1 北京 10 3 ;.解放军理工 大学理学院 , 0092 江苏 南京 2 10 ) 1 1 1
摘要 : 前 , 目 在进行指挥 自动化系统综合联试的过程中主要依靠实装系统与仿 真系统配合 以进行大 系统 性能测试 和检验性
演练。 如何解 决异地 的仿真 系统与实装系统的时钟同步问题成 为制约仿真 系统与指挥 自动化系统互操 作能力 的一 大难题 。 该文首先介绍 了军 队指挥 自动化半实物仿真系统的应用状 况, 对分布式半实物实时仿真系统中的时间同步问题及关键技术 进行了详 细探讨 。 后根据 H A时间管理机制及管理对象模型提出了一个 解决仿 真系统滞后 问题 的方法, 给出了一个基 最 L 并 于 H A的半实物实时仿真系统 的时间同步方案设计实例 。 L 关键词 : 间同步 ; 时 指挥 自动化 ; 实时仿 真 ; 高层体 系结构 ; 管理对象模型
HLA高层体系结构介绍备课讲稿

单一联盟成员的对象模型,它描述了联盟成员可以对外公布或需要 订购的对象类、对象类属性、交互类、交互类参数的特性,这些特性 反应了成员在参与联 盟运行是所具有的能力。
联邦规则
联邦必须满足的要求
盟员规则
联邦成员必须满足的条件
联邦管理
定义了联邦执行的创建、撤销,联邦成员的加入、退出,联邦成员 的同步等功能。
联 邦 对 象 模 型
盟 员 对 象 模 型
联 邦 规 则
盟 员 规对 象 管 理
所 有 权 管 理
时 间 管 理
数 据 分 发 管 理
八、HLA体系结构图说明
联邦对象模型
FOM的主要目的是提供联盟成员间用公用的、标准化的格式进行数据 交换的规范。是实现联盟成员间互操作所必须的“信息模型协议”。
五、典型HLA联邦实例结构图
六、HLA体系的构成
对象模型模板(OMT):
仿真中的对象、对象属性和对象间信息交互的格式和内容进行定 义的标准化描述。定义了仿真中的对象、对象属性和对象间信息交互 的格式和内容。
框架与规则集(Rules):
描述仿真和联邦成员的职责,以确保一个联邦内仿真的正确交 互 。它给出了HLA采用的术语、系统的组成和一套规则。HLA规则分 为五条联邦(Federation)规则和五条联邦成员(federate)规则。
一、HLA的定义及产生背景
定义:
HLA是最新一代的分布式仿真协议框架。它是以面向对象的思想 和方法来构建仿真系统,划分仿真成员,构建仿真联邦的技术 。
HLA是一个开放的体系结构,其主要目的是促进仿真系统间的互 操作,提高仿真系统及其部件的重用能力。
产生背景:
随着计算机仿真应用领域的拓宽,计算机仿真需要解决的问题也 越来越复杂,许多问题靠单个仿真系统已无法解决,必须依靠多个仿 真系统进行联合协同仿真,与传统的单个系统仿真相比,分布仿真的 关键问题是多个仿真系统间的互操作问题,为此,美国国防领域的相 关组织通过大量的研究,提出了建模与仿真的高层体系结构(High Level Architecture,简称HLA)
基于Agent的HLA空防对抗仿真系统研究

作者简介 : 李云芳 , , 女 硕士研究生, 研究方 向: 计算机仿真。万晓冬 , , 女 副研究员 , 研究方 向: 计算机仿真 , 嵌入式系统 。
2 1 年第 1 02 期
计算 机与数字工程
5 5
责维护用户登 录验证信 息 , 确定仿真运行节点 , 配置仿真试 验信息 , 设置规则数据 , 动 R 进 程 , 启 TI 远程运行 各联邦 成
32 空 防 对 抗 中 多 Agn 行 为 规 划 . et
防空群指控 Agn 成员 : et 共有六个事件组 : 战备 等级
转换 ( )情报综合 、 收战斗任务 、 升 、 接 定下决心 、 监督火力 单
元作战和战备等级转换 ( ) 降 。其所包含 的雷达对象在真 实
空情 数据中加 人测 量误差数 据 , 并将数 据发 送给 防空群 指 控对象 , 由其进行空情融合和任务分配 。
表 1 防 空 作 战单 元 作 战 过 程 行 为规 划 集
空袭 目标 Agn 成 员 : et 不间 断地更新 飞机 实例 的运
动参数属性 , 并将 飞机运动参数发送给指定指定成员 ;
・
发射平台 Agn 成员 : 收来 自火力 单元指 控 的命 et 接
地空导弹 Agn 成 员 : et 通过导 弹 自身 所携带 的跟 踪
真节点间的数据传输量 , 将雷 达单元 和对应 的指挥 单元 以
对象 的形式组合成一个 Agn 联 邦成员 , 达和其 上级 指 et 雷 挥单元的通信 为成 员 内部 通信 , 需通 过底 层通 信链 路 。 无 仿真系统结构如图 1所示 。
体行为模型 的通用技术框架 , 得到 了广泛 的重视 , 为解决含
生成候选操作集 ; 从候选集 中选择一个操作 ; 决定选择 的操作是否满足给定的 目标或子 目标 ;
DWK数字武器开发平台
DWK数字武器开发平台DWK基于HLA技术和MDA思想,为用户提供了构建数字武器对抗仿真系统的开发平台,不仅节约时间和经费而且其开发的系统可维护性和重用性强。
DWK既可以用于武器效能评估系统开发,又可以用于战术训练系统开发。
DWK是对抗仿真应用系统的高层开发平台。
为了适应复杂仿真系统的需求、仿真模型的重用和计算机仿真技术的发展,DWK采用了HLA技术,它可以方便地实现分布运行集中控制、模型重用等仿真工作。
DWK主要由开发工具、通用仿真模块和专业联邦成员组成,其中专业联邦成员包括相应的HLA框架和其数学模型。
我们主要为用户提供开发工具和通用仿真模块,同时根据用户的需要,我们还为用户定制专业联邦成员,这些联邦成员的数学模型来源于教科书,可以满足用户一定仿真精度的要求,并且用户还可以非常方便地更换其数学模型。
使用DWK,用户可以不了解HLA技术,只要将自己的仿真模型添加到DWK中就可以实现对抗系统的建模与仿真。
用户可以将主要的精力放在专业数学模型的开发和改进之上,仿真的控制和协同由DWK 来完成。
DWK避开了复杂的协同仿真的开发工作,降低了学习曲线,提高了用户的工作效率。
DWK提供效能分析和战术训练两种仿真模式。
利用效能评估工具可对仿真对象的效能做出科学的判断;战术训练通过GL Studio开发的模拟真实设备的操作界面和丰富的指挥参考信息,来对指挥人员和武器操作员进行战术使用训练。
DWK适用于对作战场景中的装备、装备部件进行仿真,军方装备部门、地方工业部门都可以利用DWK 测试武器装备在对抗条件下的效能和进行装备的使用训练。
DWK的仿真流程我们把一个仿真过程分为三个阶段:仿真前、仿真中和仿真后,仿真前模型的建立、验证、选择;参数的设置、调整和仿真后数据的保存、处理,这些工作与仿真中的工作同等重要,也决定着仿真的成败。
DWK的模块完全覆盖了这三个阶段,可以真正完成对整个仿真过程的支持。
● 仿真前主要是仿真系统的开发、调试阶段和仿真模型选择、参数调整等仿真试验设计阶段,DWK提供了四个工具模块支撑开发、调试和试验设计;● 仿真中是仿真的运行阶段,DWK提供了三个工具模块,与仿真前阶段开发测试好的若干联邦成员构成DWK的运行集合,进行作战仿真;●仿真后主要是仿真数据后处理,DWK提供了两个工具模块支撑。
物联网安全技术第6章 物联网安全时间同步
分簇分层
密钥部署
接收同步报文
采集同步误差
拟合模型参数 开启安全同步
报警
否 本地广播认证 是 估算误差,取预 测值差值与阈值 比较
超 出 安 全 范 围
是否为延迟报 文 否 完成时间同步
6.2.2 基于Pair-Wise的双向同步算法
TPSN报文交互
发送方首先发送同步请求 消息,接收方在接收到请求 消息后记录接收时间戳,并 给发送节点回复响应消息, 发送方能够得到整个消息交 互过程中的时间戳 T1、T2、T3 和T4,由此可以计算出节点间 的传输延迟d和偏移量 ,然 后节点调整自身的本地时钟 到同步源时钟。
6.2.3基于Sender-Receiver 的单向 同步算法
FTSP时间同步算法
FTSP算法使用分级单向广播方式实现同步,采用MAC层 打时间戳和线性回归补偿时间漂移和偏移的方式提高同步精 度,同步开销小、精度高、算法更简单。 FTSP提供了多跳的时间同步算法,通过动态选举根节点 ,根节点作为全局时钟的基准,设它的级别为0。然后根节 点广播消息给它的邻居节点,并设它们的级别为1,依次类 推,直至全网同步。级别(i+1)的节点与级别为i的节点保持同 步。根节点通过周期性的广播同步消息来维持全网时间同步 。
第六章 物联网安全时间同步
6.1 物联网安全时间同步机制概述 6.2 典型的物联网时间同步算法 6.3 物联网时间同步面临的攻击 6.4 时间同步安全服务方案
6.3.1 外部攻击
外部攻击
外部攻击是指网络节点并没有被俘获,恶意攻击者通过 无线信道开放的环境破坏时间同步过程中同步信息的交换, 主要有以下几种形式: 修改同步报文 伪造同步报文 重放报文攻击 Pulse-Delay攻击
协同作战仿真系统的时间同步机制研究
D I 1.7 8 . s. 0 —3 1 0 0 30 3 文章编号 :0 28 3 ( 00 2 —2 30 文献标识码 : O :03 7 /i n1 28 3 . 1. . js 0 2 2 6 10 -3 12 1 )30 2 .4 A 中图分类号 : P 0 . T 31 6
Ke r s c o eaie n a e n ; g v lArhtcu e HL ) t n g me t s n h o iain p ite e td ie y wo d : o p rt e g g me t Hih Le e c i tr ( A ;i v e me ma a e n ;y c rnz t on ;v n rv n o
n s o o p r t e e g g me t smu ai n M e n i a v n d i e n i e se p d a g r h o y c r n z t n p 0 o i m f c o e a i n a e n i lto . a wh l n e e t r n a d a t t p e lo i m f s n h o ia i r t — v e, v m t o
1 . 海军工 程大学 电子工程学院 , 武汉 4 03 303 2海军装 备研 究院 , . 北京 1 0 7 03 0
1I siut o ecr ni Engi e i .n tt e f El to c ne rng, va Eng n e i g ni riy, uh n 4 03 Chi Na l i e rn U ve st W a 30 3, na
1 引 言
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第3 3卷 第 9期
V 3 oL 3
・
计
算
机
工
程
20 07年 5月
M a 00 y2 7
N o9 .
Co p t rEn i e rn m u e gn e ig
软件 技术 与数据库 ・
文章 编号: 0 - 2(0) _ 0 _ 3 文献标识码: 10_ 4807 - 7 - 3 2 0 0 0 A
提供了一种新 的时问卷曲方法来 发掘事件发生时间的不确定性 ,此方法 的核心思想是 :用事件 的时间 区问模型代替精确 时间戳模型来提高
事件并发性 ;当事件 的时间区间重叠时用因果关系 防止失序 ;对 因果关 系事件采用语义学方法进行 区分 ,防止过 多回滚 。在 R 上增加时 TI
间管理扩展组件 ,用来实现基于 时间区间的乐观时问同步机制 。
间用时间区间来表示 。如坦克进入指定射 击区域所花时问是
中事件的相互影响,揭示 了分布计算的偏序定义 。其后,很 多研究者提 出了多种事件 果排序 的协议 , 但是它们都增
i t r a st v n s o e l p a d as ma tc u — c a im o p e e t o l a k t o mu h A o o e t s d o n e v l o e e t v ra n e n is s b me h n s t r v n lb c o c , c mp n n e n RT! si l me t d wh c n u e r ba i mp e n e , i h e s r s
采 用 积 极 型 取 消技 术 来 回 滚 。不 过对 时 间霞 叠 时 的 因果 失序 问题 ,没 有 给 出 处理 机 制 。 L mp r5i先用“ apn d bfr” a ot1" 1  ̄ hp e e eoe 关系描述 了分布计算
可能发生的时间是一个时间段 ,即把表示 事件发生 的可能时
mo e e st s i n e vas Th s p p r d s rb s a tme wa p me h n s t x l i t mp r lu c ra n y d lr o u e tme i t r l . i a e e c i e i r c a i m o e p o t e o a n e t i t .Th a i d a o e a p o c st e b s c i e ft p r a h i o h p ov d n e e tmo e n wh c v n s a e a sg e i n e v l o e p o tp r l l m , u — c a i m o p e e v a s l r e i g wh n tme r ie a v n d li i h e e t r s i n d t me i t r a st x l i a a l i e s a s b me h n s t r s r e c u a d rn e i o
ap a t a i r c a im . r ci l me wa me h n s c t p
[ yw r s Ke od ]HL Tmew r; i tmp T mp rl netit A; i a Tmes p a ; e oa u cr ny a
l概述
RcadF j oo i r ui t…提出仿 真中事件发生时问的不确定性 h m (e oaUnet nyT 概念 。时间的不确 定性是指 ,事件 T mprl cr it. U) a
关健词:H A;时间卷曲;时间戳 ;时间不确 定性 L
T mp r l e o a c r a n y Ex l i to m eW a p S m u a i n O Un e t i t p o t i n i Ti r i l t fHLA a n o
LI ANG u GAO n a ZHANG n J n, Ru qu n , Ya g
[ src|C ret ok nds iue i rt eet i l in ee do rcs mes mp v ns b t o t siirao a l fr Abta t urn rsi ir tdds e v n smua o sdp n npei t t st ee t u smei s esn be o w tb c e t ei a o , me t
( Tann e t f l t nc nomain Be igU inU iesy B in 0 1 riigC ne o e r iIfr t , in no nvri , e ig10 1 r E co o j t j 1 ; 0
2 G nrl o wae a ,ntueo o w r, hn s a e f c ne, e ig10 8 ) . e ea S f r b Istt f f ae C i e t L i St e Acd my i csB in 0 0 0 o Se j
中图分类号: P3 T38
基 于 时 间不确 定性 的 HL 乐观 时 间 同步 A
梁 军 ,高润泉 ,章 洋
(.北京联合大学电子信息 实训基地 ,北京 1011 中国科学院软件研究所通用软件实验室,北京 10 8 ) 1 0 0 ;2 0 0 0
擅
要:在现有仿真时间推进机制 中,事件 的发 生时间采用精确的时问戳 ,但是有时事件的发生时间用一个 时问 区间来表达更合理 。该文