摘要： 基于DDS(data distribution service)聯(lián)合試驗支撐平臺開發(fā)的聯(lián)合試驗系統(tǒng)通過高速網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)將分散在不同地理位置的試驗資源進行互聯(lián)。聯(lián)合試驗系統(tǒng)采用統(tǒng)一的體系架構(gòu)，對各試驗節(jié)點的實物、半實物的和仿真系統(tǒng)等各類資源的接口統(tǒng)一進行封裝和標(biāo)準(zhǔn)化，以實現(xiàn)資源的互操作和重用，滿足快速構(gòu)建聯(lián)合作戰(zhàn)場景的需求。基于DDS的聯(lián)合試驗系統(tǒng)支持聯(lián)合試驗工作的整個過程，使得裝備研發(fā)、系統(tǒng)測試及模擬訓(xùn)練等諸多應(yīng)用方式更加規(guī)范、高效和成熟。
關(guān)鍵詞：聯(lián)合試驗、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)、中間件、仿真
1. 概述
當(dāng)前作戰(zhàn)模式從早期的單一作戰(zhàn)模式發(fā)展到了目前高技術(shù)條件下的海、陸、空、天、電多維一體的多軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)模式。基于信息條件下的兵力結(jié)構(gòu)變革、作戰(zhàn)方案分析、軍事訓(xùn)練和武器裝備采辦都要在聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下進行試驗與分析。因此，對戰(zhàn)爭模擬與仿真研究也從原來單一軍兵種的軍事訓(xùn)練仿真、單武器系統(tǒng)仿真向多武器平臺的協(xié)同仿真、綜合性聯(lián)合試驗方向發(fā)展。在這一背景下如何將各軍兵種各部門相對獨立的武器裝備、作戰(zhàn)系統(tǒng)和模擬訓(xùn)練設(shè)備等試驗資源科學(xué)、合理的聯(lián)合起來，如何快速構(gòu)建具有分布、異構(gòu)、協(xié)同、互操作、重用等性能的新型聯(lián)合試驗系統(tǒng)，成為當(dāng)前軍事仿真領(lǐng)域的核心問題。
基于國內(nèi)AppDDS聯(lián)合試驗支撐平臺解決了這一軍事需求，該支撐平臺在保證信息資源安全的條件下采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和數(shù)據(jù)庫構(gòu)建聯(lián)合試驗系統(tǒng)，通過廣域網(wǎng)將分布在各軍兵種不同試驗室的試驗資源進行組合互聯(lián)，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)信息共享，從而形成的聯(lián)合作戰(zhàn)仿真應(yīng)用環(huán)境。
2. 系統(tǒng)架構(gòu)
基于DDS的聯(lián)合試驗系統(tǒng)促進不同試驗資源間的互聯(lián)、互通、互操作，靈活組合和模型(系統(tǒng))重用。可根據(jù)具體的任務(wù)需要，將分布在各試驗場地、實驗室中的仿真系統(tǒng)、實裝系統(tǒng)、半實物系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、高性能計算資源集成起來，構(gòu)成一個“物理上分布、邏輯上統(tǒng)一”的聯(lián)合試驗環(huán)境。針對具體應(yīng)用，基于DDS的聯(lián)合試驗系統(tǒng)采用分布式應(yīng)用部署(如圖1所示)。
圖1 聯(lián)合試驗系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
3. 系統(tǒng)組成
AppDDS(Appsoft Data Distribution Service)聯(lián)合試驗支撐平臺包含一系列的功能軟件工具：系統(tǒng)開發(fā)工具、資源與數(shù)據(jù)倉庫管理工具、運行管控與測試工具、綜合評估工具、通信中間件及各類接口適配器。聯(lián)合試驗支撐平臺支持各個試驗節(jié)點的多種仿真平臺、并行計算平臺、強實時仿真及測試平臺等接入聯(lián)合試驗系統(tǒng)。聯(lián)合試驗過程中參與信息交互的節(jié)點成員類型可以是數(shù)字、半實物及實裝設(shè)備。
AppDDS聯(lián)合試驗支撐平臺 組成如圖2所示。
圖2 聯(lián)合試驗系統(tǒng)組成
3.1. 通信中間件
采用基于DDS數(shù)據(jù)通訊總線協(xié)議的實時分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中間件，以實時數(shù)據(jù)分布式服務(wù)作為聯(lián)合試驗的基礎(chǔ)通信設(shè)施，進行對象管理、時間管理等功能。
3.2. 系統(tǒng)開發(fā)工具
系統(tǒng)開發(fā)工具是一個用于設(shè)計和開發(fā)聯(lián)合試驗系統(tǒng)資源的工具集，提供系統(tǒng)設(shè)計、接口開發(fā)、模型開發(fā)、資源管理等功能，支持代碼框架生成與目標(biāo)代碼移植。
3.3. 運行管控與測試工具
運行管控與測試工具為聯(lián)合仿真系統(tǒng)運行提供席位任務(wù)分配、實時監(jiān)控、過程控制及數(shù)據(jù)記錄等支撐功能。
3.4. 綜合評估工具
針對不同的試驗?zāi)康模瑢τ诓杉降脑囼灁?shù)據(jù)進行篩選與處理，針對參與聯(lián)合試驗的人員、裝備等要素建立評價指標(biāo)體系，在評估算法庫選取評估算法構(gòu)建評估模型，執(zhí)行評估任務(wù)得到定量評估結(jié)果。
3.5. 接口適配器
接口適配器是異構(gòu)試驗系統(tǒng)間互聯(lián)互通必需的工具，實現(xiàn)不同試驗系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，保證基于不同協(xié)議開發(fā)的模型與設(shè)備接入聯(lián)合試驗系統(tǒng)。
3.6. 資源管理倉庫
資源管理倉庫集中、統(tǒng)一存儲與管理聯(lián)合試驗需要的基礎(chǔ)模型、系統(tǒng)模型、適配接口和測試用例等資源。實際運行環(huán)境中每個聯(lián)合試驗節(jié)點都需要部署該系統(tǒng)，獨立進行的資源管理。
3.7. 數(shù)據(jù)管理倉庫
數(shù)據(jù)管理倉庫存儲與管理裝備描述數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)。
4. 結(jié)論
基于神州普惠AppDDS開發(fā)的聯(lián)合試驗系統(tǒng)完全滿足松耦合性、高實時性等要求，提出通過通信中間件將數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)應(yīng)用到聯(lián)合試驗系統(tǒng)集成中。基于數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)規(guī)范構(gòu)建聯(lián)合試驗系統(tǒng)，在使用過程中得出主要結(jié)論如下：
(1)提出了一種異地、異構(gòu)聯(lián)合試驗節(jié)點網(wǎng)絡(luò)通信的實現(xiàn)新方法。采用數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)作為實際通信協(xié)議，增加時間管理機制，利用接口適配器實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，解決了聯(lián)合試驗系統(tǒng)異構(gòu)性、通信多協(xié)議性、模型保密性以及通信傳輸實時性等問題。
(2)提出了在聯(lián)合試驗系統(tǒng)通信中采用完全的發(fā)布/訂閱的數(shù)據(jù)交換模式，克服了傳統(tǒng)的C/S數(shù)據(jù)交換模式中的緊耦合度的問題。
(3)提出了采用面向服務(wù)的中間件的方法解決映射的實現(xiàn)。面向服務(wù)的中間件的引入，簡化映射實現(xiàn)過程中底層通信映射的實現(xiàn)復(fù)雜性。
關(guān)于AppDDS
AppDDS(Appsoft Data Distribution Service)是北京神州普惠科技股份有限公司根據(jù)DDS標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多年研發(fā)而成的分布式實時應(yīng)用開發(fā)平臺，AppDDS具備高帶寬、強實時、低抖動、跨平臺等諸多優(yōu)異性能，包含底層通信協(xié)議、上層應(yīng)用開發(fā)建模工具、網(wǎng)絡(luò)分析工具、性能測試工具等一系列工具集，可以方便用戶快速開發(fā)、優(yōu)化及部署各種分布式實時應(yīng)用。
北京神州普惠科技股份有限公司提供基于AppDDS的綜合解決方案，包含一系列功能豐富的軟件工具集：系統(tǒng)設(shè)計工具、資源倉庫管理工具、運行管控及測試工具、數(shù)據(jù)倉庫管理工具、綜合評估工具，支持與多種仿真平臺、并行計算平臺、強實時仿真及測試平臺等進行綜合集成，可滿足各種復(fù)雜的分布式應(yīng)用需求，支持數(shù)字、半實物及實裝設(shè)備的聯(lián)合仿真及分布式系統(tǒng)集成測試，支持仿真→設(shè)計→測試→定型的全生命周期系統(tǒng)設(shè)計，是理想的分布式實時應(yīng)用研發(fā)平臺。
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