● 摘要
分布式实时仿真作为系统仿真领域中的一个重要研究方向,为大规模复杂系统的实时仿真提供了便利。然而,分布式实时仿真系统本身是没有统一的参考时间,就必须建立分布式实时仿真系统的时间管理体系,以实现统一的系统时间。因此时间管理算法设计的好坏将直接影响到分布式实时仿真系统的正确性及其性能。
对于分布式实时仿真(DRTS)系统而言,由于它的分布性,需要时间推进机制来保障仿真中事件因果顺序的正确性;而它的实时性,又必须引入时钟同步机制来实现对时钟的统一管理,以此消除同步误差。
文章首先探讨了时间管理的相关理论,介绍了时间管理的基本概念、任务、原则及基本的推进机制等。在此基础上,把DRTS系统的时间管理拆分为保证分布式仿真的逻辑正确性的内同步和保障仿真系统相对于真实世界发生时刻一致性的外同步两个方面。在内同步方面,针对具体应用需求,提出了两种时间推进算法:具有解算优先级的时间推进算法和多种仿真步长的混合时间推进算法,并对这两种算法进行了详细分析;在外同步方面,在介绍通用网络主动方式和被动方式这两种基本方式的基础上,针对高速实时网络,提出了适用于分布式实时仿真的同步启动策略和“共享时钟源”的同步控制策略。同时,本文针对事件管理服务这一实现时间推进算法的关键技术,从事件模型、事件队列设计、事件状态管理等方面进行了详细介绍。
在此基础上,结合“XX突防系统实时仿真平台”项目,本文实现了一套典型的分布式实时仿真系统实例的时间管理服务。将文中设计的时间推进算法和时钟同步算法运用于该项目,为该分布式实时仿真平台提供时间管理的支撑,进而对时钟同步算法和时间推进算法进行了验证。