陳西選，徐 珞，曲 凱，馮金金

CHEN Xixuan,XU Luo,QU Kai,FENG Jinjin

華北計(jì)算技術(shù)研究所 總體部，北京 100083

General Department,North China Institute of Computer Technology,Beijing 100083,China

1 引言

近年來(lái)，隨著軍事需求與技術(shù)的發(fā)展，建模仿真應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在國(guó)防建設(shè)、裝備發(fā)展等過(guò)程中發(fā)揮了重大作用，已成為裝備研制、新技術(shù)驗(yàn)證等方面的重要支撐手段。

仿真體系結(jié)構(gòu)作為建模仿真技術(shù)的基礎(chǔ)與核心，是從整體上描述仿真系統(tǒng)各組成單元的結(jié)構(gòu)，及各單元之間的物理和邏輯關(guān)系，對(duì)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和使用有重要的指導(dǎo)作用。因此，仿真體系結(jié)構(gòu)一直是建模&仿真領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是cyber-space、cyber對(duì)抗等新概念、新技術(shù)的提出，對(duì)仿真驗(yàn)證的需求更加強(qiáng)烈，要求仿真技術(shù)解決的問(wèn)題也越來(lái)越復(fù)雜，這要求仿真體系結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、通用化、服務(wù)化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)，并且需要具有可重用性、可擴(kuò)展性、可組合性與互操作性，從而支持跨靶場(chǎng)、與異構(gòu)資源進(jìn)行聯(lián)合仿真試驗(yàn)的能力。這對(duì)我軍目前廣泛采用的仿真體系結(jié)構(gòu)帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

在仿真體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，美國(guó)國(guó)防部（DoD）開(kāi)展了大量的研究工作，是目前主流仿真體系結(jié)構(gòu)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定者，代表了該領(lǐng)域的世界先進(jìn)水平。因此，為了規(guī)范進(jìn)而改進(jìn)我軍的仿真體系結(jié)構(gòu)，提高仿真系統(tǒng)的互操作性、可重用性和可組合性，以滿(mǎn)足新形式下對(duì)仿真體系結(jié)構(gòu)的需求，本文對(duì)美軍目前廣泛采用的多個(gè)仿真體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究與梳理，著重分析了各個(gè)體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)、存在的問(wèn)題，并研究了美軍用于指導(dǎo)未來(lái)仿真體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的路線(xiàn)圖。研究美軍的這些成果，對(duì)新形式下我軍仿真體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及改進(jìn)，有著重要的借鑒與指導(dǎo)意義。

2 美軍仿真體系結(jié)構(gòu)發(fā)展歷程與方向

美國(guó)國(guó)防部一直將建模與仿真列為重要的國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)，并建立了世界上最完備的作戰(zhàn)仿真體系。美軍仿真體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展主要經(jīng)過(guò)以下階段：

（1）1983年，DARPA與美陸軍共同制定了網(wǎng)絡(luò)仿真研究計(jì)劃——SIMNET。

（2）1989年，美軍在SIMNET的基礎(chǔ)上，研制了分布式交互仿真技術(shù)——DIS。

（3）1990年，DARPA資助MITRE公司設(shè)計(jì)了聚合級(jí)仿真協(xié)議——ALSP，并于1992年開(kāi)發(fā)出第一個(gè)投入使用的協(xié)議和相關(guān)支撐系統(tǒng)。

（4）1995年10月，美國(guó)國(guó)防部公布了建模與仿真主計(jì)劃——MSMP，決定建立一個(gè)通用的仿真技術(shù)框架，其核心是高層體系結(jié)構(gòu)——HLA。HLA于1996年8月完成基礎(chǔ)定義，并于2000年9月成為IEEE1516.X系列標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)防部規(guī)定2001年后所有國(guó)防部門(mén)的仿真必須與HLA兼容。

（5）美軍于20世紀(jì)90年代晚期啟動(dòng)了FI2010（Foundation Initiative 2010）工程，定義了試驗(yàn)訓(xùn)練使能體系結(jié)構(gòu)——TENA。

（6）2005年，美陸軍開(kāi)發(fā)了公共訓(xùn)練儀器體系結(jié)構(gòu)——CTIA。

（7）2009年，SISO對(duì)DIS與HLA進(jìn)行了升級(jí)與改進(jìn)。

歸納起來(lái)，美軍的仿真體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展可以概括為三個(gè)階段：

（1）以SIMNET、DIS、ALSP為代表的支持同類(lèi)功能仿真應(yīng)用互聯(lián)的仿真體系結(jié)構(gòu)[1]。

（2）以HLA為代表的開(kāi)放、通用仿真體系結(jié)構(gòu)。

（3）以TENA、CITA為代表的面向具體領(lǐng)域應(yīng)用的通用仿真體系結(jié)構(gòu)。

美軍在不同的時(shí)期，針對(duì)不同的需求，提出了上述不同的仿真體系結(jié)構(gòu)。這些體系結(jié)構(gòu)針對(duì)不同需求的特點(diǎn)，重點(diǎn)解決不同L（Live-實(shí)裝）、V（Virtual-模擬）、C（Constructive-仿真）層面的資源集成問(wèn)題，如圖1所示[2]。比如TENA重點(diǎn)是針對(duì)試驗(yàn)訓(xùn)練領(lǐng)域，因此它最初主要是解決L層面的集成問(wèn)題。但是，隨著它們的發(fā)展與改進(jìn)，之間的界限已經(jīng)開(kāi)始模糊。目前，各體系結(jié)構(gòu)均不同程度同時(shí)支持L、V、C三類(lèi)資源的集成。

圖1 仿真體系架構(gòu)對(duì)L、V、C資源的支持關(guān)系

由于上述仿真體系結(jié)構(gòu)均很好地滿(mǎn)足了所服務(wù)領(lǐng)域的需求，因此，它們之間沒(méi)有互相取代，而是形成了多種仿真體系結(jié)構(gòu)并存的現(xiàn)狀。美國(guó)防部對(duì)目前各體系架構(gòu)的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如下[2]：ALSP低于5%，DIS 35%，HLA35%，TENA15%，CTIA3%，其他體系結(jié)構(gòu)大概占7%?？梢?jiàn)，目前DIS、HLA的使用量最大，雖然TENA與CTIA目前的使用量還比較低，但是它們正在被越來(lái)越多的用戶(hù)關(guān)注并使用。

由于這些體系結(jié)構(gòu)所采用的技術(shù)、體制各不相同，極大影響了基于不同體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)間的互操作能力，為開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下多靶場(chǎng)間的聯(lián)合仿真試驗(yàn)帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在此背景下，美國(guó)聯(lián)合兵力司令部于2007年提出了LVC體系結(jié)構(gòu)路線(xiàn)圖——LVCAR（LVC Architecture Roadmap），其目的是對(duì)下一代分布式仿真試驗(yàn)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展作出規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)LVC仿真環(huán)境互操作性的重大提升。

另外，國(guó)外的一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)也對(duì)LVC仿真體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量研究工作，并在互操作方面提出了一些重要建議，比如OpenMSA、OSAMS、CONDOR等[3]。

3 美軍主要仿真體系結(jié)構(gòu)分析

本文主要針對(duì)目前被廣泛使用的DIS、HLA，將來(lái)有很大發(fā)展空間的TENA、CTIA，以及美軍用于指導(dǎo)未來(lái)體系結(jié)構(gòu)建設(shè)的LVCAR進(jìn)行重點(diǎn)分析。

3.1 分布式交互仿真——DIS

（1）DIS體系結(jié)構(gòu)介紹。針對(duì)SIMNET在不同平臺(tái)級(jí)對(duì)象的互操作性方面存在的問(wèn)題，美國(guó)防部發(fā)展了DIS，其目的是將不同時(shí)期的仿真技術(shù)、不同廠家的仿真產(chǎn)品和不同用途的仿真平臺(tái)集成在一起，實(shí)現(xiàn)交互功能。

DIS以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，主要由仿真節(jié)點(diǎn)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成。仿真節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)計(jì)算其內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)仿真實(shí)體的狀態(tài)，并把這些狀態(tài)及其內(nèi)部事件通知其他節(jié)點(diǎn)。此外，它還負(fù)責(zé)接收其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的狀態(tài)和事件信息，并計(jì)算這些信息對(duì)本節(jié)點(diǎn)的影響。這些分布式仿真節(jié)點(diǎn)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（支持局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)），以及網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)等設(shè)備聯(lián)接在一起，從而實(shí)現(xiàn)相互之間信息的交互[4]。

（2）DIS特點(diǎn)分析。DIS體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，容錯(cuò)性好，但是它也存在很多缺陷與局限性：

①DIS采用的是非對(duì)稱(chēng)的體系結(jié)構(gòu)，它通過(guò)規(guī)范異構(gòu)仿真節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行信息交換的格式、內(nèi)容、及通信規(guī)則，來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式仿真系統(tǒng)間的互操作，這種低層次的體系結(jié)構(gòu)對(duì)于處理具有復(fù)雜的邏輯層次關(guān)系的系統(tǒng)是不完備的[5]。

②DIS采用了固定的數(shù)據(jù)表示法，以保證異構(gòu)仿真節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)交換，這使得DIS無(wú)法做到在仿真節(jié)點(diǎn)間只傳遞變化的信息[5]。

③DIS以廣播方式實(shí)現(xiàn)仿真實(shí)體間的信息交互，即使仿真實(shí)體僅有部分狀態(tài)屬性發(fā)生變化，也需要廣播完整的PDU，因此帶寬的利用率很低[6]。

④DIS缺乏仿真器間時(shí)間同步的功能，可能導(dǎo)致時(shí)空的不一致[6]。

⑤PDU是針對(duì)某些領(lǐng)域而制訂的，很難適用其他領(lǐng)域的新型仿真器[6]。

3.2 高層體系結(jié)構(gòu)——HLA

（1）HLA體系結(jié)構(gòu)介紹。HLA是在新技術(shù)（特別是面向?qū)ο笈c分布計(jì)算技術(shù)）發(fā)展的前提下提出的，是從體系結(jié)構(gòu)層面對(duì)DIS的不足進(jìn)行了本質(zhì)上的改進(jìn)。

基于HLA的仿真系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示[1]，其中聯(lián)邦指用于達(dá)到特定仿真目的的分布仿真系統(tǒng)；所有參與聯(lián)邦運(yùn)行的應(yīng)用程序稱(chēng)為聯(lián)邦成員；聯(lián)邦成員由若干相互作用的對(duì)象構(gòu)成，對(duì)象是聯(lián)邦的基本元素。另外，HLA支持聯(lián)邦作為一個(gè)成員加入到一個(gè)更大的聯(lián)邦中。

圖2 基于HLA的仿真系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖

HLA主要由三部分組成：規(guī)則、對(duì)象模型模板OMT、接口規(guī)范。規(guī)則定義了在聯(lián)邦設(shè)計(jì)階段必須遵循的基本準(zhǔn)則；OMT定義了一套描述HLA對(duì)象模型的部件；接口規(guī)范定義了仿真系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，支持聯(lián)邦成員間互操作的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)[1]。

HLA的邏輯結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由各聯(lián)邦成員和運(yùn)行支撐環(huán)境RTI構(gòu)成。其中RTI是分布式仿真系統(tǒng)的關(guān)鍵，它按照HLA接口規(guī)范提供一系列服務(wù)函數(shù)，支持聯(lián)邦的運(yùn)行、聯(lián)邦成員之間的互操作，以及聯(lián)邦成員級(jí)的重用[1]。

圖3 HLA仿真的邏輯結(jié)構(gòu)圖

（2）HLA特點(diǎn)分析。HLA主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①HLA是開(kāi)放的、通用的、支持面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)。

②HLA通過(guò)提供相對(duì)獨(dú)立的支撐服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)了將應(yīng)用層同底層支撐環(huán)境分離。

③HLA支持應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用，易于新的仿真系統(tǒng)的集成與管理。

④HLA可根據(jù)不同應(yīng)用目的，實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦的快速組合和配置，保證聯(lián)邦范圍內(nèi)的互操作與重用。

⑤HLA基于客戶(hù)/服務(wù)器技術(shù)而不是廣播方式，并且聯(lián)邦成員基于對(duì)象描述支持信息的按需產(chǎn)生與接收，從而有效減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

然而，HLA也存在以下不足：

①互操作性差：基于HLA的仿真系統(tǒng)中所有聯(lián)邦成員的對(duì)象模型必須一致，否則即使聯(lián)邦成員與HLA是一致的，也不能互相操作。

②雖然HLA支持時(shí)間受限與時(shí)間調(diào)節(jié)兩種方式的時(shí)間管理，但是實(shí)時(shí)服務(wù)的性能較差。

③由于HLA要實(shí)現(xiàn)通用性，它必須非常靈活，這就要求對(duì)具體應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)所施加的限制必須非常少，因此，對(duì)于具體領(lǐng)域的特定需求，只能由領(lǐng)域自身加以解決[7]。

3.3 試驗(yàn)訓(xùn)練使能體系結(jié)構(gòu)——TENA

（1）TENA體系結(jié)構(gòu)介紹。TENA是針對(duì)試驗(yàn)、訓(xùn)練領(lǐng)域的特定需求而設(shè)計(jì)的，以提供試驗(yàn)和訓(xùn)練所需的更多特定能力，它的主要目的是促進(jìn)試驗(yàn)與訓(xùn)練領(lǐng)域資源的互操作、重用和可組合[8]。

TENA按照擴(kuò)展的C4ISR體系結(jié)構(gòu)框架的邏輯結(jié)構(gòu)，從運(yùn)作、技術(shù)、軟件、應(yīng)用、產(chǎn)品線(xiàn)等方面，建立了邏輯靶場(chǎng)資源開(kāi)發(fā)、集成和互操作的總體技術(shù)框架[9]（如圖4所示），主要包括五部分：

□吉林省四平市伊通滿(mǎn)族自治縣河源鎮(zhèn)板石村黑社會(huì)性質(zhì)組織團(tuán)伙頭目孟慶革靠著家族勢(shì)力支持，當(dāng)上村委會(huì)主任后，越發(fā)無(wú)法無(wú)天、橫行霸道，不僅對(duì)村民任意打罵，就連被他認(rèn)為不聽(tīng)話(huà)的村干部，也會(huì)遭到打罵、威脅。多年來(lái)，他接連控制了當(dāng)?shù)睾由?、林木等資源，壟斷了當(dāng)?shù)氐拿讟I(yè)買(mǎi)賣(mài)、村村通路網(wǎng)建設(shè)和建筑行業(yè)，并利用職權(quán)，侵吞國(guó)家扶貧款達(dá)60余萬(wàn)元。

①TENA應(yīng)用：包括靶場(chǎng)資源應(yīng)用與TENA工具。靶場(chǎng)資源應(yīng)用是與TENA兼容的靶場(chǎng)儀器儀表或處理系統(tǒng)；TENA工具是可重用的TENA應(yīng)用，用于對(duì)“邏輯靶場(chǎng)”事件全生命周期的管理。

②非TENA應(yīng)用：是指與TENA不兼容但在試驗(yàn)中又是必須的靶場(chǎng)儀器儀表、被試系統(tǒng)等。

③TENA對(duì)象模型：它是靶場(chǎng)資源和工具之間用來(lái)通信的公共語(yǔ)言。

圖4 TENA體系結(jié)構(gòu)概覽圖

④TENA公共基礎(chǔ)設(shè)施：主要包括TENA中間件、TENA倉(cāng)庫(kù)和TENA邏輯靶場(chǎng)數(shù)據(jù)檔案。

⑤TENA實(shí)用程序：是指為使用TENA及對(duì)其進(jìn)行管理而設(shè)計(jì)的相關(guān)應(yīng)用程序，如倉(cāng)庫(kù)管理器、資源瀏覽器、TENA網(wǎng)關(guān)等。

（2）TENA特點(diǎn)分析。TENA主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)[10]：

①TENA是針對(duì)試驗(yàn)與訓(xùn)練領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的，它針對(duì)試驗(yàn)與訓(xùn)練領(lǐng)域的特定需求對(duì)HLA進(jìn)行了擴(kuò)展，提供了試驗(yàn)和訓(xùn)練所需的更多特定的能力。

②TENA所定義的TENA對(duì)象SDO比HLA對(duì)象要復(fù)雜、全面得多，它除了包含屬性還包含相關(guān)操作的方法，并支持對(duì)象的組合，從而可以有效提高對(duì)象的重用與互操作。

④TENA提供了TENA-HLA網(wǎng)關(guān)，以解決與HLA兼容的仿真試驗(yàn)/訓(xùn)練資源的重用與互操作。

3.4 公共訓(xùn)練儀器體系結(jié)構(gòu)——CTIA

CTIA是為美國(guó)陸軍LT2（Live Training Transformation）產(chǎn)品線(xiàn)的研制提供試驗(yàn)支持而設(shè)計(jì)的一種公共訓(xùn)練儀器體系結(jié)構(gòu)。CTIA的體系結(jié)構(gòu)如圖5所示[11]。

與上述其他體系結(jié)構(gòu)相比，CTIA具有以下重要特點(diǎn)：

（1）針對(duì)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路通信的不可靠性特點(diǎn)，CTIA采取了兩種策略：

①采取集中式服務(wù)的策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)無(wú)線(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)間帶寬的有效管理。

②提供了基于CORBA的網(wǎng)關(guān)技術(shù)，解決與其他非CTIA體系架構(gòu)的系統(tǒng)間可靠通信問(wèn)題。

圖5 CTIA層次結(jié)構(gòu)圖

（2）CTIA設(shè)計(jì)了公共數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)訓(xùn)練過(guò)程中產(chǎn)生的所有信息，從而一方面可以支持在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以進(jìn)行訓(xùn)練過(guò)程的回放；另一方面，通過(guò)對(duì)相關(guān)資源實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的保存，保證了相關(guān)組件/系統(tǒng)在重啟后仍能被正確識(shí)別，從而無(wú)縫接入訓(xùn)練過(guò)程，以保證訓(xùn)練過(guò)程持續(xù)穩(wěn)定地執(zhí)行。

（3）在目前的所有仿真體系結(jié)構(gòu)中，CTIA是唯一采用面向服務(wù)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)。

3.5 LVC體系結(jié)構(gòu)路線(xiàn)圖——LVCAR

“任何時(shí)候，如果想開(kāi)發(fā)系統(tǒng)C以取代A與B，那么最終結(jié)果將是A、B、C三個(gè)系統(tǒng)同時(shí)存在”，建模&仿真領(lǐng)域多體系結(jié)構(gòu)并存的現(xiàn)狀再次驗(yàn)證了Dell Lunceford的上述論斷。

隨著軍事需求與技術(shù)的發(fā)展，迫切需要將多靶場(chǎng)、多組織機(jī)構(gòu)、多武器平臺(tái)協(xié)同起來(lái)進(jìn)行聯(lián)合仿真試驗(yàn)，這首先需要解決多仿真體系結(jié)構(gòu)間的互操作問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，美國(guó)防部設(shè)計(jì)了多種不同的方法，比如統(tǒng)一仿真體系結(jié)構(gòu)、使用網(wǎng)關(guān)、中間件技術(shù)等，但是上述方法均存在一定的缺陷。

為了解決該問(wèn)題，美軍于2007年提出了LVC仿真體系結(jié)構(gòu)發(fā)展路線(xiàn)圖——LVCAR，主要目標(biāo)是[12]：提出一個(gè)遠(yuǎn)景構(gòu)想與支撐策略，以實(shí)現(xiàn)多體系結(jié)構(gòu)仿真環(huán)境互操作性的重大提升。該路線(xiàn)圖首先從技術(shù)、業(yè)務(wù)及標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)維度，對(duì)目前的主流仿真體系結(jié)構(gòu)間的差異進(jìn)行了分析，并制定了不同階段的任務(wù)。第一個(gè)階段是從2007年春季開(kāi)始，持續(xù)16個(gè)月的時(shí)間，該階段的目標(biāo)是形成LVCAR的最終報(bào)告。第二個(gè)階段是結(jié)合該最終報(bào)告的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)施。

LVCAR提出了三個(gè)重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，分別是：未來(lái)集成技術(shù)體系結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)模型、應(yīng)該發(fā)展與遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理流程，其中技術(shù)體系結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是需要首要解決的問(wèn)題。

截止到2009年，是LVCAR實(shí)施（LVCAR-I）的第一個(gè)階段，在該階段主要取得如下成果[11，13]：

（1）開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了“多體系結(jié)構(gòu)仿真系統(tǒng)工程”和“多體系結(jié)構(gòu)仿真聯(lián)邦協(xié)議”兩個(gè)原型系統(tǒng)，以及用來(lái)執(zhí)行這些聯(lián)邦協(xié)議的相關(guān)工具。

（2）研究了可用于提高LVC仿真可重用性的相關(guān)業(yè)務(wù)模型，并且深入分析了這些業(yè)務(wù)模型的可行性。

（3）研究了基于元數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)描述LVC仿真資源的機(jī)制，并對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類(lèi)；建立了LVC仿真資源庫(kù)，開(kāi)發(fā)了基于元數(shù)據(jù)的資源發(fā)現(xiàn)與定位原型系統(tǒng)。

（4）設(shè)計(jì)了對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行描述與特征刻畫(huà)機(jī)制，從而為用戶(hù)選擇合適的網(wǎng)關(guān)以接入試驗(yàn)環(huán)境提供更多的支撐。

（5）另外，還對(duì)SOA技術(shù)在M&S領(lǐng)域中如何應(yīng)用進(jìn)行了研究，深入分析了SOA技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用的利弊。

4 仿真體系結(jié)構(gòu)發(fā)展建議

美軍仿真體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展成果對(duì)我軍仿真體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)有重要的借鑒與指導(dǎo)價(jià)值，但是必須在充分認(rèn)清我軍現(xiàn)狀及需求的基礎(chǔ)上，有選擇地吸收美軍發(fā)展過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，繞開(kāi)美軍所走的彎路，研制符合我軍實(shí)際的仿真體系結(jié)構(gòu)。

由于前期美軍仿真體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展是以眼前的需求為驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，因此形成了目前多體系結(jié)構(gòu)并存的局面，并且由于體系結(jié)構(gòu)間的不兼容性，導(dǎo)致它們之間的互操作性很差，難以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下多靶場(chǎng)間聯(lián)合試驗(yàn)的需求。而我軍在仿真體系結(jié)構(gòu)的研究方面起步較晚，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)主要集中針對(duì)HLA開(kāi)展研究，并已開(kāi)發(fā)出了一些具有自主產(chǎn)權(quán)的RTI產(chǎn)品。而在建模仿真體系框架、試驗(yàn)與訓(xùn)練體系結(jié)構(gòu)方面，尚處于概念研究階段，未形成相應(yīng)的產(chǎn)品。因此，借鑒美軍在仿真體系結(jié)構(gòu)研制方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，認(rèn)為：我軍應(yīng)該重點(diǎn)研制能夠支持多靶場(chǎng)間異構(gòu)L、V、C資源聯(lián)合仿真試驗(yàn)的一體化仿真體系結(jié)構(gòu)，而不應(yīng)照搬美軍的發(fā)展思路，只研制基于TENA的試驗(yàn)訓(xùn)練領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)。

為了能夠支持網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下多靶場(chǎng)間的聯(lián)合仿真試驗(yàn)，要求我軍未來(lái)仿真體系結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、通用化的發(fā)展趨勢(shì)，具備以下方面的能力：

首先，要求能夠支持物理上分布的廣域網(wǎng)范圍內(nèi)的大規(guī)模信息的高效交換與傳輸。

其次，要求能夠支持各類(lèi)異構(gòu)L、V、C資源及模型的動(dòng)態(tài)接入、集成及互操作，并能夠有效支持資源與模型的重用。

另外，需要能夠適應(yīng)服務(wù)化發(fā)展趨勢(shì)，滿(mǎn)足對(duì)未來(lái)面向服務(wù)的武器平臺(tái)系統(tǒng)的試驗(yàn)需求。

最后，未來(lái)的仿真體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該具備開(kāi)放性，具有靈活高效的時(shí)間管理機(jī)制，要求既能滿(mǎn)足建模仿真的需求，又能支持試驗(yàn)與訓(xùn)練，并能很好地服務(wù)于裝備的論證、設(shè)計(jì)、集成等全生命周期的驗(yàn)證。

針對(duì)上述需求，本文在深入研究美軍仿真體系結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，建議我軍未來(lái)仿真體系結(jié)構(gòu)可以重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面開(kāi)展研究：

（1）異構(gòu)仿真試驗(yàn)資源管理技術(shù)研究：

①建立聯(lián)合通用對(duì)象模型[14]，以支持不同靶場(chǎng)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的高效交換。

②參考美軍的MSC-DMS[15]，建立覆蓋仿真、試驗(yàn)、訓(xùn)練等異構(gòu)仿真試驗(yàn)資源的元數(shù)據(jù)模型，設(shè)計(jì)資源的語(yǔ)義描述機(jī)制，為資源的快速發(fā)現(xiàn)、有效重用提供基礎(chǔ)。

③建立可重用、可組合的基礎(chǔ)仿真試驗(yàn)資源庫(kù)。

（2）異構(gòu)仿真試驗(yàn)資源集成中間件技術(shù)研究。研究LVC網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋、代理等技術(shù)，以支持對(duì)基于不同體系結(jié)構(gòu)的異構(gòu)系統(tǒng)、資源的統(tǒng)一接入與集成；建立能夠滿(mǎn)足多靶場(chǎng)試驗(yàn)運(yùn)行環(huán)境、通信機(jī)制、時(shí)間管理等需求的運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)施，為系統(tǒng)的運(yùn)行提供互操作支撐平臺(tái)。

（3）SOA在仿真體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究。雖然SOA技術(shù)在其他領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用，但是由于仿真試驗(yàn)領(lǐng)域的特殊需求（如實(shí)裝的高實(shí)時(shí)性要求等），不能照搬其他領(lǐng)域的做法直接引入SOA。而應(yīng)借鑒美軍的思路，首先對(duì)SOA在仿真試驗(yàn)領(lǐng)域應(yīng)該如何應(yīng)用進(jìn)行深入研究，以充分理解SOA可能帶來(lái)的利弊，從而在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中有選擇地使用SOA技術(shù)，以最大程度地提高系統(tǒng)的靈活性與可擴(kuò)展性。

（4）借鑒美軍提出的DSEEP[16]，開(kāi)展用于指導(dǎo)我軍分布式仿真開(kāi)發(fā)管理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)工程方法研究。

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