仿真综合集成环境中资源描述方法与技术研究

论文摘要

仿真技术经过近半个多世纪的发展,目前已应用到军事、社会、经济等各个领域。进入二十一世纪,人们对仿真的需求与日俱增,同时仿真对象日益复杂、资源需求量越来越大也给仿真系统的开发和应用带来了巨大的挑战。如何利用现有仿真资源满足应用领域中多样的仿真需求,是仿真界近期和未来研究的重点。仿真综合集成环境提供了一种解决方案,它参考仿真网格的思想,综合使用各种技术将模型计算、领域内外知识以及专家的介入有机结合起来,实现某一领域各种仿真资源的分类、整理、抽取和融合,在此基础上允许用户利用综合集成的仿真资源、组合仿真模型、规划仿真任务并合理调度各种资源来形成满足特定需求的仿真应用系统。知识是特定领域、特定语境下数据和信息的集合。在仿真综合集成环境中,知识的表现形式主要为经过验证的仿真模型、数据和工具等仿真资源。实现资源的共享与重用的前提是资源的规范描述。2002年,美国Boeing公司制定了仿真参考标记语言( Simulation Reference Makeup Language,SRML)。SRML当前唯一专门针对仿真模型资源进行描述的标记语言。本文主要工作是针对目前仿真对综合集成的需求,参考仿真网格的设计,总结国内外典型集成环境的研发经验,提出仿真综合集成环境的基本框架,将综合集成环境包含的资源分为五种类型,同时将仿真过程也定义为作为一种资源。在解决实现仿真综合集成环境关键技术过程中,重点研究了仿真资源的描述方法。文中基于SRML提出一种XSRML(eXtended Simulation Reference Makeup Language)描述方法,详细介绍了XSRML元素体系中各种元素的表达范围;在仿真资源描述技术实现上,建立资源描述的模型,归纳五种资源的描述内容,并用形式化描述方法进行表达;结合XSRML仿真资源描述方法,实现了仿真综合集成环境中资源的规范化描述,解决了由于各种资源差异明显、共享性不强导致的仿真效率较低的问题。最后,在仿真综合集成环境的基础上设计开发了遥感卫星天地一体化仿真系统。文章对该环境的主要功能模块进行了详细设计和实现,并使用了XSRML对其中的资源进行描述。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 对仿真综合集成环境的需求
• 1.1.2 资源描述问题的提出
• 1.2 相关问题的研究现状
• 1.2.1 仿真综合集成环境
• 1.2.2 资源描述
• 1.3 论文研究目的和论文安排
• 1.4 论文的创新点
• 第二章 仿真综合集成环境概述
• 2.1 仿真综合集成环境的含义
• 2.1.1 综合集成环境应具备的能力
• 2.1.2 综合集成环境基本框架
• 2.1.3 仿真综合集成环境的关键技术
• 2.2 仿真资源的分类
• 2.2.1 模型资源
• 2.2.2 数据资源
• 2.2.3 任务资源
• 2.2.4 节点资源
• 2.2.5 其他资源
• 2.3 仿真资源的管理
• 2.4 本章小结
• 第三章 仿真资源描述方法的介绍
• 3.1 仿真资源描述的要求
• 3.1.1 描述完整性
• 3.1.2 互联互操作性
• 3.1.3 平台无关性
• 3.1.4 灵活性
• 3.1.5 可信程度
• 3.2 几种仿真资源描述方法
• 3.2.1 元数据与XML结合
• 3.2.2 RDF描述
• 3.2.3 SRML描述
• 3.2.4 描述方法的对比
• 3.3 本章小结
• 第四章 仿真资源描述的技术实现
• 4.1 资源的形式化描述
• 4.1.1 资源描述模型的建立
• 4.1.2 描述对象的形式化表达
• 4.2 SRML描述资源的一般过程
• 4.2.1 SRML体系结构
• 4.2.2 SRML对模型的描述
• 4.3 XSRML资源描述方法
• 4.3.1 基本元素体系
• 4.3.2 元素的描述范围
• 4.4 资源描述的形式
• 4.4.1 描述语言的语法
• 4.4.2 不同类型资源的描述
• 4.5 描述文件的解析
• 4.5.1 文件解析的规则
• 4.5.2 主要函数及解析流程
• 4.6 本章小结
• 第五章 遥感卫星天地一体化仿真系统的资源描述
• 5.1 遥感卫星天地一体化仿真系统概述
• 5.1.1 集成环境应用背景
• 5.1.2 仿真运行环境的特点
• 5.1.3 主要功能和运行流程
• 5.2 资源管理系统的实现
• 5.2.1 运行管理模块设计
• 5.2.2 资源库模块设计
• 5.3 资源的描述和解析
• 5.3.1 资源描述
• 5.3.2 描述文件的解析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 课题展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果