基于触发的分布式应急系统框架的研究与实现

论文摘要

现代信息化作战环境复杂多变,各种信息资源完全分布在应急环境中,如何实时准确的完成各种信号的收集、分析、判断与决策,已成为亟待解决的问题。因此,迫切需要构建一个高度实时、可靠且易于扩展的分布式应急系统平台,满足国防信息化C4I系统建设的需求,为智能化的作战指挥提供良好的支撑。本文讨论了当前分布式实时嵌入式(DRE)系统的关键技术,以及在应急系统领域的应用现状。在构建DRE系统平台的基础上,提出一种基于触发的分布式应急系统框架;将嵌入式系统的设计方法同面向对象/组件的软件开发方法相结合,该框架基于实时嵌入式Linux操作系统和实时CORBA中间件。重点阐述了系统框架的设计流程,从层次型的软件体系结构设计到组件化的模块设计都进行了详细介绍,并将时间触发机制和状态触发机制引入应急系统框架,触发流程划分为基于时间的触发过程和基于状态的触发过程,实现了对应两类触发过程的时间触发源和状态触发源,重点介绍了如何实现Linux下精确的硬件定时和高效的数据采集并将其实现为实时CORBA服务。本文还介绍了触发决策和触发管理的具体实现,重点探讨了其中较为创新的实现方法,包括各种设备的扩展管理、可配置的触发动作的统一管理、触发规则库设计和高效的规则匹配数据结构与算法的实现等。最后,详细介绍了如何通过实时中间件TAO的实时调度服务和实时事件服务来实现应急系统框架的实时保障,并通过实验对应急系统框架实时性能进行测试。测试实验结果表明,本系统框架能够满足应急系统的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 分布式应急系统框架的系统平台
• 2.1 DRE 系统概述
• 2.1.1 DRE 系统的概念
• 2.1.2 DRE 系统的应用特点
• 2.2 实时系统及其相关技术
• 2.2.2 实时通信网络
• 2.2.3 实时操作系统
• 2.2.4 实时Linux 技术
• 2.3 嵌入式实时中间件
• 2.3.1 CORBA 和实时CORBA
• 2.3.2 实时ORB——ACE/TAO
• 第三章 基于触发的分布式应急触发系统框架总体设计
• 3.1 应急系统框架的触发机制
• 3.1.1 触发机制的概念
• 3.1.2 触发机制的应用特点
• 3.2 分布式应急系统框架的总体结构
• 3.2.1 系统总体结构设计
• 3.2.2 软件体系结构设计
• 3.2.3 系统硬件平台搭建
• 3.3 分布式应急系统框架功能模块设计
• 3.3.1 触发源模块
• 3.3.2 触发动作输出模块
• 3.3.3 触发管理模块
• 3.3.4 用户接口模块
• 第四章 应急触发流程及相应触发设备的设计与实现
• 4.1 应急系统框架的触发流程的设计
• 4.1.1 基于时间的触发过程
• 4.1.2 基于状态的触发过程
• 4.2 时间触发源和状态触发源的实现
• 4.2.1 时间触发源
• 4.2.2 状态触发源
• 4.3 触发设备接口的设计与实现
• 4.3.1 通用设备接口
• 4.3.2 触发源设备接口
• 4.3.3 触发动作输出设备接口
• 第五章 触发管理和触发决策的设计与实现
• 5.1 触发管理模块
• 5.1.1 触发管理模块接口设计
• 5.1.2 触发管理服务器
• 5.2 触发源和触发动作管理
• 5.2.1 触发源的管理
• 5.2.2 触发动作的管理
• 5.3 触发规则管理和触发决策
• 5.3.1 触发规则
• 5.3.2 触发规则管理接口设计与实现
• 5.3.3 触发决策的数据结构和算法
• 第六章 分布式应急系统框架的实时保障及性能测试
• 6.1 实时保障的关键技术
• 6.1.1 TAO 的实时调度服务
• 6.1.2 应急系统框架的实时调度模型
• 6.1.3 实时保障使用的TAO 一些关键技术
• 6.2 触发过程的实时保障
• 6.2.1 TAO 线程池和触发决策资源分配
• 6.2.2 TAO 实时事件服务
• 6.2.3 触发过程数据流的实时保障
• 6.3 测试实验及性能分析
• 6.3.1 实验平台的搭建
• 6.3.2 测试流程及性能评估
• 第七章 总结和展望
• 7.1 论文研究工作总结
• 7.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文