计算机仿真DIS技术.docx
计算机仿真DIS技术分布式交互仿真（Distributed Interactive Simulation, DIS）是指用计算机网络将分布在不 同地点的仿真设施（如飞行模拟器、坦克模拟器）联结起来，通过仿真实体间的实时数据 交换构成时空全都的合成训练环境的一种先进的仿真技术。目前，DIS作为一种新兴的仿真 技术，被广泛应用于在大规模的多武器平台体系对抗仿真演练中讨论、评估和验证单武器 系统的性能，同时为武器系统的方案论证、优化设计、质量保证、鉴定定型也起到了重要 作用。分布式交互仿真的进展经受了三个阶段，即：DIS阶段、ALSP阶段、HLA阶段。而，基 于DIS标准的分布交互仿真系统的基本思想是通过建立全都的标准通信接口来法律规范异 构的仿真系统间的信息交换，通过计算机网络将位于不同地理位置上的仿真系统联接起来, 构成一个异构的综合作战仿真环境。一、DIS系统的基础结构概念：（1）的集合来描述，对象可以是人或设施；这些对象之间通过一系列的大事产生交互 作用，一个大事可以对几个对象产生影响。（2） 仿真节点的自治性：DIS的仿真节点负责维持实体的状态，该节点在必要状况下还 有责任将消息传送给其他节点，可知他们任何可观测到的动作，全部的节点都有责 任解释和应答其他节点传来的与之有关的消息。大事通过仿真网络供应应全部与该 大事有关的对象，发生大事的仿真节点不需要了解其他节点受该大事影响的状况, 大事所触发的计算有感知大事的节点自行完成。每个仿真节点是完全自治的，通信 合同允许节点加入或脱离仿真运行的同时，不影响其他节点之间的交互作用。（3） 采纳合同转换：在加入DIS仿真之前，各节点是依据自身的仿真合同独立运行的。 在将遵守不同仿真合同的仿真节点集成到DIS环境中时，需要进行合同转换，使节 点遵守同一个仿真合同（DIS合同）。合同转换包括坐标系的转换、角度辨识方法的 转换和不同参数及之间的映射等。（4）采纳通信：仿真节点之间的信息交换式DIS的核心内容，为了使仿真数据能够正确 传输，全部节点必需采纳相同的局域网合同。当前的DIS合同的通信标准只是一个 应用层的标准，即TCP/IP的广播通信。二、DIS系统的体系结构树状结构树状结构（1）规律上的层次与物理上的网络互联结构结合：DIS系统的应用对象普遍具有递阶层次 性结构，这种层次结构在采纳分布式计算机网络时，直接对应的是下左图所表示的树状结 构。这种形式虽然充分表达了对象的层次信息结构，但这种结构有许多缺陷，假如通讯处 理任务加重，节点的自治性便会遭到迫坏。网状结构一般的，依据应用对象的地理分布状况，实行广域网和局域网互联的网络结构，以保 证节点的自治性。如上右图所示。对于网状结构，各节点之间的层次关系可采纳信息包地址和层次关系来保证。(2)采纳局部广播和点对点通讯相结合的通讯方式：假设每个节点所产生的大事都在网络上 进行广播传输，那么不仅造成通讯资源铺张，而且增加了各节点滤除不相关信息的负荷。因 此，合理的通讯方式是局部广播域点对点通讯相结合。(3)引入接口处理器：引入接口处理器是为了完成节点纳入DIS环境后所增加的必要的处 理工作。进行同步处理或 事件修正以及进 行通讯处理。三、DIS系统的特征：(1) DIS的基础结构和实现方式的特点:接 口 处 理 器 的要 优 点C保持节点的自治性减少节点的处理负荷减少节点的处理负荷提高DIS环境的扩展性(2)基于技术特性的DIS所具有的特点：a、互操作性：互操作性指多个仿真模型相 互协调工作的力量，它在DIS中主要表达为实体键数据的交互力量。互操作形式DIS的最 基本要求，相对于其他方面，这是讨论最深化的一个方面。这一点主要表达在以下两个方 面：1)标准的数据结构在DIS中，将分步仿真模型交互的数据分为假设干标准的类型，分别 对这些交互数据定义一系列标准的数据结构，即IEEE1278-1995标准；2)TCP/IP的广播通 信：如下列图。实体状方FW.开火屯,爆炸fW )TCP/IP广播通信b、可伸缩性:DIS的通用框架可以有效的是一个数目不断增长的并发动态实体的方针， 并且数目的增长不会引入对该体系的结构性修改。在DIS中，可伸缩性的困难同时现在网 络资源和计算机处理力量两个方面。D I S系统中数据交换的标准，定义的PDU掩盖了多东经90.种仿真问题，包括仿真实体的状态、实体间的交互信息、演练的管理和掌握等。目前，DIS 采纳的最有效的方法是引入DR推算和PDU过滤两种方法：DDR算法推算过程，如下左图； 2)PDU层次化过滤：PDU的层次化过滤包括输出过滤和输入过漉，过漉包括五级,DIS演练 号过滤、PDU类型的过滤、实体类型的过滤、实体作用于的过滤和实体位置过滤，通过层次 过漉可以保证网络宽带和计算机资源得到有效的采用。c、时空全都性：和前二者相比，时空全都性是有人的感觉和行为来衡量的，因此较为 抽象、简单。时空全都性主要包括空间表达全都和分布仿真时间全都两个方面:1)空间全都 性：包括相容的环境数据库和统一的坐标系统；2)时间全都性：大跨度、高进度的时间表 达和递阶混合时间同步策略。仿真世界中的位 置是用一个右手 笛卡尔坐标系来 标注的，这一坐 标系被称作世界 坐标系虚拟仿真号驶内景实体坐标系的原点是实体的中 心，X正半轴指向实体正面， Y正半轴指向实体右侧，Z正 半轴指向实体底部。实体坐标系四、分布式交互仿真DIS技术的应用:汽车驾驶模拟器是一种能正确 模拟驾驶汽车驾驶的动作，获得实 车驾驶感觉的仿真设施，故其成为 汽车驾驶仿真系统。交互式驾驶模拟器要求促使汽车 驾驶模拟器的讨论和开发采纳分 布式交互仿真DIS技术。
