[发明专利]一种基于HLA的通用分布式数据记录装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机仿真技术中基于HLA的数据记录装置，本发明还涉及应用该装置的记录方法。

背景技术

仿真技术是以相似理论、控制理论、计算机技术、信息技术及其应用领域的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门综合性技术。仿真技术具有学科面广、综合性强、应用领域宽、无破坏性、可多次重复、安全、经济、可控、不受气候条件和场地空间的限制等诸多独特优点，这是其它技术所无法比拟的。随着复杂大系统仿真应用的不断扩展以及仿真器的物理分布性的限制，分布式仿真技术应运而生；同时计算机网络技术的发展，也使得构建大规模分布式的仿真应用得以可行。HLA(high level architecture，高层体系结构)作为新一代分布式仿真标准，目标是要提高不同仿真间的互操作性及仿真、组件的可重用性。它在许多方面改进了原有的体系结构(如DIS协议，ALSP等)，具有广泛适用性、可伸缩性及用户自定制性等优势。

仿真数据记录是基于HLA的分布式仿真研究的重点内容，仿真数据记录是实现仿真重演、结果分析和评估的基础。现有的数据记录工具多采用集中式的方式，即采用单一数据记录成员的形式加入仿真联邦，订购并记录所有数据。这同HLA采用的组播通信机制以及数据过滤机制而获得的减少通讯数据量的优势相矛盾，并容易造成网络拥塞，产生数据丢失，不能满足大规模仿真系统的需求。然而随着基于HLA仿真应用的不断深入，仿真系统的规模越来越大，运行周期越来越长，仿真运行产生海量数据，传统的集中式数据记录模式会造成仿真数据丢失、影响仿真系统性能和精度等问题，进而制约仿真规模的扩展及HLA仿真的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于HLA的通用分布式数据记录装置和方法，以克服现有的集中式数据记录工具容易造成网络拥塞，产生数据丢失，不能满足大规模仿真系统需求的缺陷。本发明的装置包括计算机网络1、中央控制单元2和多个数据记录单元3；所述中央控制单元2包括数据记录任务初始分配模块S1、数据记录任务运行时调度模块S2和控制端通信模块S4，每个数据记录单元3由数据接收存储模块S3和存储端通信模块S6组成；中央控制单元2的控制端通信模块S4和数据记录单元3的存储端通信模块S6与计算机网络1相联以传输数据和控制命令；

数据记录任务初始分配模块S1：实现读取并解析联邦对象模型文档数据文件内容，在仿真开始运行前将仿真对象类记录任务和交互类记录任务分配给各个数据记录单元3；

数据记录任务运行时调度模块S2：根据各个数据记录单元3的负载信息在仿真运行时对其数据记录任务进行动态调整，将负载超过阀值的数据记录单元3的部分数据记录任务转移给负载较轻的数据记录单元3；

数据接收存储模块S3：在仿真运行时接收通过RTI传输的对象实例数据和交互实例数据，并压缩存储为二进制数据文件；

控制端通信模块S4：用于数据记录单元3向中央控制单元2汇报自身负载信息和调度执行情况，以及中央控制单元2向数据记录单元3发布初始记录任务分配信息和运行时记录任务调度指令信息。

本发明还提供基于HLA的通用分布式数据记录方法，它通过下述步骤实现：一、数据记录任务初始分配模块S1在仿真开始运行前将仿真的对象类记录任务和交互类记录任务分配给各个数据记录单元3；二、仿真运行开始；三、各个数据记录单元3记录仿真数据；四、各记录单元3上报自身负载信息；五、中央控制单元2逐个检查数据记录单元3的负载；六、是否存在重载的数据记录单元；结果为“是”则执行步骤七、计算该数据记录单元3重载程度，确定需迁移的数据量和记录任务；八、确定轻载的数据记录单元3来接收迁移出的记录任务；九、相关的数据记录单元3增加、取消相应的记录任务；十、返回步骤三，各个数据记录单元3继续进行仿真数据的记录；十一、仿真运行结束，步骤六的结果为“否”则返回步骤三的开始端。