王义冬 石伟峰 何洪雨 张伟峰

（1.中国人民解放军91872部队 北京 102442）（2.海军驻北京地区航空导弹系统军事代表室 北京 100854）（3.中国人民解放军91115部队 舟山 316041）

1 运行环境分析

HLA规范已经成为当前装备作战仿真主流的运行框架。采用HLA规范有两方面的优点：1）HLA规范是当前最为成熟、获得应用最为广泛的一种分布式仿真标准，按照此标准构建系统能够方便地与其他仿真系统实现互联；2）能够充分利用现有的软件资源（如RTI）来实现开发环境的底层支撑服务［1～3］。本文所研究的基于多Agent的装备仿真系统是以HLA框架作为支撑环境。基于HLA规范的典型仿真系统的集成结构如图1所示。

图1 基于HLA的仿真系统集成示意图

它包括全局执行进程RtiExec、联邦执行进程FedExec和LibRTI构成，其中RtiExec负责联邦运行的创建和结束；FedExec管理联邦仿真过程，包括成员的加入、退出以及成员间的数据交换和协调运行；而LibRTI实现了HLA接口规范中定义的服务，成员通过LibRTI库调用RTI的各个服务。成员内部的模型实现方式则由仿真应用开发人员确定，它可以包含Agent模型，也可以包含非Agent模型。也就是说，HLA规范关心的是成员层次的互联互操作，它将仿真应用模型与仿真支撑功能相解耦，将公共的仿真支撑功能分离出来，建立了一套标准的仿真管理和数据交换服务，为系统的互操作性、可重用性和可扩展性提供了仿真层次上的保证［4～5］。由此为基础，应用开发人员就只需关心模型构建方面的工作，从而大大节省了设计和开发的难度和工作量。

2 系统总体结构

面向Agent的装备作战仿真系统解决方案包括两个部分：开发阶段和运行阶段，总体结构如图2所示。

在开发阶段，为了提高仿真应用系统的开发效率，本文借鉴BOM（Base Object Model）相关理论，采用组件化的开发与系统集成思想。开发阶段主要包括组件开发，作战A－gent组件的装配以及系统的装配。仿真组件是仿真模型的软件实现，组件开发以仿真建模为基础，包括接口组件和封装组件的开发。接口组件开发以Agent之间的交互模型为基础，描述FOM或SOM的互操作模式，在系统运行时，通过RTI的数据分发功能，实现Agent之间的数据交互。封装组件的开发以仿真建模阶段提供的相关功能模型文档（包括感知函数、作战规约、作战规划、动作执行函数等模型说明文档）为基础，通过计算机语言编程为Agent组件的组装提供软件模型［6］。作战Agent装配以作战Agent类库为基础，对接口组件和封装组件进行组装，并封装成作战A－gent组件，使得作战Agent组件成为功能相对独立的软件模块。系统装配以仿真建模生成的成员代码框架为基础，根据系统部署图，以作战Agent组件为输入，对联邦成员进行组装。

图2 总体结构图

在运行阶段，以HLA框架为仿真支撑基础，重点是面向作战Agent的联邦成员。面向作战Agent的联邦成员包括两组容器：本地对象容器和远程对象容器。本地对象容器包括本地的作战Agent实体以及非Agent实体，这些实体决定了联邦成员所仿真的内容，在实际仿真运行时以组件调用的形式实现。在联邦成员中对作战Agent的部署通过组装的形式实现，系统装配通过该成员的作战Agent系统模型，从组件库提取相应的组件进行组装，形成多个作战Agent实例，并部署到本地对象容器。需要说明的是，对于非Agent实体，仍然采取联邦对象类实例实现，具体可参考标准的联邦开发过程［1～3］，不是研究的范畴。对于远程对象容器，主要存储其它联邦成员的实体在本联邦成员中的映射，包括映射作战Agent实体和映射非Agent实体，为了减轻网络负载，远程对象容器并不是存储其他联邦成员所有的远程实体，而只存储本联邦成员“感兴趣”的相关实体。RTI是HLA体系结构中接口规范的软件实现，为仿真运行提供必要的服务，同时也成为智能Agent通信的基础：对象管理服务能够支持智能Agent动态的加入或退出联邦，保证智能Agent仿真环境的可扩展性；声明管理服务能够灵活的确定智能Agent之间的消息传递关系；时间管理服务维护整个联邦范围内时间的一致性，保证多个智能A－gent行为时序逻辑的正确性；数据分发管理服务使智能A－gent之间能够高效地接收和发送事件和信息［7～8］。但是，在HLA仿真系统中，能够从环境中获取的数据（包括交互和属性）都要在联邦对象模型（FOM）中进行预先定义。与普通仿真对象不同，智能Agent是具有自主性和智能性的实体，因此，这种通过相对固定的FOM进行的交互难以保证智能 Agent通信的灵活性和开放性［10］。为了利用HLA／RTI在仿真建模和运行方面的优势，同时确保能够支持规范和开放的智能Agent通信，在文献［11］的基础上，通过更灵活的方式将智能Agent的通信机制和HLA仿真系统的模型交互方式进行了有效结合。

3 结语

综上所述，该系统设计中必须解决以下两个关键问题：

1）如何实现KQML－RTI控制器，通过 HLA／RTI与KQML的集成，实现智能Agent之间的通信和合作；

2）作战Agent组件的实现及其组装以及仿真系统的装配等。

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