一种仿真试验体系结构下的进程控制组件开发＊

蒋 涛 芮 力

（1.海军工程大学兵器工程系 武汉 430033）（2.92664部队 青岛 260023）

1 引言

仿真技术的进步对国防工业的发展产生了深远的影响，2007年7月美国国会通过法案承认建模＆仿真技术对美国国家安全和繁荣作出的贡献［1］。基于体系结构的仿真是当前仿真发展的主流，美军普遍使用公共体系结构将各种虚拟的、真实的、构造的资源组成逻辑试验场来进行试验和训练，提升国防实力。当前国内外试验场普遍使用三种公共体系结构：分布式交互仿真DIS、高层体系结构HLA和试验与训练使能体系结构TENA［2～4］。在实现基于体系结构的仿真时，需要有相应的试验进程控制工具，因此本文基于某种仿真试验体系结构开发了一种进程控制组件，用于实现对试验进程的设计、执行和控制。

2 需求分析

进程控制组件主要用于在用户根据具体任务选择参试资源后开发试验流程，从而控制各个参试资源的运行时序，因此，进程控制组件应该具有在试验流程中控制参试设备的功能，其需求分析如下：

1）不同的试验资源所需的试验控制指令不同，因此进程控制组件应该具有针对不同试验资源的控制指令设计功能。设计完成的控制指令应该能够以表格形式存储于指令数据库中，以供用户后续开发试验流程使用，进程控制组件应提供对指令数据库中指令的添加、编辑和删除等操作功能。

2）不同的试验任务所需的试验资源和试验控制流程不同，因此进程控制组件应该具有根据不同试验任务需求设计试验流程的功能。设计完成的试验流程应该能够以表格形式存储于流程数据库中，进程控制组件应提供对流程数据库中试验流程指令集的添加、编辑和删除等操作功能。

3）进程控制组件应该提供给用户根据不同试验任务选择流程数据库中已开发的试验流程并执行的功能，且应该具有单步执行或顺序执行的功能。在试验流程执行过程中应该提供给用户动态控制功能，包括试验流程暂停、恢复和停止等，具有向用户实时显示流程执行信息的功能，以使用户可以在试验中参与交互。

此外，进程控制组件也应该具有流程执行日志保存／显示功能，以方便用户日后查询。

3 控制指令设计

经过对大量试验资源控制指令进行分析，可将试验资源控制指令按功能抽象为不同的类型，对每一类型的控制指令设计相应的操作实现函数。在试验流程执行时，进程控制组件根据用户选择的操作函数和函数的参数，调用对应的内置函数，即可完成进程的控制。表1列举了抽象出来的13种控制指令类型及其对应的操作实现函数。

表1 13种控制指令类型及对应函数

4 组件设计与实现

图1 组件设计框架

根据前面的需求分析，设计组件框架如图1所示。定义控制指令是利用前面设计的控制指令开发控制指令表并存入指令数据库中，同时针对每一类型的控制指令按照设计开发相应实现函数实现指令解析单元。设计试验指令是指根据本次要执行的试验任务，从已开发的控制指令表中选出要使用的控制指令，然后开发针对本次试验要使用的试验指令并存入数据库中的试验指令表，同时在实现函数中填写相应的参数。开发试验流程由用户根据具体试验任务运行流程，从试验指令表中选择合适的试验指令开发试验流程表并存入数据库中。用户执行试验任务时，从数据库中选择已经开发的试验流程表就可以运行相应的试验流程，试验流程在运行时调用指令解析单元，通过指令和操作函数的映射，由操作函数将相应的控制命令通过通信代理发送给具体的参试资源，同时从参试资源获取返回状态，通过反映射反馈给用户具体运行的试验流程。在试验流程运行过程中，由日志记录模块实现试验过程日志记录功能并存入数据库，以备日后查看。

进程控制组件的具体实现类图如图2所示。组件基类主要实现一些与体系结构交互的接口。进程控制主窗口类继承组件基类的接口并实现组件的基本功能，同时分别通过响应鼠标右键双击和左键单击提供导向流程执行控制面板和流程编辑对话框类的功能。组件菜单对话框类主要响应鼠标左键点击导向功能。流程编辑对话框类主要实现试验流程开发功能，它复合了试验流程指令编辑类和试验指令设计类，试验流程指令编辑类实现了开发试验流程时编辑试验流程指令功能，试验指令设计类实现了设计试验指令功能，这三个类分别以对话框形式和用户进行开发交互。流程执行控制面板类主要实现与运行试验流程相关的功能。指令解析类实现整个试验流程运行过程中的指令解析功能。日志记录／显示类实现与日志相关的功能。

图2 组件类图

图3 试验指令设计及流程开发图

5 组件测试

组件测试是在某仿真试验体系结构下进行的，该体系结构可以支持由实物、半实物和虚拟试验资源构成的试验任务。首先用户根据具体试验任务选择试验资源组建基于体系结构的试验工程，然后利用进程控制组件开发面向本次试验任务的试验指令，并根据所开发的试验指令和具体试验运行流程设计试验流程。

组件测试主要测试设计试验指令、开发和执行试验流程等组件功能。部分测试结果如图3和图4所示。图3显示了开发试验指令和开发试验流程的部分功能图，其中前面的对话框为试验指令开发对话框，后面对话框为试验流程开发对话框。图4为显示执行所开发试验流程情况的控制面板，其中在该面板上提供给用户各种与试验流程执行相关的命令，日志记录功能在后台自动完成，通过保存日志按钮实现日志保存，通过点击日志管理区中的记录日志在下面进程控制过程显示区显示运行日志。经过测试，从图3、图4所展现的部分测试图片可知组件满足试验需求。

图4 试验流程运行情况图

6 结语

本文所述进程控制组件提供给用户灵活、友好的方式开发试验流程、执行试验流程功能，用户无需编程即可完成对整个试验任务执行控制，节省了试验任务开发时间和成本。

［1］Live Virtual Constructive Architecture Roadmap（LVCAR）Final Report［EB／OL］.http：／／www.msco.mil／files／MSCO Library／LVCAR Final Report 20090814.pdf.

［2］The Test and Training Enabling Architecture Reference Docu－ment，http：／／www.tena－sda.org／TENA Architecture Document（2002）.pdf.

［3］王琼，蔡小斌，杜承烈，等.分布虚拟试验支撑环境研究［J］.计算机仿真，2005，25（5）：15－19.

［4］杜承烈，陈进朝，尤涛.虚拟试验软件平台技术的研究与展望［J］.计算机测量与控制，2011，19（3）：490－492.