分布式联动仿真架构与交互体系研究

一、DIS系统介绍

分布式交互仿真（Distributed Interactive Simulation）起源于美国国防高级研究计划局(DARPA，现更名为ARPA)和美国陆军在1983年共同制定的SIMNET计划。它是对具有时空一致性、互操作性、可伸缩性的综合环境的表达。DIS采用一致的结构、标准和算法，通过网络将分散在不同地理位置的不同类型的仿真应用和真实世界互联、互操作，建立一种人可以参与、交互的综合环境。

从体系结构上说，DIS的基础结构和实现方式有如下几个特点：

1． 没有控制整个仿真演练的中心计算机

一些仿真系统（如网络MUD）使用一台中心计算机维持整体的状态，并计算每一实体动作对其他实体和环境的影响,这样的系统必须根据其最大可能负载来确定资源配置，以便能够处理极端情况下的运算负载。DIS采用分布式仿真的方法，把仿真实体状态的任务留给通过网络相连的相互独立的仿真计算机。

2． 使用一个标准协议传输底层真实数据

每一个仿真应用都将它所控制(测量)的实体的状态(位置、方向、速度、铰链部件的位置等被称为底层真实数据)传递给网络中的其他仿真应用，接收方负责接收并进行计算，以确定发送方所代表的实体是否可通过视觉或电子装置所感知，被感知到的实体状态将会按单个仿真的要求展现给用户。

3． 平台级的大系统仿真

DIS充分利用现代计算机网络提供的强大的分布计算能力实现对复杂大系统的仿真，这和以往采用单计算机实现大系统仿真的策略不一样。比如对一次作战过程进行仿真，如果采用单计算机进行，则由于计算能力的局限，只能采用概率模型（比较典型的是兰彻斯特方程）进行大粒度建模仿真，在缺乏足够的试验数据支持下，这种概率模型的仿真结果可信度比较低。而DIS则提供基于武器平台粒度级的仿真，通过大规模联网实现对大系统的仿真。显然，单个武器平台的仿真模型要比一次作战过程的模型容易建立，且具有更高的可信度。因此DIS 的仿真结果更加真实地模拟了实际系统。

从技术特点上看，DIS还具有互操作性（Interoperability）、可伸缩性（Scalability）和仿真的时空一致性（Time-Space Coherence）等三大特性。下面我们分别介绍DIS在这三方面的技术方法。

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