基于市场交易模式的LVC仿真系统服务调度方法与流程

基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法
技术领域
[0001]
本发明属于仿真技术领域，特别涉及一种基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法。


背景技术：

[0002]
lvc仿真是指实物(live)、虚拟(virtual)、构造(construct)相结合的仿真。实现lvc仿真需要基于分布式仿真支撑架构实现底层通信，并且采用网关、适配器、包装器等技术实现异构仿真资源的封装与集成。lvc仿真系统要求仿真系统必须按照1：1时钟速度推进。国外典型的lvc体系架构为tena，国内有vita、josim等。
[0003]
在lvc系统中，大量仿真实体分布式运行，通过互相调用服务实现交互操作，这样，就会出现仿真交互计算需求冲突，导致计算任务阻塞。一般的仿真系统在遇到请求冲突的时候采取先来先服务的模式，这样可能出现一些低优先级的仿真请求先获得了服务，而高优先级的仿真请求没有及时获得服务的现象。


技术实现要素：

[0004]
为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，借鉴市场经济资源优化配置模式，构建仿真系统内的市场环境，采用市场交易机制，根据仿真需求重要性将资源点数分配给参加仿真并需要相关服务的仿真实体，在仿真过程中，仿真实体采用竞价的方式购买仿真服务，这样高优先级的仿真请求由于竞价高，能够及时获得服务，使得使分布式系统具有更强的动态性和自组织特性，可以有效解决任务阻塞问题，从而完成本发明。
[0005]
本发明提供了的技术方案如下：一种基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，包括以下步骤：
[0006]
s1，根据仿真应用需要定义以服务方式提供的仿真交互；
[0007]
s2，根据服务器在单位时间内能够提供的服务容量定义资源点数，资源点数是一个常数，其数值等于完成该仿真交互服务所需的时间t和调度周期t的乘积；调度周期t是指，服务器权重分配算法将资源点数重新分配的周期；
[0008]
s3，根据权重分配算法将资源点数分解给所有需要使用该仿真交互服务的仿真实体；
[0009]
s4，在某一时段仿真实体使用出价算法计算设定的资源点数即出价值参加仿真交互服务竞标；
[0010]
s5，所有在该时段需要该仿真交互服务的仿真实体按照竞标出价值排序，出价值最高者获得服务，其他仿真实体继续按出价顺序排队；
[0011]
s6，出价却未获得服务的仿真实体使用应变算法，调整出价；
[0012]
s7，服务器向仿真实体提供仿真交互服务后，回收该仿真实体出价的资源点数；
[0013]
s8，服务器按照调度周期将回收的资源点数按照权重分配算法重新分解给所有需
要使用该仿真交互服务的仿真实体。
[0014]
根据本发明提供的一种基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，具有以下有益效果：
[0015]
(1)本发明中基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，基于竞价机制解决分布式仿真系统的计算任务阻塞问题，使分布式系统具有更强的动态性和自组织特性；
[0016]
(2)本发明中基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，提供了分布式仿真系统调节任务资源分配的方式，使仿真系统的计算任务裁决具备动态适应能力；
[0017]
(3)本发明中基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，通过应变算法为分布式系统的计算任务调度提供了更加敏捷的调整方式，使系统获得更强的可控性。
附图说明
[0018]
图1示出本发明中基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法的流程示意图。
具体实施方式
[0019]
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0020]
本发明提供了一种基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，lvc仿真系统是使用lvc仿真中间件实现集成的大型异构分布式仿真系统，系统中包含多个仿真实体，每个实体对应着逻辑靶场中的一个特定作战单元，该作战单元可以是虚拟兵力、模拟器或者实装。lvc仿真中间件属于类tena中间件，可以是tisa、vita等lvc仿真中间件，需要具备支持可配置的状态订阅、消息传递和远程方法调用三种交互模式，支持全局逻辑时间管理。
[0021]
该基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0022]
s1，根据仿真应用需要定义以服务方式提供的仿真交互。
[0023]
采用远程方法调用的方法完成仿真交互过程，仿真交互过程可以是地理信息查询、环境信息查询、毁伤信息查询、目标特性查询等。远程方法调用的实现通过corba的rmi实现，由stub和skeleton两部分完成，在远程方法调用的过程中，订阅者端通过stub与corba的orb进行交互，发布者通过corba的skeleton与orb进行交互，这样订阅者就可以通过stub和skeleton实现对发布者的方法调用。
[0024]
s2，根据服务器在单位时间内能够提供的服务容量定义资源点数。资源点数是一个常数c，其数值等于完成该服务所需的时间t和调度周期t的乘积。调度周期t是指，服务器权重分配算法将资源点数重新分配的周期。
[0025]
s3，根据权重分配算法将资源点数分解给所有需要使用该仿真交互服务的仿真实体。权重分配算法按照仿真系统设计时设置的权重系数进行分配，仿真实体i的归一化权重系数为xi，则其获得的资源点数s＝xi*c。
[0026]
仿真系统根据仿真需求重要性设置仿真实体的权重系数，将资源点数分配给参加仿真并需要相关服务的仿真实体。
[0027]
s4，在某一时段仿真实体使用出价算法计算一定的资源点数即出价值b参加服务竞标，出价算法按照仿真实体对服务需求的紧迫度e和该仿真实体在调度周期内需要服务的平均次数m进行计算，紧迫度e为当前时刻距调度周期结束的时间。出价值b＝s*w*(t-e)/
(t*m)，其中w为紧迫度系数，默认值为1。
[0028]
s5，所有在该时段需要该仿真交互服务的仿真实体按照竞标出价值b排序，出价值最高者获得服务，其他仿真实体继续按出价顺序排队。
[0029]
s6，出价却未获得服务的仿真实体使用应变算法，调整出价。
[0030]
根据应变算法，未获得服务的仿真实体根据预设的应变策略调整紧迫性系数w，以便在下一次竞价中获得所需的仿真服务。
[0031]
根据仿真实体对于仿真服务的需求不同，应变策略分为增加当前仿真周期获得服务概率和增加下一仿真周期获得服务概率两种。增加当前仿真周期获得服务概率采取立即按预设百分比增加紧迫度系数w的取值的方式。增加下一仿真周期获得服务概率采取立即按照预设百分比降低紧迫度系数w的取值，若当前仿真周期结束仍未获得服务则按预设百分比增加紧迫度系数w的取值参加下一仿真周期的竞价。
[0032]
s7，服务器向仿真实体提供服务后，回收该仿真实体出价的资源点数。
[0033]
s8，服务器按照调度周期将回收的资源点数按照权重分配算法重新分解给所有需要使用该仿真交互服务的仿真实体。
[0034]
实施例
[0035]
实施例1
[0036]
lvc仿真系统是使用lvc仿真中间件实现集成的大型异构分布式仿真系统，仿真系统中包含多个仿真实体，每个实体对应着逻辑靶场中的一个特定作战单元。坦克a是其中一个仿真实体，其提供一个仿真服务p为根据请求者的要求计算坦克a在请求者自身坐标系下的坐标。侦察兵实体r在仿真中需要使用该服务完成对坦克a的侦察仿真，反坦克炮实体g在仿真中需要使用该服务完成对坦克a的炮击仿真。其中炮击仿真优先级最高，必须在一个仿真步长内得到结果，而侦察仿真优先级较低，可以延迟2个仿真步长得到结果。该系统仿真步长为1秒，仿真服务p所需要的计算和传输总时间为0.6秒。
[0037]
一般情况下，在仿真系统中仿真模型按照ooda，即观察、识别、决策、执行的顺序进行仿真，因此若侦察兵实体r和反坦克炮实体g同时开始仿真，侦察兵实体r的观察过程先执行，先发起对仿真服务p的请求，而反坦克炮实体g的执行过程后执行，后发起对仿真服务p的请求。在仿真时间为0.1秒时，侦察兵实体r发起对仿真服务p的请求，在0.2秒时反坦克炮实体g发起对仿真服务p的请求。
[0038]
在传统的仿真系统中，采取先到先服务的原则，这样侦察兵实体先得到坦克a的仿真服务p的服务。在0.7秒时，坦克a实体完成对侦察兵实体r的服务，开始为反坦克炮实体g服务，该服务需要在1.3秒时才能完成。这样，尽管反坦克炮实体g的打击服务优先级高，却没有能够在当前仿真周期内获得服务。
[0039]
采用基于市场交易模式的lvc仿真系统服务调度方法时：
[0040]
(i)根据坦克a服务器在单位时间内能够提供的仿真服务p的容量定义资源点数。资源点数是一个常数c，其数值等于该完成该服务所需的时间t和调度周期t的乘积。调度周期t是指，服务器权重分配算法将资源点数重新分配的周期，在本例中调度周期为2秒，c值为1.2。
[0041]
(ii)根据权重分配算法将资源点数分解给所有需要使用该仿真交互服务的仿真实体。权重分配算法按照仿真系统设计时设置的权重系数进行分配，仿真实体i的归一化权
重为xi，则其获得的资源点数s＝xi*c。针对仿真服务p，侦察兵实体r权重为0.333，反坦克炮实体g权重为0.666，这样侦察兵实体r获得0.4点，反坦克炮实体获得0.8点。
[0042]
(iii)当在某一时段仿真实体使用出价算法计算一定的资源点数(出价值b)参加服务竞标。在本例中，每一个仿真步长的0.2-0.8秒为仿真服务阶段，仿真步长开始前0.2秒到仿真步长开始后0.2秒为出价阶段。在出价阶段仿真实体按照出价算法出价竞价获得服务。按照出价算法b＝s*w*(t-e)/(t*m)。在0.1秒时，侦察兵实体r在调度周期内需要1次服务，出价为0.02，反坦克跑实体g出价值为0.08。
[0043]
(iv)所有在该时段需要该仿真交互服务的仿真实体按照竞标出价值排序，出价最高者为反坦克炮实体g，其获得服务，其他仿真实体继续按出价顺序排队。
[0044]
(v)出价却未获得服务的仿真实体使用应变算法，调整出价。根据应变算法，在第二个竞价周期，侦察兵实体r采用增加25％权重的模式，提高出价为0.275，反坦克炮实体g因无仿真需求没有出价，侦察兵实体r获得仿真服务。
[0045]
(vi)服务器向仿真实体提供服务后，回收该仿真实体出价的资源点数。
[0046]
(vii)服务器按照调度周期将回收的资源点数按照权重分配算法数重新分解给所有需要使用该仿真交互服务的仿真实体。
[0047]
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
[0048]
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。