第30卷第5期武汉理工大学学报·信息与管理工程版Vol. 30 2008年10月Oct. 2008 JOURNAL OF WUT(INFORMATION & MANAGEMENT ENGINEERING) 文章编号:1007-144X(2008) -05 -0771 -04 国民经济生产动员仿真演练系统的开发邓厚韬，王红卫，袁涛(华中科技大学系统工程研究所，湖北武汉430074)摘要:国民经济动员演练可以促进人们对国民经济动员工作的理解，熟悉动员工作的流程，但其演练需要耗费极大的人力物力。为了提高演练的效率、节省费用，设计并实现了国民经济生产动员仿真演练系统。首先对系统的特点进行了描述，基于系统的特点，采用高层体系结构HLA(high level architecture)作为仿真结构;然后使用离散事件对系统中各个联邦成员进行建模;最后应用面向对象的方法实现该系统，并给出了演练流程。该系统的运行有助于培训国民经济动员工作中的相关人员，也可以在一定程度上检验国民经济生产动员制定的计划。关键词:国民经济动员;生产动员;系统仿真:系统演练;高层体系结构中图法分类号: 文献标志码:A国民经济动员涉及物资生产、调度、配置、运可以相对独立地开发。根据国民经济生产动员的输等环节快速、合理动员以及医疗卫生动员，是一特点，仿真系统由4种类型的联邦成员构成，如图项复杂的系统工程[IJ。提高经济动员效益是经1所示。各个联邦成员的描述如下:①生产实体。济动员的"焦点而使用信息技术是提高国民经它是生产动员仿真系统中最核心的组成部分，是济动员效率的一个重要途径。文献[2-3 J阐述生产任务的执行方。它主要的活动有任务分析和了将信息技术和国民经济动员相结合的重要性和任务执行等。②经动办实体。它是生产动员任务途径。将仿真技术应用到国民经济动员中来，既能的下达方，领导并调度生产实体和保障实体。其节省时间和人力物力，又能收到不错的效果;文献主要活动有下达生产任务、分析生产缺项、异常和[4 -5J探讨了国民经济动员预案仿真演练系统中下达保障任务等。③交通运输和特殊保障实体。的仿真技术;文献[6J介绍了国民经济动员预案仿它属于动员保障实体，在短时间内解决生产中出真演练原型系统;文献[7-8J则进行了国民经济仿现的原材料缺项或者出现的生产线损坏和缺水缺真演练系统中医院实体的设计和开发。电等突发情况。④导演部。它控制仿真的开始和笔者提出的国民经济生产动员仿真演练系统结束，并可为生产实体设置生产异常[9J。模拟了生产企业在生产动员中，如何与其他动员单位协调并快速地完成动员任务。演练系统可以用来培训动员工作中的相关人员，使他们在短期内熟悉生产动员的整个流程。演练的结果也可以对生产动员预案进行检验。图1系统体系结构1 仿真系统体系结构2 各联邦成员离散事件仿真模型国民经济生产动员仿真演练系统，是对生产动员任务完成经历的仿真。为了体现分布式和突 生产实体发性的特点，笔者采用HLAJRTI作为仿真技术框笔者采用事件驱动法建立离散事件仿真模型，架，有效地将仿真功能实现、仿真运行管理和底层以事件为核心分析各个联邦成员的仿真模型。可将传输二者分离，隐蔽各自的实现细节，使各个部分系统中的事件分成内部事件与信息交互事件两种，收稿日期:2008-04 -19. 作者简介:邓j享韬(1982-) ，男，湖南涟源人，华中科技大学系统工程研究所硕士研究生.
武汉理工大学学报·信息与管理工程版2008年10月772 内部事件主要是刻画实体的内部活动，如生产单(4 )分析异常为内部事件。对生产实体上报位的任务执行和任务分析等，而信息交互事件则的异常进行分析，选择相应的生产保障实体来保是指系统中各个实体之间的信息交互。障生产正常进行。如接收到生产线的异常，应当(1)接收任务为交互事件。生产实体接收经由特殊保障实体维修生产线来解决。动办下达的生产任务。(5 )发送异常保障任务为交互事件。将异常(2)任务分析为内部事件。生产实体对接收保障任务发送给相应的生产保障实体。到的生产任务进行分析，对其分配生产资源如原 动员保障实体材料、能源等任务进行分析，将得到生产实体，完(1)接收任务为交互事件。生产保障实体接成该任务的原材料缺项和能源缺项。收经动办下达的缺项(异常)任务。(3)上报缺项为交互事件。若在任务分析事(2)任务执行为内部事件。生产保障实体解件中得出有原材料缺项或者能源缺项，则将相应决缺项(异常)，如交通运输实体运输生产实体所的缺项给经动办。缺少的原材料。(4)接收缺项保障任务完成通知为交互事(3)发送缺项(异常)保障任务完成通知为交件。接收到缺项保障实体发送的保障任务完成的互事件。完成缺项(异常)保障任务后，向生产实通知，如交通实体已将生产实体所缺少的原材料体发送缺项(异常)保障任务已经完成的通知。运送到生产实体。 导演部(5)任务执行和任务完成为内部事件。当生(1)仿真开始为交互事件。当系统中各个联产实体不存在缺项或者缺项已经被解决，生产实邦成员都已经注册后，仿真开始，随时间推进。体将开始执行任务，即生产相关的产品。任务执(2)设置生产实体异常为交互事件。设置生行事件是一个持续的过程，在此过程中，生产线的产实体的异常。产量将随着时间的推进而增加，而生产实体的原(3)仿真结束为交互事件。当生产动员任务材料库存也随着产品数量的增加而相应地减少。完成，仿真结束，时间停止推进。在任务执行过程中，导演部可以设置生产的异常，3 系统实现如生产线出现故障等，生产实体无法正常生产，将异常上报给经动办。经动办调度保障实体解决异 交互类常，如特殊保障实体对损坏的生产线进行维修。在以上分析中已经得到生产实体的交互模型异常解决后，任务继续正常执行，直到完成生产动(交互事件)，交互事件本质上是演练系统中各个员任务，此事件才结束。任务完成则标志着生产实体之间的通信。通信的内容不一样，导致了不同实体完成了生产任务所规定的产品数量。类型的通信，将这些消息抽象为不同结构的类，称(6)异常发生和上报异常为交互事件。在任为交互类。交互类的目的就在于表明某交互事件务执行过程中，导演部可设置生产实体的异常，使用到的消息结构。需要注意的是，国民经济动员预得生产实体无法正常执行生产任务，如生产线的案仿真演练系统中所有交互类的设计都是定义在毁坏。发现异常以后，将生产异常情况上报至经基类的基础之上的，基类的定义格式如表1所示。动办。表1基类的定义格式(7)接收异常保障任务完成通知为交互事属性名称英文名称数据类型件。接收到此通知后，将继续正常生产。发送方SenderEntity 字符串 经动办实体接受方ReceiverEntity 字符串(1)发送任务为交互事件。经动办将生产任事件IDEventID 字符串总记录数Reco时Total整数务发送给生产实体。当前记录数RecordPresent 整数(2)分析缺项为内部事件。对生产实体上报的缺项进行分析，选择相应的生产保障实体来保其中，发送方和接收方定义了发送和接收该障生产正常进行。如接收到生产实体原材料的缺交互类的实体，事件ID对应发送方发送该交互类项，应当由交通运输实体运输原材料解决。在实体中的事件。总记录数和当前记录数的使用(3)发送缺项保障任务为交互事件。将缺项是为了区分单包和多包，在某些时候，由于交互的保障任务发送给相应的生产保障实体。信息数据量大，考虑流量和网络带宽的问题，需要
第30卷第5期邓厚韬，等:国民经济生产动员仿真演练系统的开发773 发送方分成多包传送信息，因此当前记录数便标需实现HLA/RTI仿真技术提供给用户的LibRTI记了当前发送的包数序号。生产动员仿真演练系中的大部分RTIAPI接口。RTIAPI接口是LibR统使用的主要交互类阐述如下:TI中大部分服务的提供者。LibRTI包含有(1)任务类。任务类具体指经动办下达的生RTIAmbassador和FedAmbassador两个类。RTI产任务或者保障任务。任务类包括任务内容、完Ambassador类包含了RTI提供的所有服务，Fe›成数量、完成时限和地点等。dAmbassador类提供联邦成员必需的回调函数，联(2)异常缺项类。异常缺项类是生产实体发邦成员可以按需要重载该类中的虚函数。生异常或者缺项时向经动办发送的交互类。异常仿真联邦成员采用的是, pRTI的缺项类包含生产缺项，异常的类型，发生缺项的单RTIAmbassador和FedAmbassador包含在头文件位、时间，异常缺项内容的编号、内容、数量和计量RTI. hh和中，只需在头文件中包含这单位等信息。两个文件即可定义RTIAmbassador的对象:(3)异常缺项处理类。异常缺项处理类与异RTI: : RTIAmbassador时iAmbassadorj / /定义常缺项类相对应，是经动办给生产单位的对异常RTIAmbassador的对象-且iAmbassador缺项处理结果的回复。异常缺项处理类派生于异通过-且iAmbassador可以调用RTI的各种常缺项类，除异常缺项类所有的内容外，它还需提API函数，以完成相应的功能。供解决单位、解决方法和解决时间等信息给异常 演练流程缺项上报单位[IOJ。演练流程可以分为如下4个阶段:仿真开始(4)任务执行状态类。它表明任务执行的程阶段、任务分析阶段、任务执行阶段和任务完成阶段。其流程如图2所示[口]。度。任务执行状态类通常是动员执行单位(如交仿真开始阶段通运输实体)，将运输原材料的进度情况上报给经动办和生产实体。(5)生产异常信息类。生产异常信息类是由导演部负责发给生产实体的异常缺项参数设置信任务分析阶段息，它主要包括生产异常的类型，生产异常的对象。其中生产异常的类型具体包括生产线的损坏，水、电力供应的损坏。 界面类生产仿真动员仿真演练系统最重要的目的之一是训练国民经济动员工作中的工作人员，因此人机界面非常重要。生产仿真演练实体有较多信任务执行阶段息量，如生产线运作情况、生产作业计划情况、工作制度情况，以及交互事件情况，为了使用户可以随时查询这些信息，系统采用了单文档(SDI)多视图的文档视图结构。对于不同的仿真演练阶段，操作人员可以方便地在不同视图间进行切换，同样也可以应用界面上的事件处理按钮自动地在任务完成阶段所需要的界面间进行切换。另外，生产仿真演练也需要把生产实体生产的实时状况反映在界面上，以供操作人员决策分析时使用。因此，生产实体的界面中大量使用了包括树类、列表类、饼图，图2演练流程以及动画类在内的多种界面显示方式，为生产实体的仿真演练操作人员提供了友好的界面，同时4 结论也保证了演练的顺利执行[lIJ。 HLA/RTI接口类的开发现实中的国民经济动员演练需要较长的周为完成演练过程中各个参演实体的交互，必期，并需耗费相当大的人力物力，笔者以HLA的
774 武汉理工大学学报·信息与管理工程版2008年10月[5J 吴吴，费奇.基于HLA的国民经济动员仿真演体系结构为基础开发了国民经济生产动员仿真演练系统中的层次联邦设计[JJ.计算机与数字工程，练系统，自旨在计算机上进行生产动员仿真演练，使2006 ( 11) : 144 -149. 低成本、短时间的演练成为可能。仿真演练系统[6J 余明晖，曾伟，朱卫锋，等.基于高层体系结构刻画了在国民经济动员环境下，生产企业如何与(HLA)的国民经济动员仿真演练系统[JJ.科技进其他动员单位协作，快速稳定地完成生产动员任步与对策，2004(3):10-11. 务。本系统可培训经济动员工作中的有关人员，[7J 邓跃跃，王红卫.国民经济动员预案演练系统中医也可以在一定程度上为国民经济生产动员制定预院实体的分析与设计[JJ.华中科技大学学报:城市案提供依据和检验。科学版，2006(12):21 -24. [8J 袁涛，王红卫，邓厚韬.国民经济医疗动员任务的参考文献:抽组仿真研究[J].计算机仿真，2004(5):132 -135. [9J 蒋那平，谢道奎.仿真与国民经济[JJ系统仿真学报，2001(1):14 -17. [ 1 J 朱庆林，肖廷杰，李万超，等.国民经济动员概论[lOJ 王红卫建模与仿真[MJ.北京:科学出版社，2∞2[MJ北京:军事科学出版社，1997. [ 11 J HELFINSTINE B, WILBERT D. Experiences with data [2J 孔昭君.国民经济动员技术体系初探[JJ.北京理工distribution mana啡g阱伊e臼口阴mn阻eentin 阳1町g伊e配sC址曲e，f'e刨derat由lO叫nJ]. 大学学报，2004(8):416 -419 Simulation Nteroperablity Work Shop, 20∞( 3 ) : [3J 赵学东.运用信息技术提高国民经济动员的快速性1 745 -1 758. [1].国防，2003(7):55 -56. [12J 周彦，戴剑伟.HLA仿真程序设计[MJ.北京:电[4J 陈峰，费奇.国民经济动员仿真演练中的视景仿子工业出版社，2002.真研究[J].计算机与数字工程，2005(5):18 -21. Development of the Simulation and Training System for National Economy Production Mobilization DENG Houtα0， WANG Hongwei, YUAN Tìαo Abstract: The training of national economy mobilization can help people understand the national economy mobilization and its working process. However, the practice of national economy mobilization training always costs enormous human and material re›sources. To improve the efficiency, the simulation and training system for national economy production mobilization was designed and implemented. Firstly, high level architecture (HLA) w回proposedto be the simulation infrastructure based on the character›istics of the system . And the system based on HLA was also described. Then the method of discrete event was used to model the federation members. Finally, the system was developed according to object oriented programming . The simulation training process shows that the system could be applied to train the workers of national economy mobilization and verify the production plan to some degree. It can also be used to simulate and train workers in emergency. Key words: national economy mobilization; production mobilization; system simulation; system training; high level architecture DENG Houtao: Postgraduate; Institute of Systems Engineeri吨，HUST, Wuhan 430074, China. [编辑:王志全]
