刘卫东[1]2004年在《基于自律分布系统技术的可扩展监控仿真系统的研究与实现》文中研究表明近年来，随着计算机技术的不断发展和监控应用领域的扩大，传统监控系统已凸现其不足，其体系结构、通信模式和软件技术等方面在很大程度上已经不能满足监控系统所要具有的在线扩展、在线维护和容错等方面的需求。针对监控系统的新需求，本文主要讨论了一个基于自律分布系统(autonomous decentralized system)技术的可扩展监控仿真系统的设计与实现。实现的仿真系统在一定程度上满足了设计时提出的系统所应具有的在线扩展、在线维护和容错的需求。 论文首先分析了传统监控系统的基本情况，指出其在系统结构、通信模型和软件组件技术等方面已不能满足监控系统的新需求。提出了基于ADS技术的解决方案，介绍了ADS技术的基本概念和特点。然后对可扩展监控仿真系统的设计进行了概述：介绍了系统的设计思路、体系结构和软件组织结构，主要讨论了本系统的各个功能模块。论文对系统所采用的开发平台NX／DLINK的特点及系统的具体网络配置进行了介绍，重点对系统关键功能模块如画面编辑、控制对象信息的传输、文件传输和网络自动决策等的具体实现进行了讨论，对模块中存在的不足也相应的提出了改进方案。 最后对本文所做的工作进行了总结，并对未来的研究工作进行了展望。
谭永东[2]2007年在《自律分散系统动态进化问题研究》文中指出自律分散系统(Autonomous Decentralized System，ADS)技术经过近20年的理论研究、应用研究、国际学术交流以及标准化工作，形成了较为完整的技术体系。ADS的前提是系统应用环境的动态变化性和系统结构的对等性。这一前提隐含着当前子系统的集合构成一个系统，因而系统的时间、空间尺度不是在设计阶段决定的，而是在运行阶段动态变化的。人工进化功能、潜在功能和自我进化功能随时空动态进化表达技术的研究，构成ADS叁个新的研究方向：异构自律分散系统、角色自律分散系统和智能自律分散系统。本文以解决ADS系统的时空动态进化问题为目标，从异构数据层、异构应用系统集成层和潜在功能时空动态进化表达层研究相关技术。重点研究内容包括：异构数据共存条件下，支持通信服务质量的自律分散通信协议；异构自律分散系统集成时，实现数据过滤的网关系统集成模型及其评价技术；实现功能时空动态进化的角色自律分散系统体系结构及其关键实现技术；角色自律分散系统的形式化描述方法。在支持通信服务质量的自律分散通信协议研究方面，研究一个支持通信服务质量的自律分散协议---QoS-ADP。在分析测控系统数据语义的基础上，定义测控系统的通信服务质量；建立一种有效的数据自描述机制，实现数据的时间、精度等属性的自描述；讨论数据的过虑和仲裁机制；讨论基于以太网和基于CAN总线的二类实现技术，并进行仿真试验。结果表明，QoS-ADP协议实现了数据传输实时性与可靠性的折衷、数据的自律选择。采用冗余节点，异构精度数据源选择等方式可以实现系统容错，在数据级实现了系统的动态进化。在异构自律分散系统集成模型研究方面，建立网关系统模型，讨论信息的路径长度优化技术，设计网关系统的数据过滤协议和数据过滤算法，建立网关系统数据流量模型、工作能力模型，通过仿真计算评价网关系统的工作能力。仿真计算表明，网关系统工作能力全面优于单节点网关、故障切换网关和定时切换网关，可适用于异构自律分散系统的综合集成，在异构应用级实现了系统的动态进化。在角色自律分散系统体系结构及其关键实现技术研究方面，提出自动化系统新的设计开发理念和方法；提出角色域与数据域双重驱动体系结构(RDDA)模型；提出一种改进的局部分簇算法(ILCA)，实现类似于生物的自然选择机制；组态配置文件实现策略和机制的分离，角色仲裁实现控制中心角色转移和子站角色转移，动态加载机制实现系统的动态更新和同步。仿真试验表明，角色域与数据域双重驱动体系结构RDDA，是一种支持系统进化的、与策略无关的系统构造方法，实现了策略与机制分离，功能表达与功能分离，同时实现了对土／从结构，客户／服务器结构和对等结构的统一描述，可提高系统的快速重组、动态可重构水平。展示了RDDA结构的技术可行性和潜征应用前景。在角色自律分散系统形式化描述方法研究方面，提出角色自律度描述矩阵，RN-C方案。给出角色、角色空间、角色行为状态的形式化描述。采用RN-C方案对RDDA结构中的行为原语进行描述。建立角色UML状态图及其转移标记系统，角色自动机／扩展分层自动机模型。角色自律度描述矩阵，提供了一个系统宏观视图，适用于系统分析阶段。RN-C描述方案，建立了角色与行为的关系，以及与RDDA的映射关系，显示了对系统分析和设计的有效性。UML状态图实现了ROADS角色与行为的分层并行复合建模，对指导系统分析、设计与实现有重要价值。复合函数γ描述了RA与AA之间的层次复合关系，组态／格局描述了RoADS多个Agent之间角色转移的并发行为，实现了角色与行为的分层并行复合关系的建模表达。初步构成了一个角色自律分散系统形式化描述框架，为基于EHA的形式化验证、系统自动生成奠定了基础。
张健[3]2005年在《基于ADS的网络测控系统的研究》文中研究指明随着计算机技术的不断发展和测控系统应用领域的扩大,对测控系统的网络化要求越来越高。传统测控系统的体系结构模型逐渐暴露其本质局限性:对于大规模网络测控系统,集中式的体系结构任务过于集中,无法满足系统动态变化和扩展的要求;客户/服务器模式虽然从一定范围内解决了扩充问题,但仍然存在着系统负荷过于集中在服务器的问题。此外,传统网络测控系统在网络通讯技术、在线扩展、在线维护和容错技术以及系统设计方法等方面面临新的挑战。 本文针对网络测控系统的新需求,提出了一种新型网络测控系统——基于自律分布系统(ADS:Autonomous Decentralized System)技术的网络测控系统。新系统体系结构上采用了对等式结构,即各个系统节点只与数据域相连,在系统中具有平等地位;通信上采用发布/定购通信模式,并通过基于UDP的组播技术加以实现;自底向上——由子系统逐步构建整个系统的设计方法。这些技术在一定程度上解决了传统测控系统的技术难题,实现了系统的在线扩展、在线维护和容错能力,体现了新型网络测控系统的自律协调和自律控制能力。 论文首先分析了传统网络测控系统的发展状况,指出其在体系结构、通信模式和系统设计方法上的不足,并结合测控系统未来的发展趋势提出了基于ADS技术的新型解决方案。介绍了自律分布系统的设计思想和结构特征,将ADS技术的实现思想引入到网络测控系统中,实现自律分布的网络化测控系统。利用NI公司推出的LabVIEW作为系统开发平台,讨论新型测控网络中关键技术的实现。并在此平台上建立了一个小型实验系统,通过实验设计和分析,实现系统的在线特性、自律控制和自律协调性。验证了本文提出的新型网络测控系统的优越性和可行性。 最后对本文所做的工作进行了总结,并对未来的研究工作进行了展望。
孔青宁[4]2010年在《基于ADS的铁路信号监控系统的研究》文中指出监控系统作为铁路信息化的组成部分,可以为行车调度、救援指挥、防灾安全、客运服务调度等提供直观先进的辅助决策手段。本文是为了适应我国铁路信息化发展的需要,使监控系统与其它铁路信息系统相融合,并与其它系统相互协作为实现安全的运营环境而提出的技术保障。随着计算机技术的不断发展和监控系统应用领域的扩大,传统监控系统己凸现其不足。本文通过分析传统监控系统的基本情况,指出其在系统结构、通信模型和软件组件技术等方面不能满足监控系统在线扩展、在线维护和容错的需求并分析了计算机监控的发展趋势。针对这些不足,提出了ADS技术解决方案,介绍了ADS技术的基本概念和技术特点。通过对铁路信号监控的特点分析,结合自律分散技术讨论了基于ADS的铁路信号监控系统设计和实现。本文采用了自律分散体系架构的思想,完成了铁路信号监控系统的体系结构、通信方式、系统的可靠性及系统的容错机制的设计,并对监控系统实现中关键问题进行了详细的设计和仿真。本文通过对铁路信号监控系统中的不同通信属性数据流进行详细分析,并对数据流按其在监控系统中传输的特性划分为控制数据、信息数据和周期性数据。根据对数据流不同的划分而对系统数据域划分为不同的数据域,结合铁路信号监控系统设计了数据域,并对每个数据域的进行了详细的设计。对基于数据域通信的数据内容码CC进行了数据格式和内容的设计,并以道岔为例进行了内容码的详细设计。本文设计了自律分散协议的数据格式和接入原则,对系统的在线扩展和自律协调在监控系统中的应用进行了详细的设计。在采用ADS技术完成对监控系统设计的基础上,利用LabVIEW作为系统的开发平台,对提出的监控系统中的关键技术进行了仿真和实现。通过对数据发送接收、在线扩展、在线容错模块的设计和仿真,仿真的结果可以表明,利用ADS技术构建的系统能够实现系统的在线扩展、在线加入及在线容错和维护。铁路信号监控系统是一个监测信息繁杂、数据形式多样、交互频繁的复杂系统,利用基于自律分散的架构来建立铁路信号监控系统是完全可行的。
桂勋, 姚兰, 谭永东, 钱清泉[5]2006年在《可扩展的监控系统仿真平台》文中进行了进一步梳理针对传统监控系统在系统结构、通信模型和软件技术等方面存在的问题及不足,结合自律分布系统ADS(AutonomousDecentralizedSystem)技术,采用对等式的体系结构和发布/定购的通信模式,构建了一个新型监控系统的设计方案,并给出了系统设计框架和软件设计结构,包含界面组态和编辑、属性和逻辑控制、数据打包和解析、网络通信中间件、文件传输接收和波形仿真6个子系统,最后利用VC++平台开发实现了仿真系统。仿真验证了基于ADS技术的可扩展监控系统可很好地实现系统的在线扩展、在线容错和在线维护等各种先进特性。
姚兰[6]2005年在《基于ADS中间件的容错系统的研究与设计》文中进行了进一步梳理随着科学技术的高速发展,计算机的应用日益广泛,不仅许多关键技术领域离不开计算机,就是日常生活也离不开计算机。因为历史上确有过不少由于计算机系统不可靠而造成严重后果的例子,于是采取容错技术来提高系统的可靠性已成为计算机系统发展的客观需求。 容错技术是指当计算机由于器件老化、错误输入、外部环境影响及原始设计错误等等因素异常行为时维持系统正常工作的技术总和。通俗地讲,它是使系统在发生故障时仍能持续运行的技术。容错一般可以从硬件和软件两方面来实现,随着硬件可靠性的增长和硬件容错技术的成熟,软件错误成为影响系统可靠性的最主要的因素。当今,软件容错技术已经成为提高系统可靠性的热点问题。 但是直接开发容错应用是非常困难的,这是因为开发者不仅要处理复杂的应用逻辑,还要面对纷繁的容错逻辑。鉴于ADS中间件为应用系统提供了良好的开发环境和多种通信方式,基于中间件研究和设计一种新的软件容错结构,可以减轻开发者的负担,在保持系统层精简、高效的基础上,保证软件质量,提高软件可靠性。 本文分析了容错领域的研究现状以及存在的根本问题,选择ADS为解决方案,以ADS中间件NX/Dlink为开发平台,研究和设计一个基于ADS中间件的软件容错系统模型,提出了一种新的节点容错结构构造方法,为解决冗余、失效检测和恢复等容错的关键技术问题形成了一套较完整的解决方案,最后对本次设计的容错系统进行仿真,以便更好地验证系统设计的合理性和可靠性。
张金焕[7]2009年在《基于嵌入式系统的制造装备自律控制理论与关键技术研究》文中研究说明制造装备作为现代制造系统的关键基础单元,其性能的好坏决定着先进制造模式的成败。目前在制造过程规划、协调和协作方面的研究,主要是集中在系统层面上,对于如何解决装备的异构性、装备间复杂的交互与协同、以及在可达的异构资源中寻求协作的能力等问题尚缺乏深入的研究;对于数字制造装备如何适应网络化数字制造环境的研究,大都停留在解决网络通信、远程操控和数据交换等问题上,很少关注底层数字制造装备对复杂动态制造环境的主动感知和自主适应等问题。本文利用嵌入式技术、网络与通信技术和智能理论与技术,针对制造系统底层制造装备的自律控制理论与关键技术展开研究,以实现制造装备具有对制造环境的自主适应能力、对加工行为的自律控制能力、与异构制造设备的集成能力。本文开展的研究工作如下:(1)对制造装备自律控制的内涵进行了研究,从制造装备自律控制的概念、概念性系统模型和特征叁个方面进行了详细的阐述和说明;并通过分析网络化数字制造环境及其带来的制造装备自律控制的功能需求,研究了制造装备自律控制的功能;然后系统地从静态模型(层次结构和模块组成)和动态模型(工作流和信息流)两个角度详细分析了制造装备的自律控制。制造装备自律控制的内涵、功能和模型分析是基于嵌入式系统的制造装备自律控制理论和关键技术研究开展的基础。(2)在研究闭环位置控制数学模型、加工轮廓运动控制中的误差分析和轮廓误差计算模型的基础上,针对利用一般运动轮廓误差计算模型不能实时计算出曲线轮廓误差的不足,结合实时轮廓误差补偿控制策略和模糊逻辑理论,研究了基于模糊逻辑理论和实时误差计算的轮廓自律控制策略。该策略可根据轮廓误差绝对值的大小和加工轮廓曲率的变化自主地调整进给速度,并能实时计算出轮廓误差近似值;在轴闭环位置为二阶数学模型的两轴轮廓运动和轴位置控制为常规比例控制器的仿真实验条件下,仿真实验结果表明了该策略的有效性。(3)在分析资源共享相关理论的资源共享的概念模型、控制模式和层次的基础上,描述了网络化数字制造环境下数控装备资源的特性,研究了网络化数字制造环境下数控装备资源模型,即数控装备制造单元资源模型和基于数控装备制造单元的网络化制造资源模型;并研究了数控装备适应网络化数字制造环境的自律控制策略,即为实现数控装备资源共享的自主协作策略。该自主协作策略采用以加工任务为中心、任务驱动的协商机制;通过该自主协作策略,数控制造装备资源具有适应网络化数字制造环境自律控制的自主协作能力。(4)在数控装备自律控制理论研究的基础上,结合现代信息技术,研究了以网络为数控系统支撑平台、以网络信息资源和数控资源共享为目的的基于嵌入式系统的数控装备自律控制的关键技术,即基于嵌入式系统的数控装备的网络通信技术、与网络化数字制造环境集成技术和基于嵌入式系统的数控制造装备自律控制的体系结构。研究了基于XML的制造装备信息集成,给出了描述制造装备资源信息的XML Schema;并根据基于嵌入式系统的制造装备自律控制体系结构的设计要求和设计模式,研究了两种基于嵌入式系统的制造装备自律控制体系结构,即基于嵌入式系统的制造装备自律控制基本系统体系结构和基于嵌入式系统的制造装备网络自律控制服务系统体系结构。(5)在前面基于嵌入式系统的制造装备自律控制理论与关键技术研究的基础上,针对基于嵌入式系统的制造装备自律控制基本系统体系结构和基于嵌入式系统的制造装备网络自律控制服务系统体系结构,研究了相应的基于嵌入式系统的数控装备自律控制策略的系统平台,即基于嵌入式系统的数控装备自律控制基本系统和基于嵌入式系统的数控装备网络自律控制服务系统,这包括系统平台的功能目标、软硬件架构及其关键技术等。
张海涛[8]2010年在《自律计算系统的自律可信性评估研究》文中提出随着计算机技术的快速发展和广泛应用,计算机软件和硬件设备高度集成,传统技术无法满足人们对系统可靠性、安全性等需求,迫切需要新的理论和方法去解决软件管理和安全危机,因此自律计算的概念应运而生。自律计算能够降低人工干预的频率和复杂度,增强系统的可靠性和安全性。但目前自律计算研究还处于初级阶段,许多关键性问题还没有解决,尤其是缺乏自律计算系统的自律成熟度评估研究,制约着自律计算的进化发展。本课题针对自律计算缺乏评估指标和度量方法,不能进行系统自律性评估和量化分析等问题,将可信性与自律性相结合,以面向服务的视角对系统服务的自律可信性进行评估指标和建模方法研究,实现系统服务自律可信性的定量描述和分析问题,本文的主要研究内容如下:首先从面向服务的角度,建立基于多Agent的自律计算系统评估分析模型,并应用Web服务和XML对自律计算系统的状态和行为进行建模。面向服务的思想只关注自律计算系统的服务特性,不关注系统具体实现的技术,为自律计算系统评估建立统一的评估标准。实验结果显示,该分析模型能够准确地反映自律计算系统服务的关键属性和自律特征,本章为自律可信性的建模及量化分析提供指导作用。其次,依据自律计算系统评估模型中自律单元与服务之间的关系,从服务请求、服务过程、服务响应叁个方面对自律可信性进行量化指标分析,提取影响自律服务可信性的综合指标,建立分层的自律可信性评估体系。经过实例验证表明,该评估体系对系统服务进行分析,可应用于不同自律计算系统的自律可信性评估,本章为进行系统级自律可信性分析提供了合理依据。再次,提出基于聚类分析的HMM自律可信性建模方法,将系统的自律行为和服务状态映射为隐马尔科夫的双重随机过程,对系统状态进行聚类分析,提取有效的自律状态进行建模。提高模型对目标系统的识别能力,并采用信息熵对模型进行参数优化,降低随机参数的选取,优化模型精度。实验结果显示,该方法可以准确地反映自律可信性各要素之间的逻辑关系和变化,提高了评估分析的准确性,是进行量化分析的重要基础。最后,研究基于支持向量机(SVM)的系统自律可信性预测方法,将系统服务运行数据作为SVM的输入样本进行分类,输出不同服务等级的概率,实现了服务自律可信性的量化分析预测。该方法在小样本信息量较少,数据模糊的条件下,克服了原始评估数据非线性和离散性等缺陷,实现了自律可信性的量化分析,仿真实验结果显示预测的精度较高,为优化和指导自律计算系统的设计提供帮助。
参考文献：
[1]. 基于自律分布系统技术的可扩展监控仿真系统的研究与实现[D]. 刘卫东. 西南交通大学. 2004
[2]. 自律分散系统动态进化问题研究[D]. 谭永东. 西南交通大学. 2007
[3]. 基于ADS的网络测控系统的研究[D]. 张健. 西南交通大学. 2005
[4]. 基于ADS的铁路信号监控系统的研究[D]. 孔青宁. 兰州交通大学. 2010
[5]. 可扩展的监控系统仿真平台[J]. 桂勋, 姚兰, 谭永东, 钱清泉. 电力自动化设备. 2006
[6]. 基于ADS中间件的容错系统的研究与设计[D]. 姚兰. 西南交通大学. 2005
[7]. 基于嵌入式系统的制造装备自律控制理论与关键技术研究[D]. 张金焕. 武汉理工大学. 2009
[8]. 自律计算系统的自律可信性评估研究[D]. 张海涛. 哈尔滨工程大学. 2010
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