高速列車數(shù)字化協(xié)同計算及仿真平臺的研究與改進.pdf

1、高速列車數(shù)字化協(xié)同計算及仿真平臺（以下簡稱協(xié)同計算平臺）為高速列車相關問題的仿真提供了一個可信的分布式仿真計算平臺，隨著高速列車研究問題的規(guī)模擴大和復雜度加深，提高協(xié)同計算平臺的易維護性和穩(wěn)定性就成了亟待解決的問題。
　　本文通過分析協(xié)同計算平臺在實際部署、測試和使用過程中出現(xiàn)的問題，在協(xié)同計算平臺中增加了系統(tǒng)管理軟件并對協(xié)同計算平臺中的代理子系統(tǒng)、資源管理與任務調度子系統(tǒng)和耦合器子系統(tǒng)進行改進，增強了協(xié)同計算平臺的子系統(tǒng)部署能力

2、和管理能力，提高了資源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　在協(xié)同計算平臺原有系統(tǒng)結構的基礎上增加了系統(tǒng)管理軟件，對代理子系統(tǒng)進行管理并通過代理子系統(tǒng)實現(xiàn)對調度器軟件和計算節(jié)點的管理。主要包括通過調度器代理軟件監(jiān)視調度器的運行狀態(tài)，在調度器出現(xiàn)故障或者需要重新部署時通過代理軟件實現(xiàn)調度器節(jié)點的部署;管理協(xié)同計算平臺中的調度器軟件、代理軟件和第三方軟件，在有軟件更新需求時通過代理軟件完成程序的更新;通過代理軟件管理計算機上的進程并控制節(jié)點的關機

3、和重啟;管理各子系統(tǒng)的日志文件，查看協(xié)同計算平臺中工況的仿真狀態(tài)和資源占用情況等。
　　針對代理子系統(tǒng)中存在的問題，改進了代理軟件向調度器注冊的方式，在減少代理注冊資源開銷的同時保證了注冊的有效性;增加了調度器代理軟件，實現(xiàn)了對調度器的管理，主要包括監(jiān)視調度器的運行狀態(tài)，維護數(shù)據(jù)庫中調度器的狀態(tài)信息;響應系統(tǒng)管理軟件的命令關閉調度器軟件或部署調度器節(jié)點;管理調度器的程序版本等;增加了程序管理功能，響應系統(tǒng)管理軟件的命令更新代理程序

4、，安裝并啟動第三方程序;增加了日志管理功能，管理各子系統(tǒng)的日志文件;增加了節(jié)點管理模塊，響應系統(tǒng)管理軟件的命令關閉或重啟計算機節(jié)點;此外，還增加了對進程的管理，將獲取的進程信息上傳到數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)系統(tǒng)管理軟件的命令關閉計算機中的指定進程。
　　針對調度器中存在的問題，改進了調度器中的故障恢復方式、資源管理方式、耦合器管理方式和工況預調度的方式，提高了協(xié)同計算平臺的資源利用率和資源預判的準確性以及工況調度的效率。針對耦合器中存在的

5、問題，在耦合器子系統(tǒng)中增加了“迭代”關系處理模塊，使耦合器能夠處理模塊間具有“迭代”關系的工況，從而提高了仿真計算工況任務的多元性，設計并實現(xiàn)了執(zhí)行機與耦合器之間處理“迭代”關系的接口，并在執(zhí)行機端進行了通信的故障檢測和恢復，在增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的同時減輕了耦合器進行通信故障檢測的負擔。
　　本論文首先介紹了本課題的研究背景和意義、國內外研究現(xiàn)狀和論文結構;接著分析了協(xié)同計算平臺中各子系統(tǒng)的功能和工況提交計算的流程，著重對協(xié)