高速列車數(shù)字化協(xié)同計(jì)算及仿真平臺(tái)的研究與改進(jìn).pdf

1、高速列車數(shù)字化協(xié)同計(jì)算及仿真平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱協(xié)同計(jì)算平臺(tái)）為高速列車相關(guān)問題的仿真提供了一個(gè)可信的分布式仿真計(jì)算平臺(tái)，隨著高速列車研究問題的規(guī)模擴(kuò)大和復(fù)雜度加深，提高協(xié)同計(jì)算平臺(tái)的易維護(hù)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(jì)算平臺(tái)在實(shí)際部署、測(cè)試和使用過程中出現(xiàn)的問題，在協(xié)同計(jì)算平臺(tái)中增加了系統(tǒng)管理軟件并對(duì)協(xié)同計(jì)算平臺(tái)中的代理子系統(tǒng)、資源管理與任務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)和耦合器子系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)了協(xié)同計(jì)算平臺(tái)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(jì)算平臺(tái)原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了系統(tǒng)管理軟件，對(duì)代理子系統(tǒng)進(jìn)行管理并通過代理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度器軟件和計(jì)算節(jié)點(diǎn)的管理。主要包括通過調(diào)度器代理軟件監(jiān)視調(diào)度器的運(yùn)行狀態(tài)，在調(diào)度器出現(xiàn)故障或者需要重新部署時(shí)通過代理軟件實(shí)現(xiàn)調(diào)度器節(jié)點(diǎn)的部署;管理協(xié)同計(jì)算平臺(tái)中的調(diào)度器軟件、代理軟件和第三方軟件，在有軟件更新需求時(shí)通過代理軟件完成程序的更新;通過代理軟件管理計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程并控制節(jié)點(diǎn)的關(guān)機(jī)

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

4、，安裝并啟動(dòng)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(diǎn)管理模塊，響應(yīng)系統(tǒng)管理軟件的命令關(guān)閉或重啟計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn);此外，還增加了對(duì)進(jìn)程的管理，將獲取的進(jìn)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(guān)閉計(jì)算機(jī)中的指定進(jìn)程。
　　針對(duì)調(diào)度器中存在的問題，改進(jìn)了調(diào)度器中的故障恢復(fù)方式、資源管理方式、耦合器管理方式和工況預(yù)調(diào)度的方式，提高了協(xié)同計(jì)算平臺(tái)的資源利用率和資源預(yù)判的準(zhǔn)確性以及工況調(diào)度的效率。針對(duì)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(guān)系處理模塊，使耦合器能夠處理模塊間具有“迭代”關(guān)系的工況，從而提高了仿真計(jì)算工況任務(wù)的多元性，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行機(jī)與耦合器之間處理“迭代”關(guān)系的接口，并在執(zhí)行機(jī)端進(jìn)行了通信的故障檢測(cè)和恢復(fù)，在增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的同時(shí)減輕了耦合器進(jìn)行通信故障檢測(cè)的負(fù)擔(dān)。
　　本論文首先介紹了本課題的研究背景和意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和論文結(jié)構(gòu);接著分析了協(xié)同計(jì)算平臺(tái)中各子系統(tǒng)的功能和工況提交計(jì)算的流程，著重對(duì)協(xié)