Interconectarea simulatoarelor

Interconectarea simulatoarelor

1. Notiuni generale

In etapa actuala numarul mare de simulatoare si cresterea numarului de domenii in care ele sunt utilizate a facut sa se dezvolte o noua cerinta- interconectarea lor in retea.

Inca din anii 1980 s-a lucrat la stabilirea unei retele de simulatoare pentru aplicatii militare deoarece solicitarile erau mari in acest domeniu, apoi din 1987 aceasta retea a fost extinsa si in alte domenii. Primele sisteme realizau retele prin utilizarea de procesoare distribuite si prin utilizarea memoriei reflective .

Compatibilitatea era slaba din punct de vedere H/W, S/W, conceptele de interfatare erau la inceput si nici caile de comunicare nu satisfaceau un lucru in retea permanent.

Dar ce s-a facut ?

Componentele unei astfel de retea erau:

reteaua

simulatoarele

mediul simulat

scenariile

Vom analiza pe rand fiecare dintre aceste elemente si ce probleme se pun la nivelul fiecaruia din aceste elemente:

1. Reteaua de simulatoare este ansamblul de H/W - S/W prin care calculatoarele din fiecare simulator comunica. Esential pentru reteaua de simulatoare este realizarea urmatoarelor elemente:

-compatibilitatea cu fiecare caz de simulare in parte

-fiabilitatea in transmisie: asigurarea unei comunicari de calitate, fara erori, la distante variabile si cu rate de transmisie adecvate transferului de informatie.

2. Simulatoarele: din punct de vedere a unei retele, simulatoarele sunt privite numai ca entitati de calcul care trebuie sa primeasca date si care furnizeaza date la cerere. Restul in ceea ce priveste numarul de operatori, modul de dispunere, calitatea simularii nu mai este important de aceasta data.Este important ca toate datele care se transmit sa fie compatibile I/O cu protocoalele retelei si ca modelele utiliate sa fie compatibile intre ele. Cerintele privind modul de interfatare si sistemul de generare a bazelor de date trebuie sa fie compatibil si sa fie dezvoltat corespunzator. O ultima cerinta este existenta unei capacitati de memorie suficenta pentru a dezvolta elemente de baze de date.

3. Mediul simulat: consta in elemente de spatiu, atmosfera, teren si apa adica din elemente de baze de date care sunt folosite in comun la scara aplicatiei ce se desfasoara in retea. Pentru fiecare simulator interactiunea sa cu mediul este functie de doi parametri:

-gradul de interactiune cu mediul

-complexitatea si fidelitatea de reprezentare a acestui a in procesul simularii.

Fiecare simulator are campul lui vizual, aria geografica de implicare si modul de tratare a unor senzori. Totodata fiecare tehnologie este transmisibila sau nu din punct de vedere informational.

In special in domeniul vizual exista trei mari probleme care la nivel de mediu simulat trebuie neaparat rezolvate deoarece altfel afecteaza situatia generala a retelei:

a) problema gradului de utilizare a hartilor - necesitatile difera de la o aplicatie la alta. Nivelul poate fi de nivel urban la nivel de opreratii combinate etc, hartile trebuiesc stocate la scari diferite si cu precizii diferite.

b) problema capacitatii de vedere si a numarului de obiecte in miscare. Avand in vedere varietatea mare a tipurilor de simulare este necesara o standardizare a bancilor de date si o alegere convenabila a masajelor, viteza de generare a imaginilor trebuind sa fie compatibila cu rata de transfer.

c) problema de compatibilitate intre datele in 3D si un sistem centralizat de digitizare a datelor primare. La nivelul actual datorita satelitilor exista numeroase posibilitati de corelare a datelor din fotografii cu sistemele clasice de detectare a zonelor. Pentrufoarte multe operatii problema reliefului este fundamentala si daca ea nu este rezolvata lucrul in retea nu se poate concretiza. Totodata coordonatele obictelor in miscare si datele de relief ridica cerintele de trafic de date la cote foarte mari.

4. Scenariile. Scenariile sunt folosite in reteaua de simulatoare pentru a permite urmatoarele activitati specifice:

-antrenament in conditii maxime prin interconectarea simulatoarelor

-achizitii de date si livrarea de date

-testare si evaluare a diferitelor componente utilizate in tehnica mlitara

-analiza a procedurilor utilizate n instructie si a rezultatelor antrenamentului

Scenariile sunt realizate prin proceduri iterative si rezulta perfectionari rapide in urma analizelor capabilitatilor si defectelor retelei de simulatoare. Ele sunt strict legate de elementele comune ale ansamblului, in special de gradul de complexitate a modelelor implementate si de numarul de vehicole in miscare. Marele avantaj al acestui sistem este ca scenariile sunt aditive, sistemul in retea fiind perfectibil pe masura utilizarii sale.

2. Simularea Distribuita Interactiva-DIS

Primele elemente ale cercetarii legate de crearea unei retele de simulatoare au inceput in 1983 si au schimbat complet datele de interconectare a simulatoarelor.

SIMNET, (derivind primele litere ale cuvintelor simulator networking - retea de simulatoare) a fost conceuput in anul 1983 de catre DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency) si era destinat a fi prima retea de simulatoare la scara larga. Primul obiectiv era ca sistemul sa fie folosit la antrenamentul militar colectiv, SIMNET este deasemenea adaptabil si la antrenarea comandantilor si a statelor majore de la esaloanele superioare si un excelent sistem de testare si evaluare a sistemelor de armament facilitind luarea de decizii in procesul de achizitii de tehnica noua.

Conceptul SIMNET a fost solutionat complet in anul 1985. Acesta era compus din retele locale sau retele de comunicare la distanta mare dintre simulatoare interactive folosite pentru manevrarea unor vehicule lupta blindate (tancuri M1 si vehicule de lupta M2/3), elemente de sprijin logistic sau pentru toate elementele de comanda si control, atat pentru fortele proprii cat si pentru cele inamice. Era folosita o retea de tip DIS, fara un calculator central care sa realizeze toate calculele, dar cu cate un calculator propriu pentru fiecare simulator, care executa controlul exercitiului si calculele majore.

Terenurile de lupta erau simulari ale unor locatii reale, cu dimensiunea initiala de 50x50 km, dar cu posibilitatea de extindere." Luptele " se desfasurau in timp real, fiecare element simulat (vehicule, posturi de comanda, centre administrative si logistice, etc) fiind controlate de catre membrii echipajului respectiv. Evaluarea se realiza in functie de evenimentele din lupta cum ar fi miscari tactice de trupe, trageri cu armamentul existent, lovituri ale inamicului etc,. Antrenarea se baza pe scenarii din operatii militare executate deja si pe instruirea efectva ce se facea in situatile simulate in cadrul exercitiului. Dezvoltarea sistemului s-a realizat in mai multe etape plecind de la unitati individuale ex: simulator de tanc si trecind la nivele superioare conform ierarhiei militare. Sistemul a fost dezvoltat cu ajutorul aplicatiilor din trei domenii: simulatoare, elemente IT- hardware, software si de retea si performantele crescatoare in sistemului de vizualizare.

Fiecare simulator era o unitate independenta, cu un calculator propriu, o baza de date geografica, sistemele de vizualizare, generare de sunete si capabilitatea de legare in retea. Sistemul suporta o distribuire a retelei nu doar pe orizontala, intre simulatoarele sau elementele de acelasi tip, dar si pe verticala, intre nodurile simulate reprezentand elementele de comanda si control si logistica.

SIMNET faciliteaza deci interactiunea unor categorii de forte diferite din punct de vedere militar, intr-o lupta "virtuala " pe acelasi teren simulat. Arhitectura retelei de tip LAN este o aplicatie simpla, toate nodurile fiind legate in mod egal ca prioritate .

Deoarece arhitectura sistemului si a retelei permite conectarea in retea a oricarui simulator cu un echipament similar, intregul sistem SIMNET este solid si simplu in functionare. Pot fi incluse elemente noi sau de schimbare a caracteristicilor unui"actor" doar prin simpla conectare a acestora in retea. Odata conectate la retea, simulatoarele transmit si primesc pachete de date de la alte simulatoare sau noduri. Deoarece pachetele de date sunt constituite dintr-o cantitate redusa de informatii (coordonatele pozitiei, acceleratii, unghiuri, viteze, schimbari de stare, etc), cantitatea de comunicatii transferate prin retea este relativ redusa.

SIMNET-ul a pornit de la o conceptie care impartea geografic locurile unde se putea desfasura o "confruntare virtuala " : cimpul terestru, naval sau aerian si posiblitatea de a cupla in interactiune diverse unitati.

Diferiti "actori " adica simulatoare de tanc,simulatoare de aeronave,simulatoare de sisteme logistice etc, trebuiau sa-si schimbe informatii printr-o retea, fiecare nod al acestei retele comunicind si primind date conform unui protocol.

In acest protocol erau definite citeva principii:

-vehicolele care se confrunta (ex.:elicopterul de atac cu unul sau mai multe tancuri ) actioneaza in aceeasi arie geografica ,

-datele specifice asupra terenului sunt comuncate si definite la inceput prin definirea scenariului,

-fiecare nod are un grad mare de autonomie, propriul sistem de vizualizare si control,

-nu se transmit date statice si care nu intereseaza pe celalalt,

-exista un sistem de calcul a loviturilor , iar la o lovitura reusita partea "lovita" este eliminata din joc.

Elementele constitutive in DIS sunt definte ca:

-Obiecte: vehicole militare,unitati militare de infanterie, rachete, lovitur de artilerie,

-Evenimente : explozii, bombardamente, distrugeri de elemente din teren :poduri, drumuri etc, ordine care actioneaza asupra unitatilor din teren.

-Zona geografica: date de teren , harti cu : drumuri, ape,paduri etc, starea vremii.

Folosirea comunicatiilor prin satelit a marit flexibilitatea participarii la SIMNET a mai multor simulatoare. Au fost adoptate protocoale care faciliteaza schimbarea pachetelor de date. Acestea asigura transmiterera informatiilor necesare prelucrarii actiunilor care au loc pe campul de lupta in lumea virtuala. Cand informatiile vin de la un alt simulator, pozitia lui este calculata si vizualizata. Apoi, cand o noua informatie este receptionata, datele anterioare despre pozitia acestuia sunt folosite in urmatorul cadru. Astfel, in momentul in care se produce o discontinuitate serioasa intra automat in functiune un algoritm de predictie a discontinuitatii. Daca un simulator se defecteza, restul retelei continua pur si simplu fara acesta.

Dezvoltarea a avut un progres rapid in timpul anilor 1987. De exemplu, in aprilie 1987, a fost realizat un laborator de testare a unei retele de simulatoare cu conexiune prin satelit. Testele au reusit, astfel conducind la o dezvoltare si implementare a unei retele cu legatura prin satelit. Odata cu adaugarea, in noiembrie 1987, a doua simulatoare de avioane de sprijin aerian apropiat (A10), centrul SIMNET-T de la Fort Knox era compus din 54 de simulatoare de aeronave si vehicule de teren, toate interactiv functionale intr-o retea LAN. La sfarsitul anilor 1987, cinci simulatoare de aparare antiaeriana si doua simulatoare de elicopter de atac au fost adaugate astfel constituindu-se un al doilea centru la Fort Knox (SIMNET-D). Aici s-a desfasurat penrtu prima oara un exercitiu de antenament la nivel de batalion si s-a demonstrat, cu ajutorul inregistrarilor electronice digitale, "analiza exercitiilor tactice in timp virtual" (si anume capabiltatea de a asigura vizualizarea miscarilor inainte si inpoi in timp sau in spatiu, pentru a permite revederea oricarui eveniment din cadrul terenului simulat).

S-a luat decizia ca, in momentul dezvoltarii complete, proiectul SIMNET sa fie dat in folosinta armatei. Cand s-a ajuns la dezvoltarea finala a sistemului, acesta putea sa asigure desfasurarea unui exercitiu interactiv la nivel de 20 de corpuri de armata sau 200 de divizii, 800 de brigade sau pina la 3000 de batalioane.

SIMNET a fost finalizat si adoptat de catre armata incepand cu octombrie 1989. S-a propus in acel moment achizitionarea a cateva sute de unitati de simulatoare de zbor si de vehicule terestre.

Costurile erau totusi foarte mari, dar dezvoltarea capabilitatilor SIMNET a continuat si a permis realizarea conceptelor SIMNET-D si AIRNET-D, care demonstrau utilitatea acestei tehnologiei de simulare distribuita .

De la 1 Ianuarie 1990, sistemul era constituit din 260 de simulatoare de avioane si vehicule de teren, retele de comunicatii, posturi de comanda si centre de procesare a datelor distribuite in 11 locatii - 7 locatii in S.U.A. (Cambridge, Massachusetts; Fort Benning, Georgia; Fort Knox, Kentucky; Fort Rucker, Alabama; Fort Stewart, Georgia; MacDill Air Force Base, Florida si Arlington, Virginia) si 4 in locatii ale armatei U.S.A. in Europa (in vestul Germaniei la Grafenwurh, Friedberg, Schweinfurt si Fulda). Locatia de la Fort Knox este in momentul de fata cel mai mai centru SIMNET. Acesta contine 44 de simulatoare pentru tancurile M1 Abrams, 28 de simulatoare pentru vehicule de lupta M2/1 Bradley, 2 simulatoare pentru elicoptere de atac, 2 simulatoare pentru avioane de lupta, un centru pentru antrenarea unui batalion de operatii tactice, un centru pentru operatii administrativ-logistice si alte elemente de comanda-control, artilerie si suport aerian - toate acestea functioneaza la capacitate maxima intr-o retea locala de simulatoare .

DIS se bazeaza pe un protocol de mesaje si reguli si pe o retea de comunicare extrem de fiabila, comunicarile se fac de la un simulator la altul pentru toate obiectele in miscare: se comunica astfel pozitia intr-un anumit referential, viteza si acceleratia, rotatia etc,. Pe baza acestor date si a unei biblioteci proprii sistemul de generare a imaginii de la simulatorul -receptor poate primi si genera singur "obiectul" comunicat. Deci transmisia se incarca numai cu datele absolut necesare.

La baza tehnologiei DIS sta un set standard de mesaje si regului, numit PDU-uri (Protocol Data Units -Unitati de Date de Protocol), folosit pentru trimiterea si primirea informatiilor in intreaga retea de calculatoare. Mesajul cel mai comun este Entity State PDU. Acesta reprezinta totalitatea parametrilor de stare a unei entitati simulate pe care trebuie sa-i cunoasca un alt simulator.

De exemplu, un Entity State PDU contine date despre pozitia si viteza unei entitati. Cu ajutorul pozitiei, vitezei, acceleratiei si a vitezei de rotatie, un receptor poate calcula pozitia vehiculului inainte ca urmatorul PDU sa ajunga. Astfel, se reduce ocuparea retelei. Folosind aceasta metoda, DIS poate limita totalul datelor pe care un simulator le transimte la aprozimativ 250 de bytes pe secunda. Optimizarile si marirea numarului de biti in mesaj permit in momentul de fata desfasurarea unei lupte virtuale cu amploare ridicata.

Cel mai mare exercitiu DIS, facand parte dintr-un program al lui agentiei DARPA, a avut 5400 de entitati simulate interactionand intr-un mediu virtual.

Caracteristica cea mai importanta a DIS-ului este faptul ca nu exista un server central. DIS este o retea strict "peer-to-peer",( de la egal la egal ) in care toate datele sunt transmise la toate simulatoarele. Sistemul de interfata al simulatorului primeste sau respinge datele in functie de necesitatea lor. Prin eliminarea server-ului central, prin care toate mesajele trec, DIS a redus radical timpul de intarziere pe care un simulator il foloseste pentru a trimite informatii catre un alt simulator. Acest timp de intarziere, numit "latenta ", poate reduce realismul considerabil, astfel reducand si eficienta unei retele de simulatoare. De exemplu, este vital ca atunci cand un simulator trage catre un alt simulator, tinta sa fie atentionta in cel mai scurt timp pentru a permite acesteia sa execute actiunile de aparare.

Dintre dezavantajele sistemului DIS de legare a simulatoarelor in retea vom mentiona:

-introducerea de noi entitati in sistem poate conduce la saturarea retelei de comunicatii care si asa trebuie sa functioneze in timp real si sincron, aceasta conduce la intirzieri si orice intarziere "nenaturala " produsa la sistemele de antrenament are un efect negativ asupra celui care este antrenat.

-operarea in comun a mai multor entitati se face greu, deorece toate legaturile de coordonare si comanda se fac prin retea,

-gradul de comunicare este mare, dar si oricine este in retea are acces la toate datele si deci poate "vizualza " exercitiul fara sa participe,

-diferitele versiuni de comunicare ,protocoale, (au fost dezvoltate aproape 7 variante} nu sunt interoperable,

Aceste limitari au condus la aparitia unui nou concept de interconectare a simulatoarelor.

Din punct de vedere istoric dupa SIMNET a urmat ALSP ( Aggregate Level Simulation Protocol ) -Protocol de Simulare la nivelul organizarii de comunitati de smulatoare adica un sistem care ajuta la formarea de comunitati de mai multe smulatoare cuplate intre ele.Sistemul a fost definit in 1990 si a precedat nivelul DIS care a inceput sa functioneze asa cum a fost descris din 1991.

ALSP a avut avantajele urmatoare fata de SIM NET :

-avea incorporat managementul timpului la nivelul comunitatii de simulatoare,

-micsora astfel timpul de latenta s nu comunca datele chiar la toate simulatoarele,

-limita comunicatile intre comunitatile de simulatoare la ce era absolut necesar.

3. Simularea de nivel inalt de arhitectura HLA

Una din concluzii dupa utilizarea SIMNET a fost ca sistemul trebuie perfectionat in special pentru dezvoltarea unei baza de date geografica digitala si standardizata unica a Pamantului, aceasta incluzand toate elementele specifice ale acestuia.

Astfel prin o serie de dezvoltari s-a creat High Level Architecture sau HLA un nou concept in domeniul retelelor de simulatoare, care cuprinde o serie de elemente si protocoale care asigura interoperabilitatea simulatoarelor de mai multe tipuri si arhitectura diferita. Acest nou sistem permite simulari nu numai a vehiculelor si armelor combinate ale armatei, dar si a operatiilor de lupta a fortelor intrunite.

Cu ajutorul acestui sistem se dezvolta o retea de simulari la care se poate conecta orice simulator sau program pentru a interopera cu alte simulatoare in timp real si folosind noua baza de date geografica.

Aceasta arhitectura de cuplare a simulatoarelor poate fi un instrument folosit nu numai pentru antrenarea trupelor, dar si pentru dezvoltarea de concepte si doctrine noi, analiza si evaluarea eficacitatii unor noi sisteme de arme .

Incepind din anii 1995-96 s-au dezvoltat doua noi concepte de interconectare care au fost dezvoltate de industrie si oferite Departamentului de Aparare a SUA.

-conceptul de arhitectura de comunicare bazate pe federatii de simulatoare,

-conceptul de infrastructura care opereaza in timp real si leaga federatiile.

Simularea de nivel inalt de arhitectura (High Level Architecture sau HLA ) este un concept de interconectare, ea operind cu sisteme si nu cu entitati si programme, fiind un concept de arhitectura de sisteme, nu un sistem de programe.

Este remarcabil ca cerintele reale ale simularii au dus la o dezvoltare care nu se putea opera decit pe seama progresului tehnic in doua domenii:

-domeniulde crestere a memoriei calculatoarelor si a miniaturizarii acestora,

-domeniul de software pentru generarea si controlul a mari baze de date.

Impunerea acestui concept s-a facut prin punerea la dispozitie pe piata comerciala a elementelor de infrastructura dedicate si prin standardizarea sa conform cu reglementarea standardizata IEEE 1516.

HLA are avantajul ca priveste sistemele de simulare nu ca entitati ce pot fi legate ci ca sisteme de simulare federatii care interactioneaza sau nu intre ele si poate sa inglobeze mai mult decit simple simulatoare cuplate.

Ea poate cuprinde in federatii :

-complexe de simulare,

-introducerea unuia sau mai multi de operatori uman reali ca si element opozant sau utilzarea de forte adverse virtuale,

-introducerea in sistem chiar a situatiilor reale etc,

Pentru a intelege conceptul de perfectionare introdus de HLA , cateva notiuni trebuie sa fie definite:

-Federatia este o grupare de mai multe entitati care comunica intre ele prin legaturi sau interactiuni,

Entitatea poate fi :un simulator, o forta simulata, un sistem real existent, , un complex centralizat de comanda care comanda actiuni care poate fi folosit intr-un mod independent.

Exemple de entitati : un simulator de zbor, un ATC , un vehicul , un centru de comanda, o unitate militara care se deplaseaza si lupta in cimpul tactic. Entitatile pot forma comunitati functie de legaturile intre ele, legaturi care pot fi conflictuale sau nu.

Entitatile au in compunerea lor sisteme si subsisteme.Notiunea de 'sistem' la nivel de arhitectura conceptuala este utilizata in definirea entitatilor, care pot avea unul sau mai multe sisteme.Un sistem poate fi de exemplu: totalitatea armamentului unui elicopter de atac. Sub-sistemul este o simulare sau un element caracteristic asociat, care nu este semnificativ in cazul in care opereaza pe cont propriu. De exemplu o componenta a unei platforme, cum ar fi un radar de pe o entitate sau un punct primar de observatie care comunca cu un centru de comanda si control, poate fi asociat ca fiind un sub-sistem.

Intr-o federatie se asigura separarea acestor comunitati sau specificul unor entitati, sistemele si subsisteme prin introducerea de concepte de izolare, filtrare si de securitate interna care este necesar sa fie introduse in simulare. Aceste concepte pot fi puse in ordine prin aplicarea conceptului de Comunitati si ierarhii interne.

Comunitatilor pot fi proiectate pentru a controla fluxul de date dintr-un exercitiu de simulare a unei lupte. Aceasta se desfasoara pe o baza de date la nivel ierarhic inferior de unde fiecare asociat opereaza cu un anumita cerinta de date si interactioneaza cu alte date similare livrate de alte entitati. Aceasta organizare conduce la posibiltatea de a avea scenarii pe diferite nivele ,cel mai inalt nivel al scenarilor fiind la nivelul interactiunii intre federatii.Entitatile se numesc in HLA obiecte.

Constituirea si ierarhia unei federatii sunt legat de caracteristicile lor interne si in formarea lor se aplica urmatoarele definitii si restrictii :

-Fiecare federatie are o lista cu obiectele care o definesc, un OMT-( object - model - template ). In aceasta lista este cuprinsa suma obiectelor implicate in federatie .Acest concept care specifica si declara formatul de definire pentru o serie de comunitati, entitati, sisteme si subsisteme, deci obiecte pe care le utilizeaza o federatie. Lista permite crearea si modificarea federatei, introducerea timpului specific si a interactiunii intre obiecte,

-Fiecare federatie are un sistem de interfatare cu reteaua HLA. Denumita IFSpec-( Interface Specification) ea asigura sistemele de interfatare catre legaturile in timp real si leaga astfel federatiile intre ele ,asigurind comunicarea prin retea.Aceasta interfata este formata din programme si elemente hardware, de comunicare efectiva prin fir ,radio sau satelit.

Cu ajutorul acestui concept se stablesc atributele federatiei respective :

-se declara de la inceput cerintele de date dorite de la sistemele cu care se comunica,se comunica ce se poate da in retea,

-se claseaza obiectele si se distribuie capabilitatile,

-Pentru a putea cupla efectiv comunicatiile intre federatii se utilzeaza un concept de TM -time manageament - care stabileste timpul propriu al retelei, raportul cu timpul federatiei, prioritatile si tipul mesajelor si modul efectiv de sincronizare si gestionare a resurselor de timp ale retelei, asigurind capabilitatile de transmisie in timp real a nformatiilor .

- Sistemul de interfatare in timp real (RTI - real time interface ) are un rol complicat, asigurand urmatoarele functiuni:

-conducerea si controlul federatiei prin creearea, controlul dinamic, modificarea si eliminarea unei federatii;

-conducerea si controlul transmiterii datelor: permite federatiilor sa transmita RTI-ului optiunea lor de a genera si de a receptiona stari ale obiectelor si informatii despre interactiuni. Federatiile se pot inscrie pentru a primi informatii numai despre obiectele de care au nevoie (de exemplu: tancurile au nevoie numai de date referitoare la miscarea terestra sau aeronavele ar putea avea nevoie doar de date referitoare la activitatile de zbor;

-conducerea si controlul obiectelor: permite crearea, modificarea si stergerea obiectelor si interactiunilor. aceste servicii cuprind majoritatea traficului din retea din timpul rularii;

-conducerea si controlul utilizatorului: permite federatiilor sa transfere controlul asupra caracteristicilor obiectului catre alti participanti la simulare;

-conducerea si controlul timpului: asigura servicii pentru fixarea, sincronizarea si modificarea ceasurilor interne ale simularii. Serviciile pentru management-ul timpului sunt strans legate de serviciile privind conducerea si controlului obiectelor pentru ca imbunatatirea starilor si interactiunilor sa fie distribuita sincronizat si dupa o ordine prestabilita;

-conducerea si controlul distribuirii datelor: federatiile au posibilitatea de a incepe sau opri transmiterea si oprirea anumitor parti din informatii.

Esentiale sunt functiile urmatoare:

- controlul dinamic al actiunilor din simulatoarele aflate in retea

- modificarea datelor in actiuni: relief, unghi de imagine etc.

- controlul timpilor de transfer

- controlul distributiei de date.

Totodata prin aceasta infrastructura se testeaza daca federatia care vrea sa intre in sistem are :

- functionalitate,

- e corespunzatoare ca performante,

-e interoperabilitatea.

Conceptele DIS si ALSP pot fi utilizate si chiar promovate la nivelul federatiei.

Vom prezenta cu titlu informativ regulile standardizate si legile ce se aplica unei federatii si apoi modul de formare a unei federatii.

Regulile de formare si comunicare a federatiei ( FM - federation management ),sunt 10 la numar care se ocupa cu modul de control dinamic a unor entitati si simulatoare grupate ,adica a obiectelor din care e formata federatia.

1.Federatia trebuie sa contina numai obiecte care sa respecte legile de baza ale obiectelor (entitati, simulatoare de ex. ) care sunt conforme cu cerintele HLA.

2.Toate elementele specifice simularii trebuie sa fie corelate la nivelul federatiei, adica intre obiecte si nu prin interfata RTI.

3.In cazul unui exercitiu care presupune cuplarea a doua federatii pentru un exercitiu nu se admit conexiunile locale si toate comunicarile trebuie realizate prin interfata RTI.

4.Comunicarile intre doua federatii se fac numa respectind regulile si protocoalele RTI.

5. In timpul executarii unui exercitiu atributele alocate federatiei trebuiesc definite si solcitate de minimum o federatie la o anumita secventa de timp,

6.Fiecare federatie trebuie sa declare si sa utilizeze un model propriu in concordanta cu lista de obiecte definita prin OMT.

7.Federatiile trebue sa fie capabile sa comunice si sa primeasca atribute prin reteaua care leaga federatiile si prin interfata RTI.

8. Federatiile trebuie sa accepte sau sa transfere conducerea exercitiului, dupa cum este cazul in desfasurarea sa si in conformitate cu situatia simulata.

9.Federatiile trebuie sa fie capabile de a varia conditiile de desfasurare a exercitiului la nivel local si sa comunice aceste schimbari la nivelul atributelor.

10.Federatiile trebuie sa fie capabile sa coreleze timpul propriu de desfasurare a simularii cu corelarea generala a exercitiilor intre federatii.

La formarea unei federatii actiunile principale sunt urmatoare :

-se definesc simulatoarele si alte elemente care participa la formarea unei federatii,

-se stabilesc atributele federatiei ,formatul datelor ce sunt incluse in acestea si se declara cuplarea in retea ,

-se verifica corelarea timpului propriu cu timpul pe retea ,

-se definesc si se aleg alte tipuri de federatii de la care se solicita atribute,

-se definesc conditiile de preluare a conducerii sau de acceptare a fi condus,

-se definesc zonele geografice de interes.

Toate aceste caracteristic sunt standardizate in conformitate cu reglementarea IEEE-1516

Marile avantaje a acestui tip de simulare sunt :

-reducerea esentiala a riscurilor si costurilor in manevre mari,

-asigura o integrare multipla a sisteme diferite : echipe de conducere, simulatoare, vehicule reale in poligoane etc,

-integreaza sisteme variate si aflate la mare distanta,

-utilizeaza diverse metode de simulare indiferent de productia lor si orginea lor,

-utilizeaza in majoritate pentru legaturi elemente djà fabricate din comert,

-permite participarea n princpiu nelimitata a actorilor

Pentru a arata ce federatii exista si sunt in dezvoltare in prezent vom aminti citeva care functioneaza in SUA :

o federatie a simulatoarelor ce opereaza in cimpul terestru : simulatoare de tanc, vehicule de lupta,centre de comanda , elemente logistice.

o federatie a simularilor de evenimente discretecum ar fi lovitura unei rachete, exolozia declansata de diverse lovituri de artilerie ,

o federatie a simulatoarelor aflate in dezvoltare sau in faza de prototip care vor sa interactioneze cu alte simulatoare existente pentru a-si perfectiona functiile.

Vom aminti citeva avantaje esentiale ale sistemului HLA :

-sistemul are o flexibilitate foarte mare putind ingloba multe tipuri de simulare,

-sistemul opereaza cu conceptul de timp variabil, in fiecare federatie actiunile se desfasoara intr-un timp propriu si se comunica numai evenimentele de interactiune intre federatii ceace face ca transmisiunile sa nu fie incarcate permanent,

-separa interactiunile de problemele proprii ale simularii,

-reduce costurile de operare a exercitiilor devenind posibile manevre militare de o anvergura extrema , actiuni combinate flota-forte terestre,terestre cu aviatie etc,

-evita paralelismul in simularea a diverse spatii exterioare si a unor evenimente.

- nu este legata de o anumita locatie geografica, sistemele de comunicatie intre federatii fiind de multiple tipuri,

-interfetele de comunicare software si hardware sunt de tipul comercial,

-se asigura secretizarea exercitiilor fiind comunicate numai interactiunile,

-ajuta la modelarea si formarea unei baze de date la nivelul Pamintului.

Ca orice sistem tehnic nici HLA nu este un sistem perfect avind si el o serie de dezavantaje dintre care amintim:

-nu se asigura o interoperabilitate universala pentru aceasta etapa de dezvoltare,

-nu este inca un mediu real de testare pentru entitati,

-nu este un generator de harti si de solutii,

-nu este un sistem plug and play

- nu contribuie la perfectionarea simulatoarelor proprii,

Este de mentionat ca odata cu dezvoltarea HLA s-a inceput identificarea prin simulare a noi elemente necesare in functionalitati care sunt in general necesare pentru toate sistemele si care ar trebui sa fie incluse intr-o infrastructura, mai degraba decat in anumite modele de simulare.

Ar trebui sa fie posibil sa se dezvolte o arhitectura care sa sustine un intreg domeniu de simulare a sistemelor, oferind o mare fond comun de functionalitate. Aceste arhitecturi pot include un standard de interoperabilitate general ca HLA, dar ar merge mai departe, prin definirea unui set de instrumente pentru a domeniului de operare de simulari, interfete comune pentru a se conecta la sisteme de externe

Unul din marile avantaje ale sistemului HLA este ca a permis perfectionarea modelarii operatorului uman ca o forta adversa constienta. La inceputul jocurilor de razboi simulate in mai multe simulari si jocuri militare s-a incercat aceasta modelare a actiunii fortelor adverse, dar rezultatele au fost mediocre .Sistemele ce trebuiau sa simuleze comportamente specifice si decizionale astfel incit sa se adapteze la conditiile tranzitorii din cimpul tactic nu raspundeau decit in situatii limitate . Entitatile controlate de aceste sisteme de forte pseudo-umane nu prezentau comportamente realiste, aveau actiuni previzibile si nu actionau decit mecanic , fiind ori prea inteligente ori prea simpliste.

Nu aveam modele de emotie umane, instruire, si oboseala. Cu timpul se vor dezvolta si biblioteci de astfel de forte virtuale adecvate diferitelor conditii tactice.

Pentru viitor se vor dezvolta in cadrul HLA doua noi directii si tehnologii:

-generari de subsisteme cu alte industrii care necesita baze de date in timp real,

-cuplari la sisteme deja existente si extinderea aplicatiilor nemilitare : meteorologie, modelari de calamitati si dezastre, prospectarigeologice, controlul resurselor in agricultura.