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原文传递高速列车数字化协同计算及仿真平台的研究与改进

论文题名：	高速列车数字化协同计算及仿真平台的研究与改进
关键词：	高速列车;数字化仿真平台;协同计算;系统管理
摘要：	高速列车数字化协同计算及仿真平台（以下简称协同计算平台）为高速列车相关问题的仿真提供了一个可信的分布式仿真计算平台，随着高速列车研究问题的规模扩大和复杂度加深，提高协同计算平台的易维护性和稳定性就成了亟待解决的问题。　　本文通过分析协同计算平台在实际部署、测试和使用过程中出现的问题，在协同计算平台中增加了系统管理软件并对协同计算平台中的代理子系统、资源管理与任务调度子系统和耦合器子系统进行改进，增强了协同计算平台的子系统部署能力和管理能力，提高了资源利用率和系统稳定性。　　在协同计算平台原有系统结构的基础上增加了系统管理软件，对代理子系统进行管理并通过代理子系统实现对调度器软件和计算节点的管理。主要包括通过调度器代理软件监视调度器的运行状态，在调度器出现故障或者需要重新部署时通过代理软件实现调度器节点的部署;管理协同计算平台中的调度器软件、代理软件和第三方软件，在有软件更新需求时通过代理软件完成程序的更新;通过代理软件管理计算机上的进程并控制节点的关机和重启;管理各子系统的日志文件，查看协同计算平台中工况的仿真状态和资源占用情况等。　　针对代理子系统中存在的问题，改进了代理软件向调度器注册的方式，在减少代理注册资源开销的同时保证了注册的有效性;增加了调度器代理软件，实现了对调度器的管理，主要包括监视调度器的运行状态，维护数据库中调度器的状态信息;响应系统管理软件的命令关闭调度器软件或部署调度器节点;管理调度器的程序版本等;增加了程序管理功能，响应系统管理软件的命令更新代理程序，安装并启动第三方程序;增加了日志管理功能，管理各子系统的日志文件;增加了节点管理模块，响应系统管理软件的命令关闭或重启计算机节点;此外，还增加了对进程的管理，将获取的进程信息上传到数据库中，并根据系统管理软件的命令关闭计算机中的指定进程。　　针对调度器中存在的问题，改进了调度器中的故障恢复方式、资源管理方式、耦合器管理方式和工况预调度的方式，提高了协同计算平台的资源利用率和资源预判的准确性以及工况调度的效率。针对耦合器中存在的问题，在耦合器子系统中增加了“迭代”关系处理模块，使耦合器能够处理模块间具有“迭代”关系的工况，从而提高了仿真计算工况任务的多元性，设计并实现了执行机与耦合器之间处理“迭代”关系的接口，并在执行机端进行了通信的故障检测和恢复，在增加了系统稳定性和可靠性的同时减轻了耦合器进行通信故障检测的负担。　　本论文首先介绍了本课题的研究背景和意义、国内外研究现状和论文结构;接着分析了协同计算平台中各子系统的功能和工况提交计算的流程，着重对协同计算平台系统结构、代理子系统、资源管理与任务调度子系统和耦合器子系统中存在的问题进行分析;在分析问题的基础上分别对系统管理软件的设计及实现以及以上三个子系统的改进进行详细的分析和描述;最后对改进后的协同计算平台进行了功能测试，并对相关工作进行了总结和展望，分析了协同计算平台中仍然存在的不足和下一步的研究工作。
作者：	杜志强
专业：	通信与信息系统
导师：	黄海于
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文