JP2007072678A - シミュレーション実行方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 移動速度に応じて設定される論理時刻進行の刻み幅が与えられた複数の移動物体を主対象とする並列分散シミュレーションにおいて、或る移動物体の探知覆域に他の移動物体が入った時点から、または他の移動物体の探知覆域に当該或る移動物体が入った時点からこれらの探知覆域外に達するまでの期間、該当するこれら移動物体は、それぞれの事前に設定された論理時刻進行の刻み幅の内、いずれかの移動物体が持つ最も小さい値を自己の論理時刻進行の刻み幅とする。
【選択図】 図1
Description
Δt=σ/V (1)
本方法では、距離定数σ以内に接近する移動物体同士であれば、必ずその状態を検知することができるため、本来会合するはずの移動物体同士がその状態を検知できなかったためにシミュレーションに矛盾が生じる「スリップ現象」を回避することができる。
先ず、高速移動物体と低速移動物体を対象とする従来のシミュレーションの方法について図8および図9により説明する。図8では、航空機を高速移動物体とし戦車を低速移動物体として、高速移動物体MO_Aの論理時刻進行の刻み幅Δtを1に、低速移動物体MO_Bの論理時刻進行の刻み幅Δtを5に設定した場合の各Δtを論理時刻軸方向に図示している。この例では、単位時間当たりの変化分が小さい移動物体はΔtを大きく、変化分が大きい移動物体はΔtを小さくするという概念に基づいてΔtを設定している。図9は、上記異なる固定の論理時刻進行の刻み幅Δtの移動物体同士が会合する状態の例を示している。
(1)t=1:高速移動物体MO_Aは低速移動物体MO_Bを探知し、攻撃。
(2)t=2:両移動物体MO_A、MO_B間でのインタラクション無し。
(本来、この時点でMO_Bは、MO_Aからの攻撃を受け撃沈。)
(3)t=3:高速移動物体MO_Aは低速移動物体MO_Bを探知し、攻撃。
ここでの問題点は、上記括弧書きしたように、本来、t=1で高速移動物体MO_Aにより攻撃を受けた低速移動物体MO_Bは、t=2でその攻撃により撃沈されたことを模擬しなければいけない。しかし、この模擬が実施されないためにt=3でも低速移動物体MO_Bは残存していることから、高速移動物体MO_Aが再び同様の攻撃を低速移動物体MO_Bに対して仕掛けてしまうことである。低速移動物体MO_Bの論理時刻進行の刻み幅Δtを5のままにしておくと、t=1で高速移動物体MO_Aにより攻撃を受けた低速移動物体MO_Bが撃沈される模擬を行うのはt=5になってからとなる。
この実施の形態1でも、高速移動物体MO_Aと低速移動物体MO_Bの論理時刻進行の刻み幅Δtの事前に設定された値は、それぞれ図8の従来の場合と同じである。しかし高速移動物体MO_Aの「見る」範囲(以下、これを探知覆域とする)に低速移動物体MO_Bが入った時点から該探知覆域外に達するまでの期間において、、低速移動物体MO_Bの論理時刻進行の刻み幅Δtは高速移動物体MO_Aの事前に設定されたΔtと同じ値に変更される。すなわち、この間、低速移動物体MO_BのΔt(=5)は、小さい方の値である高速移動物体MO_AのΔt(=1)に変更される。
(1)t=1:高速移動物体MO_Aは低速移動物体MO_Bを探知し、攻撃。
(2)t=2:低速移動物体MO_Bは、高速移動物体MO_Aからの攻撃を受け撃沈。
(3)t=3:高速移動物体MO_Aは低速移動物体MO_Bの撃沈を確認。
これにより従来起こった因果関係の矛盾発生を回避することができる。この方法は、予め設定された論理時刻進行の刻み幅Δtが異なる移動物体が2個以上探索範囲内に入った場合でも同様に適用できる。その場合、いずれかの移動物体が持つ最も小さいΔtの値に残りの移動物体のΔtを変更することになる。
Step1:当該時刻以前に発行された他の移動物体(MO)からの転送データを見る。
Step2:Step1で得た情報を参考に自身の当該時刻txの模擬を行う。
Step3:Step2での模擬結果を他の移動物体(MO)に転送する。
Step4:次に模擬するべき時刻への時刻進行要求を発行する。
図8で説明した論理時刻進行の刻み幅Δtに基づいた場合、高速移動物体MO_Aは1時刻後に起動するように、低速移動物体MO_Bは5時刻後に起動するようにStep4の段階で時刻進行要求を発行することとなる。
なお、高速移動物体MO_Aと低速移動物体MO_Bが異なるCPU上で模擬されている場合はCPU間でのそのためのメッセージ送受を実施する必要があり、このようなメッセージ送受の仕組みを導入すると通信および同期コストが増え、実行性能の低下を招くこととなる。一方、高速移動物体MO_Aと低速移動物体MO_Bが同一のCPU(Central Processing Unit)上で模擬されている場合は、通信コスト無しに他の移動物体の同一時刻の模擬結果(該時刻で模擬していれば)を見ることは可能である。したがって、同一CPU上で模擬されている移動物体同士の場合には、同一時刻での模擬結果を見る機能(互いの探知覆域に入ったか否かを検出する機能)を導入することによって、不要な論理時刻進行の刻み幅Δtの変更を回避することができる。
図4および図5は非特許文献1に記載されている移動物体の論理時刻進行の刻み幅Δtの設定方法を示した説明図である。
この方法では、対象とするアプリケーションに適した距離定数σ(距離の基準値:例えば、1σ=1海里)を定義し、各移動物体の速度Vからそれぞれの論理時刻進行の刻み幅Δtを上記式(1)により設定している。
図4の例では、低速移動物体は距離定数σを3時刻で通過するため、3時刻毎に模擬され、一方の高速移動物体は距離定数σを1時刻で通過するため毎時刻模擬されることになる。本方法(非特許文献1)の特徴は、どの移動物体も距離定数σ以内に近づくものであればその状態を検出することができるため、その時点で何らかの判定を下せばスリップ現象を回避できることにある(図5)。しかし、この方法だけでは既に説明した因果関係の矛盾が発生することとなるため、移動物体が「探知」/「被探知」(「見る」/「見られる」)の関係になる場合には、既に実施の形態1で説明した方法により論理時刻進行の刻み幅Δtを変更する必要がある。ただし、各移動物体の論理時刻進行の刻み幅Δtの基準値(事前に設定される値)を設定する際には、本方法(非特許文献1)を採用することが考えられる。その場合、上記式(1)のVはその移動物体MOの最大速度とする場合と、その時点での現状の速度(最大速度ではない速度)とするが考えられる。Vを最大速度とした場合には、「探知」/「被探知」の関係になったとき、安全サイドの論理時刻進行の刻み幅Δtとすることができるが、Δtが小さくなるため、「探知」/「被探知」の関係にないときには無駄な処理が増えるということになる。一方、小さい速度にした場合、Δtは大きくなるので、「探知」/「被探知」の関係にないときには実行性能は良くなるが、「探知」/「被探知」の関係になったときには、実施の形態1で述べた論理時刻進行の刻み幅Δtの変更を行わないと上述した不具合の原因となる。
図6はこの発明の実施の形態3に係り、各起動時刻に各移動物体MOiの論理時刻進行の刻み幅Δtを決めるための手順を示すフローチャートである。ここで、図6の説明で用いる記号は、図7に示すように、Dijは移動物体MOiと他の移動物体MOjとの距離であり、Ri,Rjは移動物体MOiとMOjの探知範囲、そしてVi,Vjは移動物体MOiとMOjの速度を表す。
各移動物体MOの論理時刻進行の刻み幅の初期設定値orgΔMOを、上記式(1)を用いて適当に設定しておく(ステップST10)。式(2)を満足する最も大きい論理時刻進行の刻み幅tmpΔtMOiを選定する(ステップST11)。
tmpΔtMOi<min∀j[{Dij−max(Ri,Rj)}
/{|Vi|+|Vj|}] (2)
このステップST11では、各移動物体の速度、位置、そして探知覆域の既知情報に基づいて、他の移動物体と「探知」/「被探知」の関係にならない状態において、論理時刻進行の刻み幅のとり得る最大値tmpΔtMOiを算出する。以降、ステップST12〜ST17の処理を行うが、移動物体MOjが起動(模擬)される度に、その起動時刻にこの最大値tmpΔtの選定(次のステップST11)を行うことになる。
次に、tmpΔtMOi<orgΔMOiを満すかどうかの判定を行い(ステップST12)、満たす場合はΔtMOi=orgΔtMOiとし(ステップST13)、満たさない場合はΔtMOi=tmpΔMOiとする(ステップST14)。このステップST12〜ST14の処理は、ステップST11で算出した最大値tmpΔtが自身の初期設定値orgΔMOiより小さくならないようにするもので、これにより、シミュレーションの進行を抑えないようにしている。
ΔtMOi≧∃j[{Dij−max(Ri,Rj)}
/{|Vi|+|Vj|}] (3)
このステップST15は、次の起動時刻に他の移動物体MOjと「探知」/「被探知」の関係になる可能性があるかを判定する処理である。式(3)を満たすMOjが存在する場合、式(4)を用いて、新しいΔtMOiを決定する(ステップST16)。
ΔtMOi=min{∀jΔtMOj,ΔtMOi} (4)
すなわち、ステップST16は、他の移動物体MOjと「探知」/「被探知」の関係になる可能性がある場合には、その時の他の移動物体MOjの論理時刻進行の刻み幅ΔtMOjと自身MOiのΔtMOiを比較し、最も小さい値を自身MOiの論理時刻進行の刻み幅ΔtMOiとするもので、このことにより上記因果関係の矛盾を回避することができるようにしている。
一方、ステップST15で、式(3)を満たす他の移動物体MOjが存在しなかった場合には、ステップST13またはST14で設定したΔtMOiを引き続き用いる。
なお、上述した処理では、境界条件を厳し目に、それぞれの移動物体の速度Vi,Vjは移動物体MOiとMOjが示す最大速度とする。
式(5)において、Pij≧1を満足するMOjの次回の起動時刻τjの中で、τjが最小となる他の移動物体MOjに関してのみ、Dij (τj)を計算することが考えられる。なお、既に探知範囲(覆域内)に入っているMOjとの距離計算も必須であることから、式(6)を満足する他の移動物体MOjに関しても距離計算をする必要がある。
Dij(s)−max(Ri,Rj)≦0 (6)
また、各移動物体が互いの探知覆域に入る移動物体が在るかの判定で用いる移動物体間の距離の計算を自己の論理時刻進行の刻み幅毎には行わず、毎起動時刻に探知覆域に入る可能性を算出し、当該探知覆域に入る可能性が高くなった時点で移動物体間の距離の計算を実行するようにした場合には、当分の間、探知覆域に入らないとされる移動物体について両者間の距離の計算を省くことで、実行性能の改善を図ることができる。
Claims (6)
- 移動速度に応じて設定される論理時刻進行の刻み幅が与えられた複数の移動物体を主対象とする並列分散シミュレーションにおいて、或る移動物体の探知覆域に他の移動物体が入った時点から、または他の移動物体の探知覆域に当該或る移動物体が入った時点からこれらの探知覆域外に達するまでの期間、該当するこれら移動物体は、それぞれの事前に設定された論理時刻進行の刻み幅の内、いずれかの移動物体が持つ最も小さい値を自己の論理時刻進行の刻み幅とすることを特徴とするシミュレーション実行方法。
- 或る移動物体が事前に設定されている論理時刻進行の刻み幅で起動した時に当該或る移動物体が他の移動物体と互いの探知覆域に入らない状態において、各移動物体は、それぞれの位置、速度および探知覆域の既知情報に基づいて論理時刻進行の刻み幅のとり得る最大値を算出し、次に、該事前に設定されている論理時刻進行の刻み幅を用いた次回の起動時刻に互いの探知覆域に入る移動物体が在るかを判定し、該当移動物体が在る場合には、該当移動物体と自己の該事前に設定されている論理時刻進行の刻み幅のうちで最も小さい値を自己の次回の論理時刻進行の刻み幅とし、一方、該当移動物体が無い場合には、該算出した自己の論理時刻進行の刻み幅のとり得る最大値を次回の論理時刻進行の刻み幅とすることを特徴とする請求項1記載のシミュレーション実行方法。
- 各移動物体が互いの探知覆域に入る移動物体が在るかの判定を自己の論理時刻進行の刻み幅毎には行わず、毎起動時刻に探知覆域に入る可能性を算出し、当該探知覆域に入る可能性が高くなった時点で前記判定の処理を実行することを特徴とする請求項2記載のシミュレーション実行方法。
- 移動速度に応じて設定される論理時刻進行の刻み幅が与えられた複数の移動物体が1台のCPUに割り付けられたシミュレーションにおいて、移動物体の論理時刻で互いの探知覆域に入ったか否かを検出する機能を設け、或る移動物体が探知覆域に入った時点で、自身または当該探知覆域を持つ移動物体の論理時刻進行の刻み幅の中で最も小さい値を前記或る移動物体の論理時刻進行の刻み幅とすることを特徴とするシミュレーション実行方法。
- 各移動物体に事前に設定する論理時刻進行の刻み幅は、対象とするアプリケーションで適当な距離の基準値を距離定数σとし、この距離定数σを当該移動物体の最高速度Vで除した値とすることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載のシミュレーション実行方法。
- 移動物体に事前に設定する論理時刻進行の刻み幅は、対象とするアプリケーションで適当な距離の基準値を距離定数σとし、この距離定数σを当該移動物体の現状の論理時刻における速度Vで除した値とすることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載のシミュレーション実行方法。
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JP2009043077A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | シミュレーション装置及びシミュレーション方法 |
JP2009048232A (ja) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | シミュレーション装置及びシミュレーション方法 |
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