无人系统互操作性发展现状与关键问题

无人系统正在加速由专用化、单一化向通用化、标准化发展,多无人系统协同、无人-有人系统协同、无人系统集群等新型作战概念不断成熟。无人系统互操作性是提高无人系统联合作战能力的倍增器和推动无人系统系列化发展的重要抓手,也是适应无人系统协同化、集群化发展的必然需求。本文详细阐述了无人系统互操作性的概念内涵,从顶层规划、技术创新和能力验证三个方面分析了无人系统互操作性发展现状,提出了一种针对跨域、多域无人系统互操作的等级模型,构建了自底向上和自顶向下相结合的互操作性关键支撑技术体系,剖析了通用/开放体系架构、标准协议与模块化组件、自主能力评估验证、数据传输与数据策略等技术因素,并展望了下一步研究重点。     

无人自主系统综合试验测试平台设计

对面向智慧城市、智慧天空、多域协同作战等应用场景的无人自主系统体系,急需具有多域、联合试验、广域多源复杂环境构建能力的测试与评估物理环境和研究平台。利用无人机试验测试中心的综合试验测试系统平台,构建具有空、天、地、海多维应用场景的多层级和体系化的综合试验测试环境与技术研究平台,重点突破无人自主系统多维体系化综合试验验证环境构建、基于云技术的分布式多域协同效能评估测试平台构建,以及基于虚实结合的智能化复杂环境模拟仿真等核心技术,为开展无人自主系统综合试验测试与体系性能评估提供支撑,提高我国试验场的综合试验能力和资源利用效益,增强试验场履行使命的能力有重大现实意义。     

【专题】“无人系统自主性与智能化”专题编者按

地空协同无人系统作为新质跨域智能作战力量已成为世界强国开展军事技术竞争的前沿方向。本文首先总结了地空协同无人系统的概念、功能及发展目标,分析了世界主要国家制定的专项规划,从形成智能作战体系、改变战场攻防平衡及全面提高作战效能三个方面阐述了地空协同无人系统对未来战争的重大意义;其次,针对其面临的环境复杂、资源受限和平台异构等约束条件,从分布式态势认知、适应性智能导航及异构系统协同控制等方面总结了地空协同无人系统需要突破的关键技术;最后,为应对智能化战争挑战,从技术瓶颈、平台建设及政策支持等方面提出发展建议。该研究可为地空协同无人系统在国防科技领域的研究、应用和发展提供参考。     

地空协同无人系统综述

地空协同无人系统作为新质跨域智能作战力量已成为世界强国开展军事技术竞争的前沿方向。本文首先总结了地空协同无人系统的概念、功能及发展目标,分析了世界主要国家制定的专项规划,从形成智能作战体系、改变战场攻防平衡及全面提高作战效能三个方面阐述了地空协同无人系统对未来战争的重大意义;其次,针对其面临的环境复杂、资源受限和平台异构等约束条件,从分布式态势认知、适应性智能导航及异构系统协同控制等方面总结了地空协同无人系统需要突破的关键技术;最后,为应对智能化战争挑战,从技术瓶颈、平台建设及政策支持等方面提出发展建议。该研究可为地空协同无人系统在国防科技领域的研究、应用和发展提供参考。     

OODA-L模式下的智能无人集群作战仿真建模框架

介绍了智能无人集群作战的相关概念,为反映智能无人仿真实体的自主能力和适应能力,提出将学习过程显性化的观察-判断-决策-行动-学习(Observe, Orient, Decide, Act and Learning, OODA-L)模式,并进一步扩展为适用于集群协同的Co-OODA-L模式。在智能无人仿真实体的总体描述上,采用马尔可夫决策过程进行数学抽象处理,提出智能无人Agent的三域分层结构。为体现智能无人集群作战的自主协同、分布式等特点,提出了利用人工神经网络将可变数量的智能无人Agent融合为同构或异构集群进行协同作战建模的体系结构。     

基于DoDAF+STK的集群协同探测功能架构建模与仿真

针对无人集群协同探测系统,提出一种分级集散式协同探测总体架构,并设计集群协同探测的典型模式与作战场景,依据DoDAF方法论,从作战视图、系统视图视角完成协同探测功能的划分与架构设计,通过生成的可执行模型进行逻辑自洽性验证。利用STK软件部署战场兵力,对相关模型进行推演分析,实现与系统逻辑模型的互联互通,验证体系逻辑模型与作战想定模型的一致性。     

无人机集群作战概念及关键技术分析

无人机集群作战正在从概念走向雏形.文章总结了国外无人机集群作战概念的发展,分析了无人机集群作战的主要关键技术,包括大规模无人机管理与控制、多无人机自主编队飞行、集群感知与态势共享、集群突防与攻击、集群作战任务控制站等技术,并展望了未来无人机集群协同搜索、协同干扰、协同攻击、协同察/打、集群对抗等作战应用.     

舰载多传感器协同探测资源调度模型构建

先对多传感器协同探测的概念、技术基础和优势进行了分析,构建了舰载多传感器协同探测体系结构,给出了传感器选配依据和协同策略规划,然后结合线性规划资源调度算法,建立了多传感器协同探测资源调度模型。通过仿真计算验证了模型的合理性和适用性,为舰载多传感器系统充分发挥协同探测的体系作战能力提供了一种理论和技术参考。     

基于合作博弈的智能集群自主聚集策略

以无人车集群系统协同监视再入体着靶过程为任务背景,开展智能集群自组织策略相关技术研究。设计无人车集群执行再入体着靶协同监视的集群行为模式;针对协同监视过程中的集群聚集行为,提出基于合作博弈的智能集群自主聚集策略。各智能体以实现群体聚集为"合作目标",以降低自身能量消耗为"竞争目标",开展博弈;基于微粒群算法规划局部路径,最终使群体系统涌现出聚集行为。仿真实验验证了设计的自主聚集策略的有效性。     

基于单体视觉投影的集群控制策略

与常见的无人系统集群需要进行预先规划和控制机制不同,生物集群采用分布式和反应式架构,具备完成复杂任务的强大智能能力。受生物集群系统启发,设想无人系统集群中的个体能够对所遇到的环境进行独立反应,并展现出集群协同行为。针对这一设想,提出基于单体视觉膜投影模型的集群控制方法,并对其进行理论分析和推导,实现了群体内自组织集群控制;通过观察和计算运动过程中群体的稳定性、一致性、协调性等相关指标,探究所提出自组织模型对不同类型任务的适应性。此外,针对群体遭遇外来攻击的情形,设计了合理的群体避障机制,使得集群能够实现紧急安全避障,从而提高集群面临突发情况时的应对能力。     

陆军无人装备作战指挥信息系统

本文对陆战场无人化、智能化作战需求及其对指挥信息系统的能力要求进行分析。以美军为典型样例对无人装备的指挥信息系统发展现状进行分析,对无人装备作战指挥信息系统体系架构进行构想,并提出未来需重点突破的关键技术,最后对军队无人装备指挥信息体系的发展提出了几点建议。     

陆战分队空地一体无人作战系统装备体系构想研究

在智能战争时代数字陆战场形势下,智能化、无人化、网络化陆战分队空地一体无人作战系统装备体系已成为未来陆战装备的重要发展方向。首先,重点研析美、俄分队级无人作战系统装备体系发展趋势,明确其以构建陆战分队级部队新质战斗力为核心,大力开展陆战分队级新型无人作战装备建设的发展方向;其次,从独立作战、持续作战、指挥控制、情报侦察、火力毁伤等层面,对比分析新型无人作战排作战优势;然后,以构建一个轻量级C4ISRK作战装备体系为目标,提出一种以“有/无人协同作战指控”为核心的陆战分队空地一体无人作战系统构建方式;最后,指出装备研发重点关键技术,以期重塑“人与机器”的战场功能配置,为未来陆战分队作战装备体系建设发展研究提供有益参考。     

无人系统路线图自主性分析

在第三次抵消战略的驱动下,受军费预算不断削减、内部成本日益增长的影响,为遏制中俄等国日益崛起的军事力量,谋求和维持未来军事优势,美军只能将目光聚焦于创新作战概念,发展以无人系统为代表的更具成本效益和作战威力的武器装备。随着人工智能和机器学习技术的进步,无人系统的自主能力得到了大幅提高,未来将可能根据任务需要,实现从远程控制、自动化系统到近乎完全自主。本文认为,美国国防部除将加快发展人工智能和机器学习技术,聚焦于自主系统带来的作战效率和效能的提高,持续评估自主系统以提升作战人员的信任水平之外,也正加紧制定相关的政策法规,以确保自主系统的研发更加规范有序。     

加速无人化装备技术发展的思考

随着人工智能、云计算及大数据等新技术的快速发展及其在军事领域的广泛渗透，智能化无人化装备的应用领域不断拓展、型谱体系日渐完善、作战能力显著提升，已成为世界各主要军事强国聚力发展的新质力量。本文从作战体系、系统平台和支撑技术等三个方面对主要军事强国无人化装备技术的现状进行了分析总结，并在此基础上对无人化装备的技术发展趋势进行了研判，指出无人化装备技术呈现出成体系、成系列、成规模的发展总体格局，正朝着集群化、实战化和自主智能决策的方向发展。在此基础上，充分借鉴外军先进经验，紧密结合军事斗争准备需求，提出了发展军队无人化装备技术的基本思路、主要原则和具体举措，积极探索适合军队特点和规律的无人化装备技术发展道路。     

有人/无人战斗机协同空战模式及能力需求分析

针对未来空战的特点对有人/无人战斗机协同空战的作战模式及能力需求进行了研究.从信息链到武器链时空过渡的角度分析了有人/无人机协同空战的作战优势;提出了两种典型的有人/无人机协同空战方式,并给出了作战过程描述及功能结构分析;基于“观测-评估-决策-执行”指挥控制环分析了有人/无人机协同空战的指挥控制流程;基于协同空战的任务需求提出各参与平台的能力需求.此研究对有人/无人机协同空战的发展具有一定的指导意义.     

军事信息系统的互操作性研究*

为了正确理解和准确评测军事信息系统的互操作性,分析比较了军事信息系统互操作性的不同定义和内涵,讨论了军事信息系统的互操作性分析方法,探讨了军事信息系统互操作性建模方法,分析了互操作性与系统安全脆弱性之间的关系,给出了军事信息系统互操作性研究的几点建议.     

装备互用性及其度量研究

在论述装备互用性是信息化条件下的一个重要关键特性的基础上，给出装备互用性概念和能力概念模型，研究了互用性的度量方法，给出了互用实现度和新的连通性度量指标，以期为我军装备信息化建设提供可借鉴的依据。     

军用无人机技术智能化发展及应用

军用无人机作为收集战场信息和军事打击的新兴手段和工具,以其机动灵活、战场生存能力强等独特优势,能够方便快速地获取战场态势,极大地弥补了传统作战方式和侦查手段的短板和不足。智能无人系统的发展可能会引领军事领域的重大变革甚至改变战争形态。文章介绍了无人机技术在军事领域中的发展和应用现状,并从飞行控制、火控系统、任务规划以及无人机集群等方面浅析了军用无人机技术智能化发展方向。     

美军信息系统互操作性研究

解释了军事信息系统互操作性的内涵,对美军信息系统互操作性研究现状如信息系统互操作性等级模型、美国国防部体系结构框架及国防信息基础设施总体规划等进行了详细阐述。进一步分析了美军发展军事信息系统互操作性的内容,为实现我军各信息系统的互操作性提供参考。