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。     

无人机集群智能的生成样式研究

无人机集群作战是未来的重要作战方式。无人机集群智能的生成模式及其应用实现途径等智能生成样式问题研究是无人机集群作战编成确定和作战运用设计的基础支撑。归纳提出了无人机集群智能的集中式、仿生行为式和功能分布式生成模式,并从总体上探讨了相应的应用实现途径;提出了基于平行系统架构的战中任务调整和航路再规划智能效果实现途径;研究提出了仿生行为智能涌现运用于陌生环境下航路搜索、攻击与优化的方法途径。     

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.     

基于智能体技术的CGF行为模拟研究

为了有效模拟CGF物理行为和智能行为的不同特性,提出了一个复合CGF智能体模型,将CGF的行为模拟分为认知、内部环境、规划决策和行动四个模块,该模型综合了反应式行为模式和基于规划模式两方面优点.利用行为模式采用层次化方法建立CGF物理行为模型,使CGF智能体能对动态战场环境做出灵活的反应.结合CGF不同类型任务规划决策方法的分析介绍了基于规划模式的CGF智能行为模拟方法,使CGF智能体能按照战术原则进行作战任务规划.采用基于军事命令控制结构对CGF进行组织和控制,为CGF间的指挥协同提供了与实际作战环境相似的框架.     

弹药保障CGF智能决策模型研究与实现

弹药保障CGF智能决策系统是装备保障效能评估系统必不可少的组成部分,其核心是对人类决策行为的建模与仿真.在介绍智能决策含义和决策过程的基础上,重点研究和分析了CGF智能决策行为,构建了CGF智能决策模型.针对决策过程中由于无法获得人脑思维方式而导致行为模型的表达、描述、推理等受到怀疑的问题,在弹药保障CGF智能决策模型中,将决策行为分解为任务决策、过程决策和动作决策3个步骤,接近于人类思维方式.同时,对实现弹药保障CGF智能决策具有关键作用的任务决策原则、过程决策方法和动作决策规则进行了研究,并给出了应用实例.实例证明,弹药保障CGF智能决策方法逻辑清晰,易于理解和维护,便于实现.     

面向多样性与随机性的无人集群合作演化建模及仿真

针对无人集群协同作战中个体策略选择的多样性,以及外部环境扰动带来的策略更新随机性问题,提出了一种基于公共物品博弈的无人集群合作演化机制。分析无人集群自主协同中的多样性与随机性需求,引入公共物品博弈构建基于Moran规则的无人集群合作演化模型;理论推导与解析分析多样性与随机性对集群稳态频率和合作水平的影响;最后,仿真验证理论推导的正确性,并分析参数变化对集群合作行为的影响,据此给出无人集群作战中有效应对多样性与随机性的合理建议。相关成果为揭示无人集群作战中的多样性与随机性机理,实现相关理论向现实应用的转化提供了理论支撑与仿真依据。     

基于改进信息熵法的反集群目标作战效能评估研究

随着信息化技术的不断创新,无人机集群体系在未来战场将占据主导地位,分析研究相关的防御策略及拦截手段对我国无人技术创新和体系建设尤为重要.结合反集群作战任务需求,基于观察、判断、决策和行动(OO?DA)循环理论,建立对抗作战网络模型,并构建了反无人机集群作战能力指标体系.采用改进信息熵方法,提出一种高效准确的作战效能评估...     

诱饵干扰下无人机集群攻击阈值控制方法

针对诱饵干扰下无人机集群作战中的计算量爆炸,攻击阈值控制解算困难问题,给出了一种基于兰彻斯特方程和最优控制模型的无人机集群作战攻击阈值控制方法。从机载雷达的性能出发,建立作战双方兵力损耗的微分方程,从而构建改进兰彻斯特方程;以兰彻斯特方程为最优控制的状态方程,以无人机攻击阈值为控制变量,建立弹药约束下无人机集群空战的最优控制模型,并且证明一方剩余兵力的最大化等价于另一方剩余兵力的最小化;最后采用直接凸优化法对最优控制问题进行求解,并进行仿真验证。     

无人集群自适应任务分工模型构建

传统无人集群任务分工存在中心控制依赖、适应性不强的缺点,这无法满足未来无人集群在复杂军事场景中的应用需求。群体智能的快速发展为集群分布式任务分工提供了理论和技术基础。针对无人集群任务分工问题,借鉴群体智能理论,提出了一种无人集群自适应任务分工模型,以无人集群清除多类危险目标的仿真实验为例,验证了模型的可行性和优越性。研究成果对于无人集群作战系统的建设发展,以及在作战、保障等军事领域的应用提供了参考价值。     

基于效能优先原则的武器决策方法研究

武器站是适应未来战场快速反应和应急机动等多功能要求的新型武器系统,其火力配置多种武器组合,当发现攻击目标时,选择哪种武器进行打击,目前主要通过作战人员依靠人工经验进行决策.针对上述问题,提出了基于效能优先原则的武器决策方法,该方法充分考虑作战任务、目标属性、天气条件、打击费用等影响因素,构建了武器决策效费比模型,通过作战实例分析,验证了该模型可有效解决武器站在多个作战条件下的武器决策问题.     

微分博弈在无人机集群攻防中的应用研究

为了解决传统微分博弈理论的局中人规模受限问题,针对固定翼无人机目标-攻击-防御三方集群对抗场景,提出了一种基于微分博弈的集群攻防决策算法。该集群攻防决策算法利用基于Dubins路径价值函数的拍卖算法将集群攻防对抗问题解耦为目标-攻击者-防御者三方微分博弈问题,并且融入载体坐标系转换以及自动驾驶仪控制模型等约束,实现三维空间中以加速度为控制输入的集群决策,为等规模三方集群对抗问题提供协同决策控制。仿真实验结果证明,提出的集群攻防决策算法对于多种规模的无人机集群均能生成攻防角色对应的决策控制,实现包括目标-攻击-防御三种角色的三方集群攻防空战决策,在优化个体决策的同时,兼顾集群内无人机间的协同性。     

智能化陆军建设

智能化陆军建设面临军事理论、作战运用及智能技术等多方面挑战。从指挥信息系统发展规律来看,由信息优势到决策优势的转变正在发生。必须深刻理解人工智能技术的本质,把握智能化建设的核心要义。研究认为,陆军智能化建设的重点包括智能化指控理论、知识体系构建等2个基础及智能指挥控制、无人集群作战、智能模拟训练3个核心。     

面向体系仿真的智能无人机集群作战建模总体框架研究

提出了智能无人机集群作战建模应当遵循的基本理念.在总体上将"面向体系仿真的智能无人机集群作战建模"视为一个"概念设计—模型建立—分析应用"的完整过程,而非一个孤立的建模仿真活动.为此,提出了涵盖"体系设计—模型训练—想定生成—探索仿真—结果分析"5个基础阶段的建模总体框架,以及包含支撑层、运行层、分析层和应用层在内的能够支撑该框架使用的系统体系架构.该建模总体框架,有助于解决智能无人机集群作战建模中作战概念不清晰、应用场景不明确的问题,同时可以将基于机器学习的智能实体建模技术集成到建模框架当中,以充分反映智能无人机实体及其集群的自学习、自成长特性.     

基于Multi-Agent的航空集群系统重构机理研究

集群作战是未来空中作战的主要样式,其重构机理的研究对于提升航空集群执行任务的整体性能以及在遭受攻击时的生存能力具有重要作用。从作战任务层面出发,对集群系统重构的定义以及类型、触发机制和基本原则进行了分析阐述;借鉴博弈论理论,将航空集群系统分布式重构问题映射为多Agent之间的合作-竞争问题,建立了基于Multi-Agent的系统重构模型,给出了重构的流程与算法,为航空集群系统自适应重构能力的设计实现提供了理论技术支持。     

基于神经网络的防空武器目标智能分配方法

为满足现代防空作战高动态环境对武器目标实时智能分配的迫切需求,提出了一种基于神经网络的防空武器目标智能分配方法.首先综合考虑武器数量及拦截能力等要素,以毁伤效能最大为优化目标,建立武器目标分配问题优化模型;在此基础上,构建基于神经网络的武器目标智能分配框架,基于分配方案数据集训练武器分配决策神经网络,并通过神经网络预测...     

地面主战武器常规弹药消耗预测方法研究现状

地面主战武器是陆军遂行全程火力攻击和支援任务的主要作战装备。针对当前弹药消耗预测方法的研究现状,从模型的构建、仿真的实现及弹药消耗问题的背景描述等方面,深入分析比较了外军及我军在弹药消耗预测研究方面的优缺点,为下一步的研究工作提供了理论指导和参考。     

基于演化博弈的结构化无人集群协作控制方法

针对无人集群作战中的分工合作问题,提出了一种基于演化博弈的结构化集群协作控制方法.分析无人集群分工合作需求,基于演化博弈理论,构建结构化集群分工合作模型;在此基础上,理论推导模型的演化动力学过程及博弈均衡解,得出集群分工合作的形成条件;最后,以集群火力打击任务为想定,仿真规则图及一般拓扑上的集群策略演化过程,仿真结果与理论推导相印证,证明了模型方法的合理性与可行性,为相关理论向实际应用转化提供了初步和有意义的探索.     

密集火力打击目标选择及WTA求解算法

针对舰艇编队进行攻击作战任务时,目标数量多且攻击火力有限的情况,提出了基于模糊隶属集理论的目标任务契合度计算方法,有助于减少主观判断的失误,找到任务价值最高的目标;同时,进行密集火力攻击时,提高火力的攻击密度的重要途径就是进行合理的目标火力分配,通过考虑火力单元转火攻击时间准备问题,建立多波次火力攻击平台目标分配模型,并采用改进的多层次编码的遗传算法,通过算例证明求解效率较高,可以适应作战需要,并有助于提高战场决策和战场武器资源分配效率。     

航空集群系统空对地作战效能涌现方法研究

航空集群作战系统通过自组织机制与行为调控机制的有机耦合,产生了新的作战能力,具有能力涌现特点.为评估集群系统作战效能,在机群作战效能评估理论的基础上,采用AHP层次分析法构建了无人-有人机协同作战集群效能涌现模型.结果表明,作战环境威胁越高,集群作战能力的涌现效果越明显,且随着等级的不断提高,能力的涌现不断增加,但是增加的幅度逐渐减缓.该方法的应用可为评估航空集群系统的对地攻击作战能力提供定量参考.     

装甲兵作战多智能体建模技术及其应用

利用作战领域启发知识,综合传统建模技术和智能体优点,首先按照分层结构化组合思想建立了装甲兵兵力智能体模型,并基于层次任务网的决策规划机制和基于军事命令控制结构构建了多智能体模型,然后采用VRMS平台开发了装甲兵作战多智能体应用验证演示系统,最后结合实例探索了多智能体系统在模拟训练、作战实验、辅助决策等领域的仿真应用,其研究有效地提高了装甲兵作战行为仿真的智能性、自主性和逼真性。