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无人集群体系设计与仿真评估方法

国防科技大学学报 2024年第3期46卷 126-136页

作者：杨松王维平李小波周鑫井田国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073

无人集群作战正在成为一种改变战争形态的新型作战样式。针对当前无人装备试验相对独立、缺乏一体化闭环设计与集成验证手段的问题,提出了一种体系设计与仿真评估方法。该方法包含了作战概念建模与需求分析、体系设计理念与体系设计、... 详细信息

无人集群作战正在成为一种改变战争形态的新型作战样式。针对当前无人装备试验相对独立、缺乏一体化闭环设计与集成验证手段的问题,提出了一种体系设计与仿真评估方法。该方法包含了作战概念建模与需求分析、体系设计理念与体系设计、内场仿真实验与方案探索、体系原型研发与评估优化、外场集成试验与综合决策五个阶段,创新发展了体系设计、仿真试验、评估优化的理论方法、工具链路、集成环境,为无人集群的体系化、智能化、实战化提供了一定的理论与技术支撑。

关键词：无人集群体系设计仿真评估一体化闭环设计集成验证

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无人集群虚实混合仿真试验环境集成构建研究

系统仿真学报 2024年第4期36卷 825-833页

作者：杨慧杰肖桃顺武晨郭凌峰中国电子科技集团有限公司电子科学研究院北京100041

构建无人集群试验环境,开展面向无人集群核心技术、关键装备、作战理论的试验研究,是推动无人集群走向成熟的关键环节。以无人集群试验需求为出发点,分析了组成试验环境的资源要素,提出了由共用基础设施、通用试验服务、专用试验支撑,... 详细信息

构建无人集群试验环境,开展面向无人集群核心技术、关键装备、作战理论的试验研究,是推动无人集群走向成熟的关键环节。以无人集群试验需求为出发点,分析了组成试验环境的资源要素,提出了由共用基础设施、通用试验服务、专用试验支撑,以及安全保密和综合保障组成的试验环境架构;从试验网络、模型数据、试验应用方面研究了试验环境集成的关键技术;通过一个支撑无人机集群协同搜索试验的应用案例验证了虚实混合仿真试验环境构建方法的可行性,为无人集群混合仿真试验环境的构建提供了参考。

关键词：无人集群混合仿真试验环境架构试验环境集成

无人集群博弈对抗系统仿真验证及决策关键技术综述

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系统仿真学报 2024年第4期36卷 805-816页

作者：梁晓龙杨爱武张佳强侯岳奇王宁黄骁龚俊斌空军工程大学空管领航学院陕西西安710051 陕西省电子信息系统综合集成重点实验室陕西西安710051 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技... 详细信息

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技术,以及基于神经网络和强化学习的技术三个方面论述了自主决策关键技术,以及课题组在自主决策上开展的相关工作;提出了无人集群博弈对抗的发展方向。

关键词：无人集群博弈对抗自主决策系统仿真验证

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无人集群智能协同仿真试验评估理论框架研究

系统仿真学报 2024年第4期36卷 795-804页

作者：王积鹏张兴吴浩谷雨杨慧杰中国电子科技集团有限公司电子科学研究院北京100041

智能无人集群装备作为智能装备的典型代表,其技术、装备、作战应用在全球范围内加速推进,但总体上无人集群试验理论的研究滞后于无人集群技术、装备,无人集群能力的涌现性、对抗的复杂性,以及无人集群试验的不可重复、不可泛化等特性给... 详细信息

智能无人集群装备作为智能装备的典型代表,其技术、装备、作战应用在全球范围内加速推进,但总体上无人集群试验理论的研究滞后于无人集群技术、装备,无人集群能力的涌现性、对抗的复杂性,以及无人集群试验的不可重复、不可泛化等特性给无人集群试验基础理论、方法带来了巨大挑战。从体系工程集成试验视角和装备研制建设全生命周期视角提出面向能力生长的智能技术、智能单装、智能集群、智能体系4个集群试验模式,深度剖析无人集群智能协同试验的基础理论问题,构建无人集群智能协同试验基础理论框架。

关键词：无人集群智能协同智能技术试验智能单装试验智能集群试验智能体系试验

基于Multi-Agent的无人机集群体系自主作战系统设计

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系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1273-1286页

作者：张堃华帅袁斌林杜睿怡西北工业大学电子信息学院陕西西安710072 光电控制技术重点实验室河南洛阳471000 国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

针对无人集群自主作战体系设计中的关键问题,提出基于Multi-Agent的无人集群自主作战系统设计方法。建立无人集群各节点的Agent模型及其推演规则;对于仿真系统模块化和通用化的需求,设计系统互操作式接口和无人集群自主作战的交互关系;... 详细信息

针对无人集群自主作战体系设计中的关键问题,提出基于Multi-Agent的无人集群自主作战系统设计方法。建立无人集群各节点的Agent模型及其推演规则;对于仿真系统模块化和通用化的需求,设计系统互操作式接口和无人集群自主作战的交互关系;开展无人集群系统仿真推演验证。仿真结果表明,所提设计方案不仅能够有效开展并完成自主作战网络生成-集群演化-效能评估的全过程动态演示验证,而且能够通过重复随机试验进一步评估无人集群的协同作战效能,最后总结了集群协同作战的策略和经验。

关键词： Multi-Agent 无人集群体系设计协同作战

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无人集群系统深度强化学习控制研究进展

工程科学学报 2024年

作者：梁鸿涛王耀南华和安钟杭郑成宏曾俊豪梁嘉诚李政辰湖南大学电气与信息工程学院湖南大学机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心湖南大学机器人学院

随着无人集群在物流运输、农业管理、军事行动等场景的试验和应用，其面临的作业环境和任务内容日趋复杂，亟需设计效率更高、泛化能力更强、适应性更好的控制算法。将人工智能引入到无人集群系统控制的研究中，能够大幅提升现有无人集... 详细信息

随着无人集群在物流运输、农业管理、军事行动等场景的试验和应用，其面临的作业环境和任务内容日趋复杂，亟需设计效率更高、泛化能力更强、适应性更好的控制算法。将人工智能引入到无人集群系统控制的研究中，能够大幅提升现有无人集群的能力，完成复杂的作业任务。深度强化学习具有深度学习和强化学习的优点，无人集群系统深度强化学习控制研究受到了国内外科研人员的广泛关注，涌现出许多标志性成果。本文将从原理、特点等方面阐述深度强化学习概念，深入分析深度强化学习的多种典型算法，并讨论无人机集群的各类控制需求，进而介绍深度强化学习在无人机集群控制领域的典型研究成果，最后针对该领域研究成果的落地转化总结了应用前景和面临的挑战。

关键词：无人集群集群控制深度强化学习多智能体人工智能集群智能

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跨域无人集群协同反潜搜索方法研究

系统仿真学报 2024年第4期36卷 817-824页

作者：王宁梁晓龙张佳强侯岳奇杨爱武空军工程大学空管领航学院陕西西安710051 陕西省电子信息系统综合集成重点实验室陕西西安710051

针对海上反潜搜索问题,提出一种将无人艇作为无人机的通信中继的跨域无人集群协同搜索方法,采用数字网格地图表征任务区域,构建了跨域平台的运动学模型;提出了跨域无人系统的协作方法,设计了无人系统之间的分布式信息融合机制;设计了异... 详细信息

针对海上反潜搜索问题,提出一种将无人艇作为无人机的通信中继的跨域无人集群协同搜索方法,采用数字网格地图表征任务区域,构建了跨域平台的运动学模型;提出了跨域无人系统的协作方法,设计了无人系统之间的分布式信息融合机制;设计了异构平台的搜索目标函数,引导无人系统在搜索任务中实时决策。仿真结果表明:所提方法能够有效适用于文中反潜搜索任务想定,跨域平台之间能够通过优势互补提高搜索效能。

关键词：反潜搜索无人集群航迹规划跨域协同信息交互

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无人集群网络仿真实验教学平台设计与实现

实验技术与管理 2024年第6期41卷 219-225页

作者：李璇张豪杰杨鸿文北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 北京邮电大学电子工程学院北京100876

针对无人集群网络实验教学中理论与实践脱节、实验成本高昂、测试稳定性不足以及存在潜在安全风险等挑战,构建了一套无人集群网络仿真实验教学平台。该平台基于高保真的自组织网络模拟技术,集成无人集群算法、飞行控制仿真以及网络效能... 详细信息

针对无人集群网络实验教学中理论与实践脱节、实验成本高昂、测试稳定性不足以及存在潜在安全风险等挑战,构建了一套无人集群网络仿真实验教学平台。该平台基于高保真的自组织网络模拟技术,集成无人集群算法、飞行控制仿真以及网络效能评估,实现了多系统分布式联合仿真,有效支撑了无人集群网络的仿真验证。在教学过程中,通过平台的直观演示,有助于学生加深对无人集群网络理论的理解,提升学习积极性。该平台提供的开放式接口,能够使学生自主设计并验证通信模型、网络协议和集群算法等模块,实现“学以致用”,激发创新实践能力。

关键词：无人集群网络仿真实验教学

面向异构复合任务的无人集群动态重叠联盟任务分配方法

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信息网络安全 2024年第2期24卷 217-228页

作者：姚昌华程田圆屈毓锛苏婷南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 海南大学信息与通信工程学院海口570228

智能无人集群由于其平台特性的多样性,具备较好的资源调配空间和功能弹性,能够应对复杂多变的任务需求。现有研究大多未考虑任务的异构性和关联性等实际需求,其任务分配方法在需求和资源的适配性、集群协同的动态响应能力上存在不足。... 详细信息

智能无人集群由于其平台特性的多样性,具备较好的资源调配空间和功能弹性,能够应对复杂多变的任务需求。现有研究大多未考虑任务的异构性和关联性等实际需求,其任务分配方法在需求和资源的适配性、集群协同的动态响应能力上存在不足。文章针对无人集群系统在遂行多目标任务过程中存在的任务分配不均、协同性差和动态适应性差等问题,提出了面向异构复合任务的动态响应重叠联盟任务分配架构。首先,综合考虑多个耦合异构任务的价值、优先级、需求和任务变化带来的影响来构建联盟博弈模型;然后设计算法,分布式协同调度不同无人集群(无人机和无人车)的资源,实现集群异构成员的资源与异构任务合理匹配,并能根据任务变化情况进行高效的动态调整。仿真结果表明,文章提出的算法能够适应动态任务场景,形成稳定高效的任务联盟和资源分配方案,提高了无人集群遂行多样化异构任务的系统收益和成功率,实现了无人集群系统在动态条件下的协同任务分配优化。

关键词：无人集群智能决策重叠联盟博弈动态任务分配