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无人机仿鸟群协同控制发展现状及关键技术

航空学报 2024年

作者：何明陈浩天韩伟邓成段海滨中国人民解放军陆军工程大学指挥控制工程学院中国人民解放军32180部队西安电子科技大学电子工程学院北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院仿生自主飞行系统研究组

无人机集群已在灾害救援、侦察监视、反恐维稳等领域得到了广泛应用，以“集群智能”技术为主的高度自主智能化无人机集群已成为世界各国的关注热点。鸟群具有高自主性和鲁棒性的特点，仿鸟群智能行为，将其行为规律映射到无人机集群系... 详细信息

无人机集群已在灾害救援、侦察监视、反恐维稳等领域得到了广泛应用，以“集群智能”技术为主的高度自主智能化无人机集群已成为世界各国的关注热点。鸟群具有高自主性和鲁棒性的特点，仿鸟群智能行为，将其行为规律映射到无人机集群系统，是解决无人机集群协同控制难题的重要手段。为更好指导无人机集群技术及理论创新，对无人机仿鸟群协同控制发展现状、关键技术和未来发展展开综述。首先，介绍国内外无人机集群典型项目及主要进展；其次，从内部结构—交互方式—行为机制三个层次梳理鸟群研究现状，总结了仿鸟群分层控制、仿鸟群交互控制和仿鸟群行为控制三项无人机仿鸟群协同控制关键技术及面临的挑战；再次，面向无人机集群协同控制发展需求，提出无人机仿鸟群行为相变控制技术；最后，展望无人机仿鸟群协同控制未来趋势，以期为未来无人机集群发展提供思路和依据。

关键词：无人机集群仿鸟群协同控制行为机制相变

基于Shapley值的作战体系单元价值评估

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火力与指挥控制 2024年第3期49卷 80-87页

作者：夏庭汉赵东波樊明陈清华北京师范大学系统科学学院北京100875 解放军32180部队北京100076

现代战争是体系与体系的对抗,如何根据作战体系特征进行有效建模,分析拓扑结构及作战功能,准确评估复杂作战体系中各军事单元的实际价值,不仅能够对敌方目标进行有效打击,也可用于己方作战单元的有效防护。将作战体系按照“侦、控、打... 详细信息

现代战争是体系与体系的对抗,如何根据作战体系特征进行有效建模,分析拓扑结构及作战功能,准确评估复杂作战体系中各军事单元的实际价值,不仅能够对敌方目标进行有效打击,也可用于己方作战单元的有效防护。将作战体系按照“侦、控、打、保、评”功能域进行划分,将其归纳为包括侦察网、指挥网、战斗网、通讯网4个核心子网的耦合作战体系,继而转化为4层多路复用网络,在充分考虑网络结构以及军事特征的基础上,构建了基于Shapley值的体系作战单元价值评估算法,并提出基于系统功能损毁曲线的效能仿真验证方法。经过与其他节点重要性计算方法比较,所提出的方法具有较高的准确度和较低的计算复杂度,可以迅速获得可靠的评估结果。

关键词：作战体系节点重要性多路复用网络 Shapley值

基于改进TOPSIS方法的舰船维修级别判定方法研究

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火力与指挥控制 2024年第6期49卷 24-29页

作者：李方正刘坤王桢王浩易朋兴解放军92578部队北京100161 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

针对传统维修级别判定过于依赖专家主观判断,且缺乏对舰船装备结构特性研究的问题,提出一种基于改进TOPSIS方法的舰船维修级别判定算法。该算法对活动操作性、维修环境水平和人力资源水平等因素进行等级划分和确定方式研究,构建了维修... 详细信息

针对传统维修级别判定过于依赖专家主观判断,且缺乏对舰船装备结构特性研究的问题,提出一种基于改进TOPSIS方法的舰船维修级别判定算法。该算法对活动操作性、维修环境水平和人力资源水平等因素进行等级划分和确定方式研究,构建了维修级别判定指标体系;引入灰色关联度改进TOPSIS评估方法,计算相对关联度作为维修级别判定的依据。通过CATIA二次开发搭建软件模块,进一步验证了维修级别判定算法在虚拟环境中的可行性。结果表明,该算法得出的判定结果具有可靠性和合理性,与实际情况相符,可为舰船装备维修工作以及结构设计、检修提供指导性意见。

关键词：维修级别判定 FAHP TOPSIS 灰色关联分析 CATIA

不平衡数据下基于SVM增量学习的指挥信息系统状态监控方法

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系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 992-1003页

作者：焦志强易侃张杰勇姚佩阳空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077 中国人民解放军95910部队甘肃酒泉735018 信息系统工程重点实验室江苏南京210007

针对指挥信息系统历史状态样本有限的特点,基于支持向量机(support vector machines,SVM)设计了一种面向不平衡数据的SVM增量学习方法。针对系统正常/异常状态样本不平衡的情况,首先利用支持向量生成一部分新样本,然后通过分带的思想逐... 详细信息

针对指挥信息系统历史状态样本有限的特点,基于支持向量机(support vector machines,SVM)设计了一种面向不平衡数据的SVM增量学习方法。针对系统正常/异常状态样本不平衡的情况,首先利用支持向量生成一部分新样本,然后通过分带的思想逐带产生分布更加均匀的新样本以调节原样本集的不平衡比。针对系统监控实时性要求高且在运行过程中会有新样本不断加入的特点,采用增量学习的方式对分类模型进行持续更新,在放松KKT(Karush-Kuhn-Tucker)更新触发条件的基础上,通过定义样本重要度并引入保留率和遗忘率的方式减少了增量学习过程中所需训练的样本数量。为了验证算法的有效性和优越性,实验部分在真实系统中获得的数据集以及UCI数据集中3类6组不平衡数据集中与现有的算法进行了对比。结果表明,所提算法能够有效实现对不平衡数据的增量学习,从而满足指挥信息系统状态监控的需求。

关键词：指挥信息系统系统监控支持向量机不平衡数据增量学习

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基于大范围通行性图的越野路径规划方法

火力与指挥控制 2024年第7期49卷 7-16页

作者：唐宁京周云波张明傅耀宇南京理工大学机械工程学院南京210094 解放军63969部队南京211113

针对军事作战、急造军路和野外救援等越野环境下机动车的路径规划问题展开研究,针对大范围的自然地形环境,研究并分析了高程、坡度以及地表属性对于车辆机动性能的影响,并在地理信息系统软件中将多种影响因素进行叠加,将每个栅格进行通... 详细信息

针对军事作战、急造军路和野外救援等越野环境下机动车的路径规划问题展开研究,针对大范围的自然地形环境,研究并分析了高程、坡度以及地表属性对于车辆机动性能的影响,并在地理信息系统软件中将多种影响因素进行叠加,将每个栅格进行通行指数赋值,生成通行性图,针对性地提出改进的A*算法,综合考虑通行性图中的通行指数,评估节点的代价函数,从而寻找最佳路径。仿真实验结果表明,此路径规划算法可以有效适应复杂的栅格图,越野路径规划结果合理可行。

关键词：通行性分析加权叠加路径规划 A*算法

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硅灰和骨料对混凝土耐高温性能的影响

混凝土 2024年第1期 107-109,115页

作者：黄正峰欧忠文罗伟王飞王廷福中国人民解放军陆军勤务学院军事设施系重庆401311

混凝土暴露在高温下,其组成材料经历不同的体积变化与损伤时就会产生裂纹使得耐久性能与力学性能降低,胶凝材料与粗骨料在其中起着重要作用。在此对比掺入10%硅灰和采用碎石、页岩陶粒对混凝土高温后强度损失的影响与形貌变化。高温后... 详细信息

混凝土暴露在高温下,其组成材料经历不同的体积变化与损伤时就会产生裂纹使得耐久性能与力学性能降低,胶凝材料与粗骨料在其中起着重要作用。在此对比掺入10%硅灰和采用碎石、页岩陶粒对混凝土高温后强度损失的影响与形貌变化。高温后持续荷载下的徐变至关重要,所以还对比了不同骨料类型与荷载对混凝土徐变的影响。结果表明:400℃后混凝土强度明显下降,硅灰的掺入增大了强度降幅。轻骨料混凝土的残余抗压强度在高温下远高于常规混凝土,且内部由于热膨胀应力的缓解出现了较少的裂缝。当施加恒载时,500℃以下轻骨料混凝土变形大,超过500℃,普通混凝土变形高于轻骨料混凝土。

关键词：轻骨料硅灰徐变高温强度

基于航迹消除与策略迭代的无人机集群区域目标搜索方法

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指挥控制与仿真 2024年第1期46卷 37-43页

作者：陈星陈卓杨博文李翱翔中国人民解放军陆军勤务学院基础部重庆401311 中国人民解放军78156部队重庆400000

无人机集群区域搜索在军事领域以及民用领域的搜救、巡逻、监测、环境勘测等方面有着广泛的应用,但如何保证不同场景下无人机集群搜索方法的效率问题依然是个难题。为了更好地解决搜索目标先验信息已知的无障碍区域内多无人机集群搜索... 详细信息

无人机集群区域搜索在军事领域以及民用领域的搜救、巡逻、监测、环境勘测等方面有着广泛的应用,但如何保证不同场景下无人机集群搜索方法的效率问题依然是个难题。为了更好地解决搜索目标先验信息已知的无障碍区域内多无人机集群搜索航迹规划问题,提高无人机集群搜索效率,本文根据目标区域热度以及传感器探测概率等先验信息,提出了一种基于无人机航迹消除策略的概率计算方法,并在此基础上结合策略迭代算法动态规划无人机航迹,找到单个无人机航迹覆盖率最优策略;进而通过适当组合顺序实现无人机集群区域目标搜索整体覆盖率最优;最后,通过仿真计算验证了算法的有效性。

关键词：无人机集群搜索先验信息航迹消除策略迭代动态规划

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知识互联视角下的作战行动判识方法

现代防御技术 2024年第3期52卷 64-72页

作者：赵文栋张明智郭圣明中国人民解放军61267部队北京101114 国防大学联合作战学院北京100091

针对复杂战场环境中态势数据呈现出的大规模、碎片化特征,将知识图谱技术应用到态势感知工作中,从整体性和关联性的角度来判识作战行动。构建了作战行动知识图谱,将作战行动类型、作战力量以及属性等态势数据以图的形式进行组织,实现了... 详细信息

针对复杂战场环境中态势数据呈现出的大规模、碎片化特征,将知识图谱技术应用到态势感知工作中,从整体性和关联性的角度来判识作战行动。构建了作战行动知识图谱,将作战行动类型、作战力量以及属性等态势数据以图的形式进行组织,实现了作战行动知识的相互关联。设计了基于知识图谱的作战行动判识模型,该模型能够充分运用图谱中的属性信息和关联信息来得到更丰富的实体向量表示,通过衡量三元组的真实性来判识作战力量的作战行动类型以及作战力量之间的关系。实验表明,所提方法可以有效地对作战行动进行判识,有助于指挥人员深入地分析战场态势。

关键词：知识互联知识图谱作战行动判识表示学习图神经网络注意力机制

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基于深度学习的MIMO雷达一体化处理

火力与指挥控制 2024年第3期49卷 49-55页

作者：姜春磊陈宝欣黄勇烟台黄金职业学院山东招远265401 解放军92337部队辽宁大连116085 海军航空大学山东烟台264000

传统MIMO雷达采用基于模型驱动的级联信号处理流程,各处理流程对模型假设依赖严重,且互相依赖,引入了基于深度学习的数据驱动的方法,通过构建三维卷积神经网络检测模型,直接在接收端检测发射波形,实现空域、时域和距离维的联合处理。仿... 详细信息

传统MIMO雷达采用基于模型驱动的级联信号处理流程,各处理流程对模型假设依赖严重,且互相依赖,引入了基于深度学习的数据驱动的方法,通过构建三维卷积神经网络检测模型,直接在接收端检测发射波形,实现空域、时域和距离维的联合处理。仿真结果显示:在简单目标环境下,深度学习方法同传统处理方案效果相当;在复杂目标环境下,深度学习方法要明显优于模型驱动的传统处理方法,表明了深度学习方法的有效性。

关键词： MIMO雷达数据驱动深度学习目标环境