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空间碎片主动移除任务规划研究综述

控制与决策 2024年第2期39卷 371-380页

作者：许英杰刘晓路贺仁杰左亚辉宋彦杰国防科技大学系统工程学院长沙410073

人类太空探索活动产生的空间碎片已成为太空空间中的主要污染物,并成为人类航天事业发展的重大障碍和威胁,因此,空间碎片主动移除问题引起了国际社会的广泛关注.对此,以空间碎片主动移除任务规划为主题,在对国内外相关文献进行系统分析... 详细信息

人类太空探索活动产生的空间碎片已成为太空空间中的主要污染物,并成为人类航天事业发展的重大障碍和威胁,因此,空间碎片主动移除问题引起了国际社会的广泛关注.对此,以空间碎片主动移除任务规划为主题,在对国内外相关文献进行系统分析的基础上,简要介绍空间碎片主动移除的发展现状;具体描述低地球轨道和地球同步轨道空间碎片主动移除任务规划问题;从目标筛选与分组、访问序列规划和转移轨迹规划3个层次介绍该问题的模型构建技术;按照显性枚举方法、隐形枚举方法和元启发式方法将空间碎片主动移除任务规划方法分类,对当前研究成果进行总结并指出存在的问题;最后,对未来空间碎片主动移除任务规划问题的研究方向进行展望.

关键词：空间碎片服务航天器主动移除任务规划建模技术规划方法

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自适应特征融合的多模态实体对齐研究

自动化学报 2024年第4期50卷 758-770页

作者：郭浩李欣奕唐九阳郭延明赵翔国防科技大学系统工程学院长沙410073

多模态数据间交互式任务的兴起对于综合利用不同模态的知识提出了更高的要求,因此融合不同模态知识的多模态知识图谱应运而生.然而,现有多模态知识图谱存在图谱知识不完整的问题,严重阻碍对信息的有效利用.缓解此问题的有效方法是通过... 详细信息

多模态数据间交互式任务的兴起对于综合利用不同模态的知识提出了更高的要求,因此融合不同模态知识的多模态知识图谱应运而生.然而,现有多模态知识图谱存在图谱知识不完整的问题,严重阻碍对信息的有效利用.缓解此问题的有效方法是通过实体对齐进行知识图谱补全.当前多模态实体对齐方法以固定权重融合多种模态信息,在融合过程中忽略不同模态信息贡献的差异性.为解决上述问题,设计一套自适应特征融合机制,根据不同模态数据质量动态融合实体结构信息和视觉信息.此外,考虑到视觉信息质量不高、知识图谱之间的结构差异也影响实体对齐的效果,本文分别设计提升视觉信息有效利用率的视觉特征处理模块以及缓和结构差异性的三元组筛选模块.在多模态实体对齐任务上的实验结果表明,提出的多模态实体对齐方法的性能优于当前最好的方法.

关键词：多模态知识图谱实体对齐预训练模型特征融合

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针对视频分类模型的共轭梯度攻击

工程科学学报 2024年第9期46卷 1630-1637页

作者：戴扬冯旸赫黄金才国防科技大学系统工程学院长沙410073

基于深度神经网络的视频分类模型目前应用广泛,然而最近的研究表明,深度神经网络极易受到对抗样本的欺骗.这类对抗样本含有对人类来说难以察觉的噪声,而其存在对深度神经网络的安全性构成严重威胁.尽管目前已经针对图像的对抗样本产生... 详细信息

基于深度神经网络的视频分类模型目前应用广泛,然而最近的研究表明,深度神经网络极易受到对抗样本的欺骗.这类对抗样本含有对人类来说难以察觉的噪声,而其存在对深度神经网络的安全性构成严重威胁.尽管目前已经针对图像的对抗样本产生了相当多的研究,针对视频的对抗攻击仍存在复杂性.通常的对抗攻击采用快速梯度符号方法(FGSM),然而该方法生成的对抗样本攻击成功率低,以及易被察觉,隐蔽性不足.为解决这两个问题,本文受非线性共轭梯度下降法(FR–CG)启发,提出一种针对视频模型的非线性共轭梯度攻击方法.该方法通过松弛约束条件,令搜索步长满足强Wolfe条件,保证了每次迭代的搜索方向与目标函数损失值上升的方向一致.针对UCF-101的实验结果表明,在扰动上界设置为3/255时,本文攻击方法具有91%的攻击成功率.同时本文方法在各个扰动上界下的攻击成功率均比FGSM方法高,且具有更强的隐蔽性,在攻击成功率与运行时间之间实现了良好的平衡.

关键词：对抗样本深度学习安全性视频攻击白盒攻击共轭梯度算法

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基于集成改进蚁群算法的作战环推荐方法

系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 2002-2012页

作者：李杰谭跃进国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073

作战环推荐是依靠优化算法从作战网络中为指挥员推荐最优的作战环,以对目标形成高质量打击。未来作战中的作战环推荐面临体系规模大、决策节奏快的特点。对此,提出了一种集成改进的蚁群算法,能够实现高效、高质的作战环推荐优化求解。首... 详细信息

作战环推荐是依靠优化算法从作战网络中为指挥员推荐最优的作战环,以对目标形成高质量打击。未来作战中的作战环推荐面临体系规模大、决策节奏快的特点。对此,提出了一种集成改进的蚁群算法,能够实现高效、高质的作战环推荐优化求解。首先,将作战环推荐问题转换为一种基于多仓库路径规划的数学模型。然后,针对原始蚁群算法前期收敛速度慢、算法参数对结果影响大和容易陷入局部最优的问题分别提出了3种改进策略:基于边权重信息的信息素初始化、基于差分进化的蚁群算法参数自适应优化和基于遗传算子的全局搜索能力提升,并进行了集成改进。最后,在案例分析中对集成改进蚁群算法进行了分析和对比,验证了所提算法在不需要大幅提高耗时的情况下,优化结果要优于未集成改进的蚁群算法,且相比于原始蚁群算法提升效果显著。

关键词：作战环推荐多仓库路径规划智能优化蚁群算法集成改进

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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

面向动态目标搜索与打击的空地协同自主任务分配方法

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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2346-2358页

作者：费博雯包卫东刘大千朱晓敏国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073

面向复杂城市环境中的运动目标搜索与打击任务,单域无人平台受视野范围和运动能力等限制,易出现目标遗漏和任务完成率低的问题。针对这些问题,提出一种面向动态目标搜索与打击的空地协同自主任务分配方法,通过结合无人机视野范围广以及... 详细信息

面向复杂城市环境中的运动目标搜索与打击任务,单域无人平台受视野范围和运动能力等限制,易出现目标遗漏和任务完成率低的问题。针对这些问题,提出一种面向动态目标搜索与打击的空地协同自主任务分配方法,通过结合无人机视野范围广以及无人车机动性强的特点,提升空地无人系统的任务执行效率和区域覆盖率。一方面,针对未知运动目标,提出一种基于数字信息素的目标搜索模型,以平台协同收益和区域覆盖率为优化指标,保证在尽可能短的时间周期内发现区域中的所有目标。另一方面,面向动态到达的打击任务,构建基于可行路径规划的任务分配模型,以平台能耗和任务完成时间为目标函数,在保证任务完成率的同时,提高空地协同系统的资源利用率。与现有方法相比,所提方法能够在最短的时间内发现所有目标,区域覆盖率达到55%以上,且资源利用率为84.4%。实验结果表明,所提方法具备较好的目标搜索和任务执行能力。

关键词：空地协同数字信息素目标搜索任务分配路径规划

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深度强化学习及其在军事领域中的应用综述

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1297-1308页

作者：张梦钰豆亚杰陈子夷姜江杨克巍葛冰峰国防科技大学系统工程学院湖南长沙410003

随着大数据、云计算、物联网等一系列新兴技术的大量涌现,人工智能技术不断取得突破性进展。深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)技术作为人工智能的最新成果之一,正被逐渐引入军事领域中,促使军事领域走向信息化和智能化。... 详细信息

随着大数据、云计算、物联网等一系列新兴技术的大量涌现,人工智能技术不断取得突破性进展。深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)技术作为人工智能的最新成果之一,正被逐渐引入军事领域中,促使军事领域走向信息化和智能化。在未来战争作战模式及军队发展建设中,网络化、信息化、智能化和无人化形成重要特征,已经成为不可逆转的趋势。因此,在回顾了DRL基本原理和主要算法的基础上,对当前DRL在武器装备、网络安全、无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队、智能决策与博弈等方面的应用现状进行了系统的梳理与总结。最后,针对实际推进DRL技术在军事领域应用落地所面临的一系列问题和挑战,提供了未来进一步研究的思路。

关键词：深度强化学习军事应用智能决策发展趋势

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无人集群试验评估现状及技术方法综述

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 570-585页

作者：赵蕊蕊于海跃游雅倩张涛陶敏姜江国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073

试验评估是促进装备系统作战能力生成和实战化应用的重要手段。无人集群依靠自组网实现复杂交互,具备典型的智能性和涌现性,开展无人集群试验评估研究面临着指标不清、标准模糊、技术方法落后等难题。为了进一步推动无人集群试验评估理... 详细信息

试验评估是促进装备系统作战能力生成和实战化应用的重要手段。无人集群依靠自组网实现复杂交互,具备典型的智能性和涌现性,开展无人集群试验评估研究面临着指标不清、标准模糊、技术方法落后等难题。为了进一步推动无人集群试验评估理论研究,对国内外已开展的无人集群试验评估相关规划和项目实践现状进行了概述。面向评估指标设计和评估方法研究两个试验评估关键环节,首先对已有无人集群评估文献中使用的指标进行了分类梳理,并分析了现有研究在指标选取和构建方面的特点与不足;然后,结合不同无人集群关键技术研究中涉及的评价指标,提出了面向无人集群关键技术能力的评估指标设计思路。在此基础上,根据具体含义及计算方式,将已有指标划分为基础指标和综合指标2类,分类介绍了可用的评估方法,期望为后续无人集群试验评估的指标构建和评估方法选取工作提供一定借鉴。

关键词：无人集群试验评估评估指标评估方法

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模数驱动的智能武器装备作战建模方法

系统工程理论与实践 2024年第3期44卷 1083-1096页

作者：朱智杨松王涛王维平赵月华国防科技大学系统工程学院长沙410073 南京大学信息管理学院南京210033

仿真建模作为一种模型驱动的机理建模,一直是武器装备系统采办、设计和评估等工作的主要手段.随着大数据和人工智能的深入应用,数据驱动的数据建模越来越受到关注.首先从模型驱动、数据驱动和模数驱动三个方面对武器装备作战建模方法进... 详细信息

仿真建模作为一种模型驱动的机理建模,一直是武器装备系统采办、设计和评估等工作的主要手段.随着大数据和人工智能的深入应用,数据驱动的数据建模越来越受到关注.首先从模型驱动、数据驱动和模数驱动三个方面对武器装备作战建模方法进行概述,分析单独使用仿真建模或数据建模在应对当前武器装备作战建模工作的不足,提出一种模数驱动的数字化建模方法.该方法核心是模数驱动架构的设计,在此基础上运用功能决策树表示作战行为模型,对于行为模型中的决策环节,基于深度强化学习训练和嵌入数智Agent.通过构建弹道导弹突防过程中的多目标分配场景,对比仿真实验显示,采用智能网络决策比传统基于规则脚本的目标命中率有显著提高.

关键词：模数驱动行为建模效能仿真深度强化学习