专题：无人集群系统技术与应用

无人集群技术是无人作战系统发展的前沿技术和主要热点，随着战场环境动态复杂演进，呈现出作战场景变化越来越迅速、博弈对抗越来越强烈、作战过程不可复现等特征，对无人集群作战系统的应用提出了巨大挑战。为此，本专题依托“蜂群多智能体系统群智激发汇聚研究与实现”“航空集群空空导弹攻击区模型及智能预测方法研究”“仿鸟群智能行为的无人机与有人机共融集群自主控制”“仿鹰鸽智能的多智能体群组对抗推演与博弈方法研究及验证”“科技创新2030-新一代人工智能”等国家自然科学基金重大项目及其他重要项目，旨在汇聚无人系统作战体系架构设计、任务规划、效能评估等无人集群作战系统方面理论与技术方法的研究成果，探索面向复杂环境的有人\|无人集群、跨域无人集群等作战系统的运用模式和效能机理，为相关研究人员提供有益参考，共同推动智能无人作战技术的发展和提高。本专题采用视频加载等增强出版形式，读者可扫描二维码来观看相关资料，以加深理解和认识。限于研究者水平，文中所述方法及结论可能存在一定局限性。     

向人脑学习的UCAV认知导航航迹规划研究

认知导航是支撑无人作战飞机自主飞行的重要导航方式,智能在线航迹规划是认知导航亟待解决的热点问题。为满足无人作战飞机的自主飞行能力需求,从"向人脑学习"的角度提出了无人作战飞机认知导航航迹规划新技术。首先分析了无人飞行器在线航路规划技术的研究现状,指出了其存在的主要问题,总结了技术发展趋势;其次针对当今在线航迹规划技术难以解决的环境/任务智能自适应问题,提出了"向人脑学习"的仿生航迹规划新方法,阐述了新方法的基本内涵与认知循环,明确了认知导航航迹规划的主要功能;最后对认知导航航迹规划的各项关键技术进行了剖析,指明了需要克服的难题。     

无人作战体系——不只是无人机

正无人体系以指挥信息系统为纽带,融合多维空间的各种无人作战单元,实现智能决策、高效指挥、全维防护,形成全天候全天时的无人作战能力。随着科学技术的飞速发展,世界军事领域兴起了以信息化为核心的"新军事变革",其特点可以概括为战场信息透明化、目标攻击精准化、作战体系信息化、武器装备网络化。     

海上跨域无人集群研究进展综述

海战场是军事对抗的重要战场之一,海上作战涉及空中、水面、水下以及海岸陆地等空间,作战资源对象数量庞大且能力多样。随着无人系统技术的不断发展,跨域无人集群将成为未来海上作战的重要力量。以海上跨域无人集群作为研究对象,首先梳理了跨域作战的相关概念及演变过程,定义了跨域无人集群的内涵,然后阐述了美军单域无人集群项目的发展趋势及现状,分析了近期跨域无人集群演习的主要内容,之后对无人集群关键技术现有研究成果进行了提炼总结,指出了跨域无人集群发展面临的挑战。最后给出了跨域无人集群未来的发展趋势。     

无人机集群控制

<正>"集群智能"作为一种颠覆性技术,一直被军事强国视作军用人工智能的核心,是未来无人化作战的突破口。2016年11月,在珠海举办的第十一届中国国际航空航天博览会上,中国电子科技集团公司披露了中国第一个固定翼无人机集群试验原型系统,实现了67架规模的集群原理验证,打破之前由美国海军保持的50架固定翼无人机集群的世界纪录。把无人机集群作为一个整体来控制,对未来无人机作战及应用方面有广阔的前景。与单机作战平台相比,无人     

引领美海军舰载航空兵新发展的“飞马”无人舰载机

X-47B"飞马"隐形无人舰载战斗机于2013年7月10日成功降落于"布什"号航空母舰。通过对其发展历程、战技参数、作战效能的分析,从作战能力、任务范围、作战样式三个方面探讨了其对美航母舰载航空兵的影响,为有效应对美海军无人空中作战系统对现有防空系统的挑战提供参考。     

《空军工程大学学报(自然科学版)》征稿简则北大核心CSCD

《空军工程大学学报(自然科学版)》是由空军工程大学主办的学术期刊。本刊为双月刊,国内外公开发行,是以“理技融合、战技结合、军事应用”为特色的综合科技期刊,设有军用航空、兵器工程、电子信息与通信导航、智能无人作战技术与系统、空天防御、机场防护、战伤抢修、网电对抗、军事智能等栏目。     

无人攻击机编队配系优化算法

以无人攻击机(UCAV)编队协同火力打击为背景,探讨了无人攻击机编队配系优化问题.首先分析了连续马尔可夫链(CTMC)理论描述无人攻击机火力打击的适用性,并利用CTMC理论对无人攻击机的作战过程进行建模,根据无人攻击机的特点构建了多型无人机打击多种目标的作战模型;对无人攻击机协同作战效果进行了预测,给出了效能预测的MATLAB求解框架;采用基于理想点法的决策方法,根据编队协同作战的预测效果对无人攻击机编队配系进行优化.算例分析表明本文的模型能够反映不同类型无人攻击机的打击特性,有效预测编队打击效能并确定最优配系.此方法能够准确描述无人攻击机编队的作战特性,算法便于计算机实现,为无人攻击机编队作战提供决策支持.     

美军“无人家族”又添新宠

近些年来,在无人化领域中,智能火炮、智能机器人、无人侦察机、智能坦克等“无人化”先进武器装备层出不穷,在实战中由于它们能够取得惊人的作战效果而备受专家们的青睐。在这一领域中,美军可谓走在了世界的前列,从他们的“先锋”到“捕食者”,无不体现其在无人领域发展中所取得的进步。最近,他们又推出了一种379型多功能无人驾驶直升机,用以提高海军未来的作战能力。379型无人机是由333型有人直升机改进而成的,可从各种具有空战能     

智能化作战条件下的无人机系统应用及其关键技术

本文指出未来战争是智能化战争的发展趋势,分析了智能化作战的主要特征,对无人机系统在智能化作战中的应用进行浅析,指出智能化作战条件下的无人机系统关键技术主要包括:智能态势感知技术、智能自主控制技术和智能协同交互技术。     

无人作战平台认知导航及其类脑实现思想

无人作战平台将是未来空天战场的主要作战力量,认知导航正是应无人化平台智能自主运行控制的需要而提出的新型导航技术。通过对认知导航进行了深入剖析,给出了认知导航的基本内涵,以及在这一内涵下的认知导航框架结构和导航信息处理流程,并分析了认知导航所具备的新质导航能力,探讨了采用"类脑"技术实现认知导航的新途径,最后提出了实现认知导航需要解决的关键技术。为实现无人化作战平台智能自主能力提供了理论框架,具有较强的指导意义。     

体系视野下的MBSE

 综述了基于模型体系工程的研究进展及应用情况，分析了其未来发展需求。从体系架构建模和体系工程流程建模两个方面，介绍了当前基于模型体系工程的研究、应用方面技术主流。以智能化无人作战为应用背景，提出了一个多集群智能体系工程研究框架，并在该框架下分析了基于模型体系工程的研究需求，从体系和集群两个层面提出了MBSE的研究设想和发展策略。     

多无人机分布式协同动态目标分配方法

在以"网络为中心"的作战模式下,以电子干扰无人机和UCAV编队协同作战为研究对象。针对多无人机协同作战的动态目标分配问题,建立基于导弹攻击区分析的威胁估计模型,综合考虑电子干扰效果建立目标分配模型,提出一种基于分布式拍卖机制的目标分配算法。针对不同的作战想定进行仿真计算,结果表明:算法能在规定的时间约束内给出接近理想化效果的目标分配方案,且所提算法与现有几种算法相比在可靠性、实时性上都有明显提高。     

无人机自主集群技术研究展望

 动态不确定环境和复杂任务决定了无人机系统势必朝着集群化、自主化和智能化方向发展,具备共识自主性的无人机集群可无需任何集中规划或直接通信完成复杂智能行为。从无人机自主性内涵出发,讨论了无人机自主集群的概念、特点、优势及可能的作战形式,从人机共融、变体设计、人工智能和集群对抗方面探讨了无人机自主集群的发展趋势及无人机集群应对反无人机技术的必要性,从军用和民用领域分析了无人机自主集群的可能应用前景,从战略规划、研发模式、系统协调、交叉学科、国防应用及市场培育等方面探讨了无人机自主集群技术的发展方向。     

无人驾驶车辆智能控制技术发展

无人驾驶车辆可看作是具备一定自我学习能力的轮式智能机器人,体系结构可分为感知和决策,在智能控制技术的加持下,无人驾驶车辆控制技术正在阔步前进.为了优化车辆控制技术,使无人驾驶车辆控制子系统的实际执行效果达到决策系统的期望值;借助CiteSpace研究了中外无人驾驶车辆控制技术的发展、接着列举智能控制在无人驾驶中的先进应...     

基于UML的电子支援下截击空战建模与仿真

针对未来空战中新的作战样式和作战对象，研究了电子支援下截击空战仿真的关键问题。以歼击机、无人机和电子战飞机组成的空中联合编队为主要研究对象。采用面向对象建模技术，利用UML的用例图、类图研究了截击空战的静态功能结构，通过序列图、活动图建立了截击空战的交互模型和活动转换模型，系统地描述了作战流程，重点突出了电子对抗建模，最后实现了截击空战仿真系统。仿真实验证明：该系统能为航空电子对抗系统作战效能评估提供实验平台。     

自主控制技术在箭射无人飞行器航迹控制中的应用研究

对箭射无人飞行器飞行控制系统进行设计,研究了自主控制系统的层级控制结构、规划与重规划技术以及智能控制器设计,并给出了自主航迹控制的模块化设计的流程图以及具体实现算法,在Matlab/Simulink下进行了仿真实验,其结果验证了层级控制结构下实现航迹自主控制的可行性.     

基于DoDAF的无人机协同作战效能评估

对无人机协同作战进行效能评估能够有效分析系统性能好坏,对提升系统作战能力有积极意义。针对无人机作战编队,使用DoDAF构建无人协同作战体系框架,分析作战活动与能力之间的关系,建立协同作战能力指标体系;对于不同类型的指标进行差异化处理,分别采用尺度标度法、概率计算法与聚合法处理量纲类指标、定量型概率类指标与定性型概率类指标;使用ADC模型,扩展系统能力向量,将生存能力、电子对抗能力等综合性指标考虑在内,突破单项指标的局限性;最后以对地作战典型任务下的无人机协同作战为场景,使用该方法对不同作战方案进行效能评估,计算结果验证了该方法的有效性。     

面向离散制造的混杂数控自治系统设计

研究离散制造中混杂数控生产线的智能化控制问题.引入智能感知、智能决策与智能执行等智能制造技术,构建生产线数控设备的联网协同机制,实现类似流程制造中自动化生产及无人值守的自治控制.基于信息物理融合系统(cyber physical systems,CPS)设计混杂数控自治系统(autonomous system for hybrid NC,ASHNC),提出具体架构与分层模型.采用WPF技术开发原型系统,并且在多个知名企业所构建的数控生产线中得到应用.实际效果验证了系统的可行性.