基于Agent建模的机载激光武器系统作战效能影响因素分析

为了研究机载激光武器的安装对轰炸机作战效能的影响，提出了基于功能组件的模块化作战仿真框架。采用基于Agent的建模与仿真方法,基于感知、通信、决策、运动、执行的功能对Agent模块进行划分,提出了基于功能组件的模块化作战仿真体系。在此模型框架下,设计机载激光武器系统、雷达系统、导弹等模块的状态机,并建立考虑相对位置变化的详细数学模型,以分析在战斗每一时刻影响作战效能的指标参数变化情况。最后通过对典型突防作战算例的仿真,研究了在动态作战过程中激光武器的发射镜直径和发射功率与目标表面光斑大小和能量密度随相对距离的变化关系,分析了在载机为高速小雷达散射截面积(radar cross section, RCS)和低速大RCS两种情况下,机载激光武器的发射镜直径和发射功率对轰炸机突防效能的影响。分析结果表明,提高机载激光武器的发射功率和发射镜直径对作战效能提升显著,尤其是在载机为低速大RCS的情况下对效能的提升非常显著。     

基于HLA作战仿真成员设计参考模型

对当前HLA仿真机制功用的局限性进行了深刻分析,由此提出构架作战仿真成员设计参考模型的构想.对作战仿真成员的概念模型进行抽象分析,将作战仿真成员中的实体要素分为指挥实体、执行实体、战场环境要素实体三大类.应用MAS理论,构建了作战仿真成员的通用框架;并基于动力驱动机制设计了指挥实体Agent和执行实体Agent的通用模型框架.从建模方法和开发模式两方面对作战仿真成员的开发过程给出指导性建议.该参考模型可以为重构或开发新的作战仿真成员提供有益参考.     

基于Agent行动图的作战建模方法

针对一般的基于Agent作战建模过程中没有实现军事人员主导下的军事概念模型直接驱动的问题,提出一种基于Agent行动图的作战建模方法。在给出基于Agent行动图建模基本原理的基础上,区分Agent行动组织结构图、通信网络图、动作属性图,提出了基于Agent行动图的作战系统静态概念模型建模方法,区分Agent行动指挥交互图、状态行为图,提出了基于Agent行动图的作战系统动态概念模型建模方法;进一步建立了Agent行动图概念模型到行为仿真模型框架转换方法,并设计实现了基于Agent行动图的作战建模工具;最后以装甲分队典型作战行动建模为例,验证了方法的可行性与有效性。     

基于Agent的网络化防空导弹体系仿真分析

网络化防空导弹体系是未来防空导弹作战体系的发展趋势。作为一个全新的复杂作战体系,采用基于Agent的建模仿真(Agent-based modeling and simulation, ABMS)方法进行仿真分析是支持其论证工作的有效途径。以分布式无中心节点网络化结构为基础,分析了该体系的结构和新型作战特点;设计了基于Agent的网络化防空导弹体系仿真框架,包括仿真实体类型及关系、实体交互框架、Agent内部结构以及行为规则;通过一个作战想定,详细分析了网络化结构下防空导弹体系的信息优势、决策优势和作战优势,并在相关方面提出建议。     

社会系统MAS分布仿真中的Agent优化调度算法

针对分布式多Agent系统在复杂社会系统仿真应用中的运算特性,设计了一个基于分布式结构的Agent调度框架并提出了Agent的动态优化调度算法.该算法综合考虑了仿真过程中仿真节点运算负载和Agent通信结构的变化,通过优化Agent的调度和分配实现各仿真节点负载的动态均衡以及多Agent系统中跨节点全局通信量的减少.仿真实验分析表明提出的算法能够有效提高此类仿真应用的运算性能以及减少仿真执行的时间.     

多Agent系统在空间直观仿真建模中的并行化

针对空间并行仿真技术中的同步问题,设计基于Agent感知区域的有限乐观同步算法。该算法继承乐观同步算法的积极性、保守同步算法的安全性,并将仿真中的Agent划分为安全Agent区域和非安全Agent区域,同时利用调度服务器和执行服务器分工协作的方式完成仿真计算。调度服务器根据不同Agent的安全半径筛选确定其是否属于安全区域,执行服务器负责执行Agent的行为。该算法实现仿真技术中积极且有限的乐观同步,降低并行仿真中网络的通信量,确保仿真程序执行过程中的因果约束关系,有效地缩短了仿真时间,在GAMA仿真平台实现并验证方法的有效性。     

基于多Agent的战场角色仿真建模研究

作战仿真系统模型的复杂性主要来源于战场角色行为和战场环境的复杂性，多Agent系统是解决复杂问题的有效方法。分析作战仿真系统的模型组成和特点，结合自然环境建模，研究了基于多Agent的战场角色建模方法，描述了战场角色Agent所需的组件及其功能。设计了一种面向战场角色建模的通用Agent体系结构，并对战场角色Agent的规划、通信和协作等理论和应用问题进行了研究。     

基于Multi-Agent的无人机集群体系自主作战系统设计

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。     

基于多智能体的无线传感器网络仿真平台的研究

超大规模的无线传感器网络系统通过个体协同表现出群体智能行为特性，其理论分析和物理实验系统构建的困难使得仿真成为目前的主要研究手段。因此，采用基于角色的面向Agent程序设计方方法，从体系结构、角色类划分、角色间关系、角色绑定以及Agent类设计等方面论述了无线传感器网络仿真平台的设计与实现。该平台不仅能模拟无线传感器网络系统的功能执行，而且能体现其群体智能行为特征。     

基于多进程的Agent行为描述及其仿真调度研究

在基于Agent的作战仿真中,描述作战实体的Agent的行为异常复杂,采用传统的面向事件例程的仿真策略,会使Agent仿真模型的描述和执行缺乏灵活性和可扩展性,不利于降低建模仿真的复杂度。提出采用进程交互法作为基于Agent的作战仿真的基本仿真策略,将Agent在物理域、信息域和认知域内的行为描述为不同的进程,降低各域内行为描述的耦合性,增强Agent行为模型的可扩展性,并通过进程交互仿真的控制方法约束各行为进程的启动、挂起、继续运行和终止,无需模型开发人员管理Agent行为进程的调度。这种方法使Agent行为描述更加清晰和易于理解,有效降低了Agent行为描述和仿真调度的复杂度。通过一个应用实例,验证了提出方法的有效性。     

基于CRC-MATE的体系架构方案选择

现代战争正逐步转向体系对抗，为了顺利实现系统集成并形成联合作战能力，需要在设计论证阶段筛选较为优化的体系架构方案，即选择合适的系统组合及其系统间的依赖关系。针对体系能力与组件系统能力的非线性关系, 不确定性导致的体系能力降级风险以及成本约束等问题, 提出基于功能依赖网络的体系能力计算法, 基于条件风险价值的体系风险度量法以及基于系统工程全流程的体系成本估算法。由此构建“能力-风险-成本”的三维多属性权衡空间探索模型。以海上防空反导体系为例, 明晰了权衡空间探索模型的构建步骤, 验证了该方法的可行性和有效性, 为作战体系建设过程中的方案选择提供了新思路。     

同顺序Flow shop问题的一种遗传强化学习算法

针对Flow-shop排序问题的固有复杂性,设计了一种遗传强化学习算法.首先,引入状态变量和行动变量,把组合优化的排序问题转换成序贯决策问题加以解决;其次,设计了一个Q-学习算法和基于组合算子的遗传算法相集成,遗传算法利用染色体的优良模式及其适应值信息来指导智能体的学习过程,提高学习效率和效果,强化学习则对染色体进行局部优化进而改良遗传群体,二者有机结合共同解决Flow-shop排序问题;再次,提出了多种适应性策略,使算法关键参数能够周期性递变,以更好地在深度搜索和广度搜索之间均衡;最后,仿真优化实验结果验证了该算法的有效性.     

基于信息熵的复杂作战网络动态演化研究

网络中心战、分布式和分散式指挥控制逐渐替代传统的以平台为中心的作战形态和集中式指挥控制,信息成为一种作战能力。结合新型信息化武器装备体系作战环,构建了基于信息熵的复杂作战网络模型,提出了信息化武器装备体系作战能力的度量方法。以提高作战能力作为网络演化动力,设计了复杂作战网络的动态演化规则,构建了择优演化和随机演化2种作战网络演化模型。结合典型信息化武器装备体系作战案例,对其作战网络动态演化进行分析,揭示了复杂武器装备体系整体作战能力与武器装备单元微观变化之间的规律,为信息化武器装备体系作战效能设计与优化提供理论依据。     

基于复杂网络的军事通信网络建模与性能分析

针对军事通信体系的复杂性和网络化结构特点,通过分析体系中装备实体及各装备之间的通信关系,抽取通信网络模型的构建要素,提出军事通信网络图结构模型。在此基础上设计基于图论的测度指标,分别从装备实体重要性、链路通信重要性以及网络抗毁性3个层次分析军事通信网络的性能。最后，通过具体实例对所提模型及评价方法的可行性进行检验,为战场复杂体系建设提供理论依据。     

基于复杂网络的军事通信网络建模与性能分析

针对军事通信体系的复杂性和网络化结构特点,通过分析体系中装备实体及各装备之间的通信关系,抽取通信网络模型的构建要素,提出军事通信网络图结构模型。在此基础上设计基于图论的测度指标,分别从装备实体重要性、链路通信重要性以及网络抗毁性3个层次分析军事通信网络的性能。最后,通过具体实例对所提模型及评价方法的可行性进行检验,为战场复杂体系建设提供理论依据。     

面向任务的网络信息体系建模分析方法研究

网络信息体系作为信息化时代体系作战能力的催化剂和融合剂,正在改变着信息化作战形态及战斗力生成模式。本文在分析网络信息体系概念内涵的基础上,引入任务与体系的关联映射规则,提出了一种综合考虑超网络和服务化特征的网络信息体系“两维四网”模型构建及特性分析方法,并以空中突击作战为例,以服务信息流模体时延、任务执行精度、资源冗余度为特征度量指标,通过仿真实验验证了模型与方法的可行性和合理性。     

作战仿真传感器模型探测处理通用方法

指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察(command,control,communication,computer,intelligence,surveillance and reconnaissance, C4ISR)模型是作战仿真系统的中枢和灵魂,是作战仿真的重点和难点。在分析作战仿真情报、监视和侦察模型中的传感器模型对于探测处理的建模需求基础上,提出了传感器模型探测处理的通用方法,介绍了所提方法的整体流程,通过计算过程详细说明了所提方法的9个方面。通过模型的输入输出数据的结构并结合仿真验证实验,说明了该方法的适用性和通用性,提高了作战仿真传感器模型的运行效率,节约了开发成本,并为ISR建模与仿真提供了参考方法。     

操作员-UCAV交互实时Agent 个体控制及结构

提出一个用于Agent进行任务执行决策的微控算法,以解决Agent在动态环境中所做出的任务执行决策能否满足任务截止期的问题.提出了一个两层结构的实时Agent,其中本地控制层负责Agent的个体行为控制,协作计划层则令Agent能与其它Agent通信及协作.基于以上技术,实现了操作员-UCAV实时交互Agent个体控制及结构,能够适应动态的环境、自动进行任务调度和协调,并能保证任务在复杂环境下的响应时间.