基于多AGENT联合意图的反潜编队仿真模型研究

分析了反潜编队的协同作战过程,提出了编队多Agent的形式化描述方法,给出了单个兵力Agent的行为模型,包括组成结构和控制策略.提出了多Agent联合意图的六元组模型,并应用于舰艇和直升机协同反潜过程进行了形式化描述.采用黑板模型,实现多Agent兵力的战场态势和作战状态共享;基于有穷状态自动机,给出了多Agent兵力协同作战过程描述模型.最后,指出多Agent联合意图理论在计算机兵力生成方面,尤其是兵力协同作战研究方面,具有理论和方法可行性和可实现性.     

基于MAS的编队协同作战仿真系统建模研究

在深入分析现代海战复杂性特点的基础上,以复杂系统理论为指导,采用基于MAs(Multi-agentsystem,多智能体系统)的建模仿真方法对编队协同作战仿真系统建模进行了研究,旨在为开展编队协同作战的战法研究构建一个贴近实战的作战仿真系统.重点阐述了编队协同作战仿真系统的建模过程,提出了基于MAS的编队协同作战仿真系统框架,并针对如何在编队多个作战兵力Agent之间开展有效协同的关键问题,根据编队协同作战指挥的特点,提出一种分布与集中相结合的MAS规划方法.最后,基于HLA(High Level Arclitecture,高层体系结构)规范设计了编队协同作战仿真系统的体系结构.     

基于协同战术识别的双机编队威胁评估方法

双机组成编队采用协同战术攻击目标是多机协同空战的一种主要形式。针对蓝方为双机编队的超视距空战威胁评估问题,提出了一种基于协同战术识别的威胁评估方法。首先,根据双机编队协同战术的分析、双机的空间占位与机动特性信息,采用动态贝叶斯网络建立目标双机编队协同战术识别模型。然后,根据目标飞行状态信息和目标机动动作识别结果,进行目标轨迹预测。最后,综合空间占位、探测、攻击、协同战术等威胁因子,考虑目标轨迹变化对战场态势演变的影响,建立威胁评估模型。仿真结果表明,所提方法能够准确识别双机编队的协同战术,实现合理化威胁评估。     

基于协同战术识别的双机编队威胁评估方法

双机组成编队采用协同战术攻击目标是多机协同空战的一种主要形式。针对蓝方为双机编队的超视距空战威胁评估问题,提出了一种基于协同战术识别的威胁评估方法。首先,根据双机编队协同战术的分析、双机的空间占位与机动特性信息,采用动态贝叶斯网络建立目标双机编队协同战术识别模型。然后,根据目标飞行状态信息和目标机动动作识别结果,进行目标轨迹预测。最后,综合空间占位、探测、攻击、协同战术等威胁因子,考虑目标轨迹变化对战场态势演变的影响,建立威胁评估模型。仿真结果表明,所提方法能够准确识别双机编队的协同战术,实现合理化威胁评估。     

基于Agent的作战单元行为规划方法研究

在海军多兵种协同攻击蓝方海上舰艇编队的作战想定背景下,为拟制红方参战兵力联合作战协同行动规划计划,采用智能体理论和多智能体技术,将担负作战任务的作战突击兵力定义为作战单元智能体,建立了作战单元智能体的BDI原型结构模型。基于分布计划的分布规划方法,定义了作战单元智能体的协同作战行为规划范围,建立了其协同行为规划问题求解操作方法类模型和行为规划模型,描述了作战单元智能体拟制协同作战行动计划方案的整个规划过程。通过规划形成决策功能,完成了协同行为规划初步计划方案,通过行动计划管理功能完成领域行为规划库的管理。     

基于任务分配的多飞行器协同航迹规划

在综合考虑飞行器编队的飞行代价和作战效果的基础上, 研究了基于任务分配的多飞行器协同航迹规划方法, 构建了结合任务分配的飞行器编队协同航迹规划模型, 设计了分解式协同航迹规划算法, 可以有效地对多目标存在的情况进行综合权衡, 得到合理的任务分配和航迹规划方案. 仿真算例表明, 这种航迹规划方法不仅能保证各飞行器选择合理的协同航迹, 也使得作战任务可以获得最佳作战效果, 有效地提高编队作战的效费比.     

有人机/无人机编队协同任务分配方法

任务分配方法是任务控制过程的重要组成部分,是编队协同作战指挥策略的关键。以合同网协议(contract net protocol, CNP)和多智能体系统（multi-agent system, MAS）理论为基础,建立了有人机/无人机编队MAS结构和基于投标过程的任务分配模型,将任务优先权引入任务分配模型中,可以实现预先任务分配和执行过程中动态任务分配,保证动态环境下编队整体分配效能较优。针对作战想定进行了仿真计算,结果表明,基于CNP和MAS理论的有人机/无人机编队协同任务分配策略具有良好的预先任务分配和实时任务分配效果,能够满足编队作战任务的需要。     

基于π演算的攻击编队组织的动态演化

根据空战作战任务的特点，对协同攻击任务进行阶段分解和类型分解。建立了基于任务、面向结构、具有集中．分布式指挥控制关系的作战编队组织结构。应用π演算对编队成正的任务角色的指派、维持、更改和角色冲突协调等编队组织动态演化问题进行了研究，使编队成员任务角色可根据空战态势、空战任务和编队成员的生存力等进行及时调整，确保编队有效的实施对目标的协同攻击。     

水下防御领域协同作战能力仿真研究

首先简述协同作战能力(CEC)的概念和发展历史,分析了其特点。由舰队自身防空系统(SSDS)发展到协同水下防御体系,以及空海协同作战系统,集中体现了21世纪海上“网络中心战”的先进思想。其次从三个方面分析了协同反潜作战的特点。而后以水面舰艇编队反潜作战仿真为应用背景,建立了一个基于局域网通讯的分布交互(DIS)水下防御CEC仿真系统,模拟了协同作战处理机(CEP)和数据分配系统(DDS)的功能。通过分析攻、防两个基本态势的仿真运行实例,初步探讨了水下防御领域CEC系统的设计原则及关键技术,为水下协同作战的进一步深入研究提供参考。     

战斗机编队协同作战效能评估研究

在分析了编队协同作战特点的基础上,利用层次分析方法建立了编队协同作战效能评估指标体系。重点研究了信息优势、决策能力、协同能力和攻击能力对编队协同作战效能影响,并建立了这四个指标的评估模型。接下来,利用成对比较矩阵计算出了准则层中各因素的权重系数。最后对分别红蓝编队协同空战的作战模式进行了作战效能仿真分析。

Abstract：

Based on the analysis of formation cooperative combat＇s characteristic,the effectiveness evaluation frame of formation cooperative combat was established by AHP. The factor that can influence the effectiveness of formation cooperative combat was emphatically studied. At the same time,the model of information predominance,decision-making capability,cooperative capability and attacking capability was established. Then,the weight of each factor was figured out by compare matrix. At last,the combat effectiveness evaluation of formation cooperative combat about red and blue was carried out.     

基于合作协同进化的多机空战目标分配

为寻找一种满足多机空战需求的目标分配优化方法,提升空战效能,提出了一种基于合作协同进化的多机空战目标分配方法。首先,该方法基于单机空战优势,建立多机协同空战优势评价指标体系。然后,对战机间的协同相关性进行分析计算,建立多机协同空战目标分配模型。在变长度染色体遗传算法(genetic algorithm, GA)的基础上,设计了基于交叉、嫁接、分裂和拼接算子的改进合作协同进化算法,提高了模型的进化效率。最后,设计实验分别对优势评价指标体系的有效性、静态算例、动态算例和大规模无人战斗机算例进行仿真验证,并将2种模型以及4种算法的计算结果和所提算法的实验结果进行对比。仿真结果表明,改进合作协同进化算法适用于该模型计算,结果收敛稳定,亲和度值显著提升,能够优化目标分配方案,在空战中具有一定的应用意义。     

编队协同空战的信息交互策略

通过分析现有空战指挥控制通讯方法在编队协同空战中的局限性，编队协同空战的指挥控制关系以及编队协同空战指挥控制对通讯的需求，指出编队协同空战的通讯指挥控制是一个递阶通讯关系。提出基于通讯时间区间和言语行为理论的编队协同空战的通讯行为。针对空战的任务阶段和作战态势对通讯的需求，设计了战役作战阶段和战术作战阶段的信息交互策略。并以2对4空战为例，进行了仿真。仿真结果表明有效的信息交互策略，可提供编队整体的作战效能。     

面向任务的CGF实体联合意图形成

人类行为表示中的团队协作一直是计算机生成兵力研究中的难点和重点问题。在分析已有团队协作理论和框架的基础上,结合作战仿真对人类行为表示的逼真性要求,提出一种面向任务的联合意图形成方法。该方法首先根据当前态势和上级任务建立任务集合并形成任务团队,其次利用实体与任务间的相互关系实现对关键角色的判断。实验结果表明,该方法在保证行为模型逼真性的同时,有效提高了联合意图的形成效率,增强了协同任务能力。     

基于语义匹配的作战体系仿真想定生成方法

针对传统的想定建模方法耗时长、成本高的问题,为了实现作战体系概念模型数据到仿真想定的数据映射重用, 提出一种基于语义匹配的作战体系仿真想定生成方法。首先,基于网络爬虫技术获取武器装备的参数信息, 构建了作战领域知识库。在此基础上, 提出了新型的混合式语义匹配方法以提供仿真想定的数据来源, 根据自然语言数据库WordNet开展调参实验确定算法参数, 通过对比人工打分结果有效提高了算法的可信性。在确定了概念模型与仿真想定的数据映射关系后, 给出了仿真想定的生成方法。最后, 通过编队突防仿真应用案例, 验证了该方法的可行性。     

多机协同空战机动决策流程

针对现有空战决策方法对多机空战情况考虑不全的问题,在接敌前空战背景下,从3个方面对现有空战决策方法进行改进。一是利用威力势场取代优势函数评估空战态势,体现装备性能对决策的影响;二是从充分发挥多目标攻击能力、提升协同效能入手进行初步目标分配;三是引入目标重要性系数与收益比重系数,将雷达的多目标处理能力与攻击资源分配合理性纳入考虑。最后使用有限外推与粒子群算法解算指标函数,仿真结果证明了改进内容的有效性。研究结果表明,改进后的决策     

混合编队协同空战电子支援干扰功率分配方法

针对电子战飞机和战斗机编队协同空战条件下电子支援干扰功率分配问题进行研究。根据电子干扰的功率条件建立电子干扰压制距离模型;基于电子压制距离构建作战优势模型,得到压制功率与作战优势之间的函数关系;以编队作战优势最大化为目标函数建立功率分配优化模型。最后,对模型的合理性进行仿真验证。结果表明,所建立的功率分配方法能够进行合理的功率分配,实现最优干扰效能。     

粗糙集-神经网络集成在编队空战中的应用

为了提高空战决策的实时性和准确度,将粗糙集理论和神经网络引入到编队协同空战战术决策研究中,提出了应用SOM网络—粗糙集—BP网络集成进行编队协同空战战术决策的方案:应用SOM网络离散化决策系统输入数据的连续属性值;利用粗糙集数据分析方法,从数据中提取出规则将输入映射到输出的子空间上;在这个子空间上用BP网络进行逼近。2∶4编队空战实例仿真结果验证该方案的可行性,在数据充分的条件下,该方案可以推广应用于其它空战决策系统。     

中距协同空战决策过程二次聚类重构与评估

未来空战将以中距空战为主,找出导致中距空战结果的原因是开展贴近实际的中距空战智能决策需解决的重要问题。针对空战训练过程中记录数据分布的复杂特点,建立了中距协同空战训练评估模型,提出了基于高阶导数聚类和相对模糊熵聚类的二次聚类方法,计算编队协同决策集,实现编队中距协同空战决策过程重构。以编队协同搜索和协同机动决策的角度,寻找编队协同决策与中距空战结果的相关性,并通过实例评估验证了聚类算法的合理性。