人工智能在无人作战飞机上的应用与展望

在未来高对抗环境下，夺取空中优势至关重要，无人作战飞机（UCAV）的参战将实现飞行员零伤亡。人工智能（AI）作为无人作战飞机未来发展的颠覆性技术之首，将从力量倍增器或作战支持转变为真正的人类替代者。从AI对UCAV的作用与意义出发，介绍了国外UCAV相关的人工智能项目的研究进展，总结了UCAV相关的AI智能算法，分析了UCAV的发展趋势。随着人工智能技术、机载处理技术以及传感器技术的进步，UCAV将在未来战争中实现智能协同、智能任务与智能飞行，成为空战的主力。     

基于博弈论的多UCAV对地攻击目标分配

针对多架UCAV对地攻击目标分配问题,首先根据价值属性分别对目标和飞机进行权重分配,在此基础上构建了多UCAV对地攻击目标分配的自主决策函数和协同决策函数,提出了一种基于博弈论的目标分配方法.然后运用该算法进行了实例仿真,仿真结果证明了该算法的可行性和有效性.     

考虑软杀伤武器应用的多UCAV任务分配

多UCAV任务分配通常需要综合考虑UCAV损耗风险、目标价值、武器的杀伤能力等因素.基于诱饵弹和干扰发射机等软杀伤武器的应用对UCAV生存能力的影响,建立了考虑软杀伤武器应用的UCAV任务分配目标函数.使UCAV损耗最小化的同时目标毁伤价值最大化.分析了目标函数的限制条件,然后基于遗传算法提出了一种新的编码方案,使其能...     

多机协同多目标攻击目标全面分配算法

讨论了多机协同多目标攻击目标全面分配算法，阐述了全面目标分配的基本概念、功能和算法程序逻辑图。     

基于贝叶斯优化算法的UCAV编队对地攻击协同任务分配

针对UCAV编队对地攻击协同控制决策优化问题,首先构建了UCAV编队对地攻击任务分配的自主价值优势矩阵.在此基础上依据多人冲突理论分别对双方以及本机编队进行权重分配;建立了UCAV编队对地攻击协同任务分配的整体价值优势矩阵,由此根据决策变量与约束条件构建了任务分配问题的数学模型.然后应用贝叶斯优化算法对该模型进行了优化分析.仿真实例表明,所建协同任务分配模型能够反映编队协同控制决策的重要性,而且应用贝叶斯优化算法能够很快收敛到全局最优解,能有效地解决UCAV编队对地攻击的协同任务分配问题.     

空对空多机协同攻击多个目标战术决策研究

简要介绍多机协同攻击多目标的基本概念,战术决策、目标分配及攻击斐邓方法。最后用数字仿真验证该方法的有效性。     

多机协同攻击中的目标分配研究

对多机协同攻击中的目标分配问题进行了研究。建立了用于空战态势评估的优势函数，重点研究了协同目标分配方案、分配模型及分配算法，并对数字仿真结果进行了分析。     

分布式作战系统要素协同控制理论与方法

本文分析了分布式作战系统要素协同控制中的若干不确定问题，包括一致性理论对分布式作战系统要素协同控制的适用性、人在回路和自主协同控制等问题，采用代数图论、动力学和自动控制理论等建模方法，描述了包含感知、决策和交战三层结构的复杂非线性动力学模型。 本文还研究了要素自主协同序参量模型，来度量分布式作战系统要素协同作战的协同能力和协同效果。     

航空电子与图像协同侦察

以航空电子侦察机和航空图像侦察机载荷特性分析为基础,对比两型机不同载荷侦察能力优劣和侦察能力指标异同,进而探索两型机多载荷时协同侦察运用的协同方式、协同流程和协同模式,研究和制定两型机多载荷协同侦察效能评估指标体系,最后完成了多载荷间协同侦察效能评估模型建立,对航空电子与图像协同侦察应用具有一定的指导作用.     

面向防空实战问题的协同探测发展研究

防空作战面临目标多样化、电磁环境复杂化、战法多变化的战场态势,单传感器探测存在易被侦察和打击、易被干扰、覆盖区域有限等问题,需要多传感器协同探测,获取全面的空情信息,从而夺取制空权。首先,从近几年的几次局部战争出发,分析了要地防空对协同探测的需求;其次,总结了国内外协同探测的建设情况;最后,从多传感器管控、协同探测融合、效能评估和策略修正三个方面提出了协同探测的主要发展方向,为构建防空协同探测系统及突破相关关键技术提供重要参考。     

多级影响图在无人机群协同空战机动决策中的应用

现代空战多为机群对机群的空战。针对无人机群空战中协同攻防机动决策的问题,首先提出了针对单机对单机的在不确定环境下基于多级影响图的空战决策建模。在此基础上对无人机群进行分组,并根据无人机的空战能力划分角色,在空战初始确定小组内的长机与僚机。通过引入协同因子,对空战机动决策中的当前局势概率重新进行加权修正,很好地解决了单元内各成员协同配合的问题,从而将单纯的一对一空战引申为多机对多机协同空战。仿真结果表明所建立的决策模型能够有效地解决无人机群协同空战的机动决策问题。     

Cooperative Path Dynamic Planning Model of UCAV Team Based on Global Optimization Method

Cooperative path dynamic planning of a UCAV (unmanned combat air vehicle) team not only considers the capability of task requirement of single UCAV, but also considers the cooperative dynamic connection among members of the UCAV team. A cooperative path dynamic planning model of the UCAV team by applying a global optimization method is discussed in this paper and the corresponding model is built and analyzed. By the example simulation, the reasonable result acquired indicates that the model could meet dynamic planning demand under the circumstance of membership functions. The model is easy to be realized and has good practicability.     

基于分布式中继选择的自适应协作传输方案

协作分集通过使网络用户共享彼此天线以形成虚拟多天线阵列,可以显著提高网络容量,然而针对网络拓扑的动态变化与无线传输的时变特性,仅靠协作分集并不能十分有效地解决这些问题,必须结合考虑相应的自适应传输策略.本文提出动态网络环境中协作中继的最佳选择准则,在此基础上给出最佳协作中继的分布式选择协议.根据协作中继与源节点间的无线信道质量,进一步提出一种自适应协作传输方案,以有效抵抗多用户网络环境中的无线衰落.此外,对自适应协作传输方案的误码性能,在瑞利衰落信道下进行相应的理论分析,得到了系统误比特率的解析表达式,据此给出数值仿真实验以进行性能比较.结果表明:相对于传统协作分集而言,本文提出的自适应协作传输方案获得了进一步的性能增益,误比特率显著下降.     

多机编队协同空战的概念及关键技术

介绍了空对空多机编队协同空战的基本概念和所涉及的关键技术,提供了关键技术所包含的具体内容和解决的方法。本文为从总体概念上了解和把握多机编队协同空战问题提供有益的参考。     

多智能体作战飞机协同空战指挥控制的若干技术问题

针对多机协同空战指挥控制决策的自主性和协调性需求,对多智能体技术应用于协同空战指挥控制的若干技术问题进行研究.提出基于集中一分散式多智能体协同空战指挥控制协同的结构框架;对经典的BDI-智能体进行扩展,提出基于BDOTI结构的机载空战指挥决策思维逻辑框架;建立面向结构的编队组织结构,应用进程演算对编队攻击行为进行协调.     

单步预测影响图法在空战机动决策中的应用

提出了一种基于单步预测的多级影响图法,并将该理论应用在单机连续空战机动决策系统建模中.在决策系统的建模过程中考虑了影响无人机机动决策的各要素,包括无人机动力学方程、决策者的偏好以及战斗双方态势的不确定性等.机动决策的态势基准是通过无人机动力学方程迭代获得,运动方程中的控制量通过求解单步预测影响图获得.该预测影响图算法,效能函数的起点不断向后平移,建立了离散空间空战决策的纳什平衡,通过求解效能函数的最大值就能获得每一步的最优控制解.最后仿真验证该方法有效性,元人机模型采用质点运动方程,使用VC++实现并机动决策算法.分析表明提供了一种新型无人机机动决策算法,发展了无人机自主空战机动决策系统.     

多机协同作战任务决策方法多智能体结构框架

多机协同攻击能够充分利用各个飞机的作战资源和空间占位,是未来空战的主要模式。为了描述多架飞机协同作战过程中的信息组织形式和传递流程,基于多智能体的行为特征和构造方式,从飞机编队和飞机平台两个层面建立了多智能体结构框架。由编队中的各架飞机为智能体组成第一层多智能体,由每架飞机内部的各个功能模块为智能体组成第二层多智能体结构。以编队层多智能体和长机内部的决策功能智能体为例,介绍了多智能体数学模型的设计细节。依据所建立的多智能体结构框架和数学模型,以编队层为例,描述了多机协同作战任务决策方法的信息流程。研究表明,以飞机编队和飞机平台两个层面多智能体结构框架描述多机协同作战过程是恰当的。     

An efficient MAC protocol for cooperative diversity in mobile ad hoc networks

Cooperative diversity is proposed to combat the detrimental effects of channel fading. In this paper, we investigate the effectiveness of cooperative diversity in interference limited ad hoc networks. The negative effects due to relay blocking on the network throughput are investigated. We show that the relay blocking problem is mainly dependent on the relay selection criterion. To overcome this problem, we propose a new cooperative diversity technique based on a modified IEEE 802.11 Medium Access Control (MAC) protocol. The throughput performance of the proposed MAC protocol is analyzed using a random structured network where nodes are assumed to be equipped with multiple antennas. In our simulations, we consider both single‐ and multiple‐relay scenarios over fading channels. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.