编队协同对地攻击智能指挥与控制系统关键技术研究

编队协同对地攻击智能指挥与控制系统关键技术研究

论文摘要

指挥与控制一直是C3I(Command,Control,Communications and Intelligence,指挥、控制、通信、情报)系统研究的核心问题,被誉为现代战争的“兵力倍增器”,因此受到了世界各国军事研究机构的重视。在当前信息化时代,由于“网络中心战(Network Centric Warfare,NCW)”的出现,给整个指挥控制系统的研究带来了一次深刻的变革。编队协同对地攻击已经成为当前作战的主要模式之一,因为高技术局部战争条件下,对地攻击是夺取空中优势和支援地面或水面作战的最有效手段,因此对其指挥控制系统进行建模仿真研究显得尤为重要,近几年来国内一些科研院所都进行了大量的研究,取得了不少成果,但是还没有形成系统完善的理论,所以编队协同对地攻击指挥控制系统的研究还需要进一步的系统化。 本论文以“九五”、“十五”国防预研项目为支撑,深入探索了在当前“网络中心战”模式下编队协同对地攻击指挥控制系统的总体结构、内部模块及相关的处理算法,采用自适应智能Multi-Agent技术重点研究了编队协同对地攻击C2(Command and Control,指挥与控制)系统的总体框架、传感器系统管理、态势感知与战术决策系统的内部实现过程,并进行了相应的仿真分析。 论文的研究工作主要包括如下几个方面: 1)提出了基于AIMAS的编队协同对地攻击智能C2系统总体结构框架 基于自适应理论与智能Agent理论的最新研究成果,提出了采用自适应智能Agent系统(AIMAS)的方法来对编队协同对地攻击C2系统进行总体建模研究,给出了一种基于AIMAS的编队协同对地攻击C2系统的总体结构,首次提出了采用带有智能辅助任务导师结构的Agent模型来对编队协同对地攻击C2系统进行总体结构建模。 2)构建了基于AIMAS的编队协同对地攻击智能C2系统传感器管理子系统模型 在分析了传感器管理子系统在整个编队协同对地攻击C2系统中作用的基础上,构建了基于AIMAS的传感器管理子系统模型。给出了采用实时任务序列方法的传感器辅助任务导师Sub-Agent动态决策模型,通过将搜索区域网格化给出了在网格单目标情况与网格多目标情况下的传感器系统管理决策方案,并进行了相应的仿真分析。 3)构建了基于AIMAS的编队协同对地攻击智能C2系统态势感知子系统模型

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 国内外研究现状与未来发展趋势
  • 2系统理论方面的研究'>1.2.1 C2系统理论方面的研究
  • 2系统仿真技术方面的研究'>1.2.2 C2系统仿真技术方面的研究
  • 2系统研究的未来发展趋势'>1.2.3 C2系统研究的未来发展趋势
  • 1.3 论文的主要研究内容与创新点
  • 1.3.1 论文的主要研究内容
  • 1.3.2 论文研究的主要创新点
  • 1.4 论文的组织结构安排
  • 2系统与动态复杂适应系统建模研究'>第二章 C2系统与动态复杂适应系统建模研究
  • 2.1 指挥控制系统中的行为建模方法
  • 2.1.1 传统行为建模方法
  • 2.1.2 基于Agent的行为建模方法
  • 2.2 动态复杂适应系统理论与指挥控制系统建模
  • 2.2.1 动态复杂适应系统建模
  • 2系统的动态复杂性分析'>2.2.2 编队协同对地攻击智能C2系统的动态复杂性分析
  • 2.3 基于Agent理论的系统建模方法
  • 2.3.1 Agent系统
  • 2.3.2 Multi-Agent系统
  • 2.3.3 人工智能技术与Multi-Agent系统的融合
  • 2.4 AIMAS系统结构分析
  • 2系统建模分析'>2.5 基于AIMAS的编队协同对地攻击智能C2系统建模分析
  • 2.5.1 编队协同对地攻击作战系统中的MAS问题
  • 2.5.2 编队协同对地攻击作战系统中MAS的分析设计
  • 2.5.3 编队协同对地攻击AIMAS的自适应学习算法
  • 2.6 AIMAS建模方法对指挥控制系统建模带来的变革
  • 2.7 本章小结
  • 2系统总体结构研究'>第三章 编队协同对地攻击智能C2系统总体结构研究
  • 2系统模型的体系结构分析'>3.1 传统C2系统模型的体系结构分析
  • 3.1.1 Boyd的OODA模型分析
  • 3.1.2 Wohl的SHOR模型分析
  • 3.1.3 Rasmussen的三级模型分析
  • 3.1.4 Llein的RPDM模型分析
  • 3.1.5 OODA模型的缺点及与其它模型的对比分析
  • 3.2 信息化时代的“网络中心战”构想
  • 3.2.1 “网络中心战”的提出
  • 3.2.2 “网络中心战”的系统结构
  • 3.2.3 “网络中心战”的核心——全球信息栅格技术
  • 3.2.4 “网络中心战”面临的主要技术难题
  • 2系统结构'>3.3 NCW环境下的编队协同对地攻击智能C2系统结构
  • 2系统产生的影响'>3.3.1 NCW模式对编队协同对地攻击智能C2系统产生的影响
  • 2系统结构分析'>3.3.2 NCW模式下的编队协同对地攻击智能C2系统结构分析
  • 2系统需求分析'>3.3.3 NCW模式下的编队协同对地攻击智能C2系统需求分析
  • 2系统总体结构'>3.4 基于AIMAS的编队协同对地攻击智能C2系统总体结构
  • 2系统工作过程分析'>3.4.1 编队协同对地攻击智能C2系统工作过程分析
  • 2系统战术环境分析'>3.4.2 编队协同对地攻击智能C2系统战术环境分析
  • 2系统层次结构分析'>3.4.3 编队协同对地攻击智能C2系统层次结构分析
  • 2系统的实现途径'>3.4.4 编队协同对地攻击智能C2系统的实现途径
  • 3.4.5 编队协同对地攻击智能CCA的总体结构
  • 3.4.6 编队协同对地攻击复合型CCA的内部结构
  • 3.4.7 复合型CCA中辅助任务导师Sub-Agent的内部结构
  • 3.5 本章小结
  • 2系统中的传感器管理子系统研究'>第四章 编队协同对地攻击智能C2系统中的传感器管理子系统研究
  • 2系统中的任务'>4.1 传感器管理子系统在C2系统中的任务
  • 4.1.1 传感器管理子系统的任务分析
  • 4.1.2 单一传感器系统的管理
  • 4.1.3 多传感器系统的管理
  • 4.1.4 传感器系统的内部管理
  • 4.1.5 自动传感器系统管理问题
  • 2系统中传感器管理子系统的主要模型'>4.2 目前C2系统中传感器管理子系统的主要模型
  • 4.2.1 BRM模型
  • 4.2.2 信息论模型
  • 4.2.3 动态规划模型
  • 4.3 传感器管理辅助任务导师Sub-Agent模型
  • 4.3.1 传感器管理辅助任务导师Sub-Agent模型框架
  • 4.3.2 传感器管理辅助任务导师Sub-Agent模型的问题描述
  • 4.3.3 传感器管理辅助任务导师Sub-Agent模型的问题分析
  • 4.4 传感器管理辅助任务导师Sub-Agent模型的管理算法
  • 4.4.1 传感器管理算法的起止状态分析
  • 4.4.2 传感器管理系统的控制策略与扰动性分析
  • 4.4.3 传感器管理系统的动态性分析
  • 4.4.4 网格单目标问题的条件概率展开公式
  • 4.4.5 网格多目标问题的条件概率展开公式
  • 4.4.6 传感器管理系统的费用结构分析
  • 4.4.7 传感器管理系统的目标函数
  • 4.4.8 传感器管理系统的任务分配算法
  • 4.4.9 传感器管理系统任务分配算法的近似解
  • 4.5 传感器管理辅助任务导师Sub-Agent模型的仿真分析
  • 4.5.1 网格单目标模式下的仿真结果
  • 4.5.2 网格多目标模式下的仿真结果
  • 4.5.3 仿真结果分析
  • 4.6 本章小结
  • 2系统中的态势感知子系统研究'>第五章 编队协同对地攻击智能C2系统中的态势感知子系统研究
  • 5.1 态势感知系统的定义
  • 5.2 态势感知子系统的结构分析
  • 5.2.1 态势感知子系统的构成
  • 5.2.2 态势感知子系统的第一级处理—态势觉察
  • 5.2.3 态势感知子系统的第二级处理—态势理解
  • 5.2.4 态势感知子系统的第三级处理—态势预测
  • 2系统中态势感知子系统分析'>5.3 NCW环境下编队协同对地攻击智能C2系统中态势感知子系统分析
  • 5.3.1 NCW环境对态势感知子系统的影响
  • 5.3.2 NCW环境下态势感知子系统的任务分析
  • 5.4 态势感知辅助任务导师Sub-Agent模型
  • 5.4.1 态势感知辅助任务导师Sub-Agent功能分析
  • 5.4.2 态势感知辅助任务导师Sub-Agent结构模型
  • 5.4.3 态势感知辅助任务导师Sub-Agent的内部约束
  • 5.4.4 态势感知辅助任务导师Sub-Agent的信息能力矢量
  • 5.4.5 态势感知辅助任务导师Sub-Agent的目标函数
  • 5.5 态势感知辅助任务导师Sub-Agent模型的仿真分析
  • 5.6 本章小结
  • 2系统中的战术决策子系统研究'>第六章 编队协同对地攻击智能C2系统中的战术决策子系统研究
  • 6.1 战术决策子系统的任务分析
  • 6.2 NCW环境对战术决策子系统的影响
  • 6.3 NCW环境下战术决策子系统的结构框架
  • 6.3.1 战术决策子系统的结构分析
  • 6.3.2 战术决策子系统的高层结构框架
  • 6.3.3 战术决策子系统的决策输出函数
  • 6.3.4 战术决策子系统的目标函数
  • 6.4 战术决策辅助任务导师Sub-Agent模型
  • 6.4.1 战术决策辅助任务导师Sub-Agent的任务分析
  • 6.4.2 战术决策辅助任务导师Sub-Agent的结构模型
  • 6.5 战术决策辅助导师Sub-Agent三级处理模型的实现策略
  • 6.5.1 环境感知阶段的实现策略
  • 6.5.2 信息处理阶段的实现策略
  • 6.5.3 行动选择阶段的实现策略
  • 6.6 战术决策辅助任务导师Sub-Agent模型的仿真分析
  • 6.7 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 论文的工作总结
  • 7.2 进一步的研究工作
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读博士学位期间发表论文
  • 攻读博士学位期间参与的科研项目及奖励
  • 相关论文文献

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