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当前无人智能在各领域广泛应用,无人自主感知监视相关技术正快速发展,为军事侦察和民用监控开辟了全新视野。从传感器应用的角度出发,综述了基于无人机载荷的运动目标检测领域的研究成果,并探讨了未来技术发展的趋势。首先,概述了无人机目标检测的通用方法;然后,重点介绍了无人机在红外、光学和视频合成孔径雷达(SAR)目标检测方面的进展,并揭示了相关技术的优势和局限性;最后,从发展跨模态目标检测技术、构建智能化检测系统以及提升超大模型能力等方面展望了未来的研究方向,以期为后续研究提供参考和指导。
针对无人作战概念描述中存在的构成要素、映射关系阐释不清,结构化、体系化描述理论方法缺失等问题,依托美国国防部体系结构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF),提出基于DoDAF的无人化作战概念体系化描述方法,系统阐述无人作战概念构成要素及要素间耦合机制,构建面向某夺控行动的无人作战概念体系结构框架。该基于典型要素的分解建模方法为作战概念开发与推演验证、作战能力需求挖掘、作战系统设计提供借鉴。
通过构建海洋环境多维扰动模型,模拟水下弱通信仿真场景的约束条件,验证水下AUV集群编队控制策略在复杂海洋环境中的可行性。通过引入洋流、波浪、惯导、波束约束产生AUV的主客观姿态差异,进而在扰动模型中检验5类控制器的编队控制效果,以及对AUV姿态差异的处理。与传统方法对比,仿真实验证明提出的方法能够在通信延迟情况下实现AUV集群组队行进,相比于单一约束和其他控制器策略具有较大的队形收拢和安全优势。提出的方法特别适合延迟通信和多扰动约束条件下的集群游走,在深空、深海领域具有较好应用前景,为未来AUV深海探测提供了新的指挥控制方法。
针对动态复杂环境下的地面无人装备路径规划时存在的精细度、动态性与规划实时性之间的矛盾,提出一种基于风险融合代价地图和自适应PRM的地面无人装备路径规划算法。首先,基于多要素环境场景建立风险融合代价地图,通过高斯卷积自适应采样、非线性概率提升和二次采样策略等机制构建场景自适应PRM概率路图,并利用局部规划器对概率路图权值的动态更新,从而实现全局低风险代价路径的优化搜索。仿真结果表明,该方法能较好实现动态复杂环境下的精细度、动态性与规划实时性的平衡。
针对多无人战车陆上突防作战时如何根据实时态势进行协同智能决策这一问题,结合多智能体无人战车突防作战过程建立马尔可夫(MDP)模型,并基于多智能体深度确定性策略梯度算法(Multi-agent Deep Deterministic Policy Gradient,MADDPG)提出多无人战车协同突防决策方法。针对多智能体决策时智能体策略变化互相影响的问题,通过在算法的AC结构中引入自注意力机制,使每个智能体进行决策和策略评估时更加关注那些对其影响较大的智能体;并采用自注意力机制计算每个智能体的回报权值,按照每个智能体自身贡献进行回报分配,提升了战车间的协同性;最后通过在想定环境中进行实验,验证了多战车协同突防决策方法的有效性。
复杂自适应系统(Complex Adaptive System,CAS)在科研领域广泛应用,在军事问题研究中也发挥了重要作用,在分析军事问题复杂自适应特性的基础上,总结了在军事系统中应用的CAS理论建模方法,从作战问题、装备保障和其他军事问题三个方面分析了CAS理论在军事问题研究中的应用现状,最后总结不足并分析未来CAS理论在军事系统中的发展前景。
首先构建了简易的山谷交战模型和平原交战模型,计算出二者的战斗时间和战损情况;其次,对两种场景进行比较分析,提出“交火线”概念,并指出:“集中兵力”以形成局部优势是必要的,但仅仅“集中兵力”是不够的,还需要拓展己方交火线以充分释放战斗能量,或缩短对方交火线抑制其战斗能量的释放;最后,提出利用交火线的七种策略,包括延长己方交火线、建立多道交火线、建立弧形交火线、建立楔形交火线、压缩对方交火线、切割对方交火线、抑制对方交火线等,并结合具体的战术思想和作战场景进行解读。
火控系统作为武器系统的重要组成部分,是武器执行作战任务时是否能摧毁目标的关键。火控各分系统的精度分配是火控系统设计的前提。基于某空面激光制导武器,分析了其机载火控系统的组成以及误差原因,并依据《HB 6518机载武器火力控制系统误差分析通用要求》,分别从影响中制导截获概率和末制导命中概率两个方面的关键参数进行分析,计算,建模。同时利用蒙特卡罗方法对模型进行仿真计算。实验结果表明:本模型对圆概率误差CEP为2 m,最远攻击距离为10 km,对地攻击10 m/s以内的低速目标为战术指标进行建模仿真计算,以分系统的可实现性,经济型以及重要性为原则,实现了各关键参数量化的精度分配指标。
提出了一种基于要素匹配的订单式指控分区任务指派方法,旨在提高作战指挥控制的灵活性、精确度与作战体系的一体化协同效能。通过构建集成框架,整合并协调作战任务,确保无资源冲突,并为应对战场变数提供备选方案。该方法运用计划网络模型,展现了行动间的逻辑关系,通过任务适应性分析与双阶段流程优化,实现底层行动至子任务的聚合与指控站点的最优化匹配。考虑了任务的多层次属性,如层次关系、逻辑关系、时间关系、空间关系和功能关系,以及核心基准要素与辅助参考要素的匹配规则,确保任务部署与指控分区的高度适配性。强调了动态调整与任务适应性,利用边缘指挥节点的灵活性应对突发情况,保障作战指挥链路的连续性和作战目标的高效达成。
指挥信息系统软件通过复杂交互关系构成复杂网络,单个软件故障能够在网络中广泛传播并造成严重后果。基于有权无向连通图,构建了指挥信息系统软件网络静态模型,提出了节点多层邻居影响力的层级中心性算法,实现了软件网络故障源预测,并基于蚁群系统算法实现了故障传播路径挖掘。通过对某指挥信息系统软件网络的仿真实验分析,验证了所提方法的有效性。
我国对装备保障任务规划的探索尚处于起步阶段,传统做法很难满足当前装备保障需求,迫切需要结合新技术手段完成保障任务。在分析装备维修保障任务规划的内涵特点与内容流程的基础上,综述研究了装备维修保障任务规划的3类典型多目标优化模型;重点分析了维修需求预计与力量编组优化模型、维修任务分配优化模型、维修作业调度优化模型及对其求解的启发式求解方法和混合智能求解方法的研究现状;最后对装备维修保障智能任务规划进行了研究展望。
针对持续备战任务背景下的装备动用规划问题,提出了面向任务的装备状态等级划分方法,分析了不同装备状态间的转换关系逻辑以及规划过程。设计了基于NSGA-Ⅱ的算法模型,对装备动用规划方案寻优,以统筹反应时间、保障消耗、有效收益等多重目标冲突。结合某防空装备任务想定数据验证了其有效性。该方法对于规划装备总体动用、塑造资源态势具有较强的借鉴意义。
武器装备知识是制定装备运用策略和发展路径的重要依据。针对关系数据库数据冗余、交互难度大、模糊查询匹配度不高等问题,构建了基于知识图谱的武器装备问答系统。通过微调BERT模型实现命名实体识别与问句分类;通过向问句模板中填入命名实体生成查询语句,通过答句模板生成问题答案。分析测试结果表明,该系统能够有效地将正确答案排在前列,且在准确性和全面性之间达到了较好的平衡,但仍有一定的改进空间。
勤务保障大队是集维修、卫勤、运输等保障要素于一体的综合应急保障力量,其中“一组五队”的保障能力建设是人装结合效能的综合体现,建强“一组五队”是建设打仗型后勤的基础支撑。因此,准确评估勤务保障大队后装保障能力,对武警机动支队遂行各类任务具有重要意义。运用模糊层次评价法建立勤务保障大队后装保障能力评估模型并进行系统分析,找准后装保障能力短板弱项,为下一步提升勤务保障大队综合应急保障能力提供科学指导。
针对指挥控制、仿真推演高性能集群系统对按需数据共享、实时数据流传输等能力的需求,利用原生的PCIe通道,结合提出的单向消息队列,设计了一种基于跨机内存映射的高速互联机制。该互联机制设计了三种不同的协议来传输数据,包括内嵌协议、短协议和长协议。结合PCIe跨主机内存段映射方法,实现了系统节点之间的内存共享、RDMA等功能,具备低开销、低延迟、高带宽等特点,可支持指挥控制、仿真推演系统中批量数据在局域节点之间的共享与流动。通过功能性能实验,对设计的局域高速互联机制进行了测试,测试结果表明提出的互联机制具备高速数据传输能力,PCIe X16情况下RDMA传输速率可达到9 000 MB/s,同时可以有效降低数据传输延迟。
水面舰艇通过敏感海域时,被动声呐操作员需集中精力观测声呐图像及水下/水面目标态势来人工提取关键信息,长时间工作存在漏报误报的风险。针对该问题提出一种基于机器视觉的被动声呐战位辅助操作技术。首先,运用突变信号检测算法提取声呐图像中威胁目标突变信号;其次,运用轨迹检测算法提取威胁目标宽带轨迹、窄带轨迹等关键特征;然后,再综合利用已知水面/水下目标态势、被动声呐关键特征、不同态势下权重因子,生成声呐有效观测范围内来袭目标的威胁判断;最后,根据威判结果自动控制声呐进行威胁目标跟踪。本技术可有效减轻声呐操作员的工作强度,缩短人为反应时间,降低漏报误报风险,提高威胁目标对抗效能。
协议逆向是一种检测和分析位置或专有协议的解决方案,而针对协议格式的报文聚类是识别未知协议报文的基本方式。因此,提出了一种基于格式匹配的未知协议报文聚类方法(CUPFC),引入增强巴科斯范式,定义令牌格式距离(TFD)和报文格式距离(MFD)来表示Token和报文的格式相似性,通过杰卡德距离和一种优化的序列对齐算法(MFD度量)来计算格式相似性。然后,利用MFD建立距离矩阵,并将其输入DBSCAN模型中,将未知协议报文聚成不同的类。该研究在两个仿真数据集上进行验证,聚类调和平均v测度均在0.91以上,fmi和覆盖度均不小于0.97,相对于以往的工作具有较大优势。
现阶段陆军实兵训练主要以实兵对抗训练系统为主,综合实兵实装(Live)、模拟器(Virtual)和构造仿真系统(Constructive),开展虚实一体的LVC联合模拟对抗训练普遍面临虚实数据难同步、虚实兵力难感知、虚实模型难交互等突出问题,严重制约LVC训练发展。为解决以上问题,在已有实兵对抗训练系统基础上,提出基于靶标代理的虚实对抗训练系统交互设计方法:① 引入靶标作为智能虚兵模型的现地代理,解决实兵对虚兵难感知、模型难交互的问题;② 采用行为树作为靶标虚兵模型的决策算法,实现对靶标代理智能控制;③ 采用5次样条插值算法对靶标设备低频采样数据进行状态估计,实现虚实数据实时同步。初步实验表明,所提方法设计的虚实对抗训练系统能够实现虚实兵力之间的智能对抗交互,系统运行稳定、可靠性强,可以为虚实一体LVC训练系统研制提供有效支撑。
战中作战任务规划对任务规划方案生成的快速性和准确性要求高,针对现有任务规划系统普遍存在建模要素无法自适应调整、在线规划能力弱、规划结果偏差大、规划结果时效性受限等突出问题,提出面向战中作战任务规划的平行仿真概念,设计了平行仿真系统架构,构建了面向战中作战任务规划平行仿真的运行过程模型,对于辅助实现战中作战任务规划方案准确、快速生成具有一定借鉴意义。
使用持续性动作节点,在建模如“突防”等某一类型空中兵力行为时,要求前后子树中动作节点的起止状态必须有效衔接,此时,动作的随机执行会给动作节点的功能设计带来巨大复杂性。针对此问题,提出一种基于自循环行为树的蓝军空中兵力行为建模方法。该方法设计了自循环行为树的基本框架,通过使用瞬态性临机动作节点简化了节点的功能设计过程。引入了新的节点反馈状态,同时调整了执行逻辑,实现了行为树的自主控制循环运行,从而达到行为过程完整建模的目的。最后,通过仿真实验和实用案例演示检验了方法的可行性。
针对敌我识别对抗在指挥对抗活动中的模型构建问题,提出一种电磁战场环境下敌我识别对抗的仿真建模方法。并对该模型的架构设计、主要功能、数学模型与运算流程等进行了详细的阐述,反映了敌我识别对抗系统在指挥对抗活动中的应用方法,为丰富指挥对抗训练提供一种有效手段。
