彈群智能協(xié)同作戰(zhàn)是智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的重要作戰(zhàn)樣式,圍繞導(dǎo)彈集群在復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境中遂行綜合化、對(duì)抗性作戰(zhàn)任務(wù)的瓶頸問(wèn)題,以群居性動(dòng)物的協(xié)同行為為啟發(fā),提出彈群智能協(xié)同社會(huì)性依存模型,力圖從"物理域、社會(huì)域和作戰(zhàn)域"3個(gè)層面揭示群體協(xié)同增效的機(jī)理和方法,闡述相關(guān)支撐性關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)筑面向彈群智能協(xié)同的社會(huì)性依存模型框架,為彈群智能協(xié)同作戰(zhàn)提供理論參考。 

【文章來(lái)源】：西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,38(S1)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

美軍無(wú)人機(jī)發(fā)展路線圖中的自主控制等級(jí)

參照導(dǎo)彈自主編隊(duì)協(xié)同制導(dǎo)控制等級(jí)分級(jí)描述,彈群的智能特征逐步從自動(dòng)化邁向了自主化,最終達(dá)到自主態(tài)勢(shì)感知、群體特征認(rèn)知、智能自主決策、自主行動(dòng)控制于一體的自主自治協(xié)同狀態(tài)。為了將多個(gè)能力、智力水平有限的導(dǎo)彈個(gè)體組成“高效率、高智慧、成本可控、強(qiáng)自主”的導(dǎo)彈群體,獲得等級(jí)CGCL3以上的智能彈群特征,揭示群體智能協(xié)同機(jī)理,嘗試從群居性動(dòng)物協(xié)同性行為中獲得啟發(fā)。自然界中的群居性動(dòng)物群居而生,相伴發(fā)展,如:魚(yú)群、鳥(niǎo)群、蜂群、蟻群、獅群和狼群等,群體中每個(gè)個(gè)體合同協(xié)作,自我組織形成了具有一定社會(huì)性的動(dòng)物群體,它們具有自主自治的特征。深入挖掘群居性動(dòng)物的協(xié)同機(jī)理,有助于彈群智能協(xié)同問(wèn)題的研究。圖2所示的是鳥(niǎo)群威脅躲避和狼群圍獵捕食時(shí)的場(chǎng)景,展現(xiàn)了群居性動(dòng)物的集群協(xié)同行為。當(dāng)鳥(niǎo)群面對(duì)老鷹等強(qiáng)大掠食者的威脅時(shí),大量鳥(niǎo)類(lèi)個(gè)體形成了輪廓清晰、疏密有致、協(xié)調(diào)有序的飛行陣型,通過(guò)群體性的威脅閃避和集中合圍,顯著降低了單個(gè)個(gè)體被捕食的概率,提升了鳥(niǎo)群整體的生存概率。當(dāng)狼群面對(duì)體型幾倍于自身的美洲野牛,采用圍而不攻、伺機(jī)佯攻、集中進(jìn)攻等群體性戰(zhàn)術(shù)行動(dòng),將一只體弱的野牛個(gè)體從野牛群中分離,從而成功捕獲獵物。鳥(niǎo)群和狼群通過(guò)群體性的有機(jī)協(xié)同和戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng),相較于單個(gè)個(gè)體或無(wú)協(xié)同關(guān)系的多個(gè)個(gè)體,倍增了威脅躲避和食物捕獲的成功率,對(duì)群體的繁衍生存具有積極意義。

受群居性動(dòng)物啟發(fā),參照等級(jí)CGCL3以上的導(dǎo)彈智能集群特征,多枚導(dǎo)彈組成協(xié)同彈群遂行作戰(zhàn)任務(wù),需遵循群體動(dòng)力學(xué)和社會(huì)學(xué)2個(gè)層面的協(xié)同原則,形成適合于作戰(zhàn)任務(wù)環(huán)境的物理構(gòu)型和組織結(jié)構(gòu),將多個(gè)能力和智力有限的導(dǎo)彈個(gè)體組成“大規(guī)模、高效率、高智慧、強(qiáng)自主”的協(xié)同彈群有機(jī)整體。為有效揭示彈群協(xié)同機(jī)理,支撐彈群協(xié)同作戰(zhàn),構(gòu)建由“物理域、社會(huì)域和作戰(zhàn)域”組成的彈群協(xié)同社會(huì)性依存模型,見(jiàn)圖3。模型中的物理域包含但不限于彈群的協(xié)同飛行隊(duì)形、彈間組網(wǎng)通信和協(xié)同探測(cè)的電磁波束分布等物理構(gòu)型集,是彈群的外在物理實(shí)體,是彈群協(xié)同作戰(zhàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。物理域協(xié)同的核心目的在于遵循一定的群體動(dòng)力學(xué)協(xié)同原則,使彈群在時(shí)域、空域和頻域上的能量密度和物質(zhì)分布滿(mǎn)足作戰(zhàn)任務(wù)需求和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境約束,形成對(duì)敵最優(yōu)作戰(zhàn)物理構(gòu)型,即“物理態(tài)”,提升綜合作戰(zhàn)效能。在協(xié)同反艦作戰(zhàn)中,彈群物理構(gòu)型為彈群反艦作戰(zhàn)奠定物理基礎(chǔ)。協(xié)同目標(biāo)探測(cè)方面,依靠主被動(dòng)雷達(dá)、紅外和可見(jiàn)光等多種體制的導(dǎo)引頭,合適的物理構(gòu)型能夠使彈群在多方位、多角度獲取目標(biāo)更全面的探測(cè)信息,形成協(xié)同探測(cè)“復(fù)眼”,提高探測(cè)精度;協(xié)同體系突防方面,面對(duì)敵方的防御陣型,合適的物理構(gòu)型能夠使彈群在多方位、多層次形成立體突防態(tài)勢(shì),分散敵方防御力量,提升突防博弈效能;協(xié)同電子對(duì)抗方面,面對(duì)敵方的干擾對(duì)抗手段,合適的物理構(gòu)型能夠使彈群在時(shí)域、空域和頻域上形成整體優(yōu)勢(shì),撥開(kāi)戰(zhàn)場(chǎng)迷霧,增強(qiáng)對(duì)抗效益;協(xié)同打擊毀傷方面,結(jié)合多種類(lèi)型的反艦戰(zhàn)斗部,合適的物理構(gòu)型能夠使彈群形成多角度、多批次的毀傷陣型,形成立體式組合打擊態(tài)勢(shì),提高毀傷效能;協(xié)同組網(wǎng)通信方面,合適的物理構(gòu)型不僅能夠滿(mǎn)足彈間無(wú)線信號(hào)傳輸需求,而且能有效加強(qiáng)彈間組網(wǎng)連通強(qiáng)度[10],提升彈間網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,為彈群協(xié)同提供有力支撐。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]從狼群智能到無(wú)人機(jī)集群協(xié)同決策[J]. 段海濱,張岱峰,范彥銘,鄧亦敏.  中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2019(01)
[2]智能反艦導(dǎo)彈發(fā)展需求及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 曾家有,吳杰.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2018(02)



本文編號(hào)：3391212