生物行为启发的航空集群攻防建模及其能力涌现与诱导控制方法研究

基本信息
批准号:61502522
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:李浩
学科分类:
依托单位:中国人民解放军空军预警学院
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李寰宇,王徐华,万路军,李明阳,薛俊杰,董阳
关键词:
混合建模群体智能航空集群攻防能力诱导控制
结项摘要

Attack and defense ability of aviation aircraft swarm is the basis for large-scale aerial combat. Biological swarms have amazing collaboration attack and defense skills, in the light of the similarity between aircraft swarms and biological swarms, this proposal will introduce biological swarm intelligence into attack and defense ability of aviation aircraft swarm system, so as to explore new methods of attack and defense ability. On the basis of an in-depth investigation into the mechanism of swarm intelligence emergence, we will focus on the relationships between swarm intelligence emergence and local rules, individual communication, group structure and size, extracting the general rule of biological attack and defense. Analysis the battlefield environment, information transfer and motor behavior of aircraft swarms, study on how biological revelation applies to aircraft swarms. Use complex adaptive systems theory, MAS modeling, control theory and etc to key issues of breakthroughs influence factors, aircraft swarm modeling, simulation of attack and defensive, emergence induction control. Explore emergence mechanism and induction control methods. Expected results of this project will provide the improvement of complex network and swarm intelligence theory, and is of significant military meanings and engineering technical application values.

飞行器集群的攻防能力是大规模航空作战的基础。生物群体拥有令人叹为观止的协作攻防技能,鉴于航空集群作战与生物群体行为之间的相似性,拟将生物群体智能引入集群作战中,探索提升航空集群攻防能力的新方法。在剖析狼群、鱼群、羚牛群等典型生物群体的协作攻防能力涌现机理的基础上,着重探讨攻防能力涌现与局部行为规则、个体通信、群体结构和规模等的关系,抽取生物群体协作攻防的一般规则;综合分析航空集群作战的战场环境、飞行器的信息传递和机动行为等,研究如何将从生物群体所得启示应用于集群作战;利用复杂适应系统理论、多智能体系统建模方法、诱导控制理论等突破攻防能力影响因素分析、航空集群作战系统建模、攻防博弈模拟、涌现的诱导控制等关键问题,探寻集群作战攻防能力涌现机理和诱导控制方法。本项目预期研究成果对于完善复杂系统、群体智能理论、提升我国航空作战能力都具有重要的理论意义和实际军事价值。

项目摘要

生物群体在环境中表现出自主性、自适应性和学习性,通过个体与个体协作、个体与环境交互,最终在群体层面涌现出复杂的智能行为。鉴于航空集群作战与生物群体行为之间的相似性,本项目将生物群体智能引入集群作战中,探索提升航空集群作战能力的新方法。项目主要研究了能力涌现与局部行为规则、个体通信、群体涌现机理等,建立了集中式和分布式条件下的航空集群作战模型,并利用仿生群体智能、复杂适应系统理论、多智能体系统建模方法、诱导控制理论等突破了航空集群作战关键问题,形成了一系列原创性成果,包括:基于群体智能的普适性任务规划框架、自上而下的集中式集群任务分配模型和方法、自下而上的分布式集群任务分配模型和方法,以及一些典型群体智能优化改进算法等。共发表学术论文14篇,其中在Physica A、Applied Sciences和International Journal for Light and Electron Optics等国际学术期刊上发表SCI论文6篇;在International Journal of Innovative Computing and Applications、International Journal of Wireless and Mobile Computing等EI源刊及EI收录国际会议发表论文7篇;在国内核心期刊发表论文1篇,与国防工业出版社签署1本相关专著出版合同。本项目的研究,揭示了基于仿生群体智能的航空集群作战规则、机理、模型和求解方法,可为未来航空集群作战提供理论和关键技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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