集群智能自主移動平臺協(xié)同技術(shù)

集群系統(tǒng)是由一定數(shù)量的無人移動平臺通過交互機(jī)制構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)化分布式的復(fù)雜系統(tǒng)。集群智能是集群系統(tǒng)在宏觀上涌現(xiàn)出的遠(yuǎn)超單平臺的復(fù)雜行為、功能增強(qiáng)及性能躍升現(xiàn)象的統(tǒng)稱。集群智能是美軍第三次“抵消戰(zhàn)略”的核心內(nèi)容，也是“馬賽克戰(zhàn)”的關(guān)鍵支撐技術(shù)，更是我國“新一代人工智能”群體智能方向以及提升我軍軍事智能化的重要內(nèi)容。智能和自主是集群系統(tǒng)適應(yīng)復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境，涌現(xiàn)集群智能的重要因素。如何提升集群系統(tǒng)在動態(tài)、開放、對抗環(huán)境下有機(jī)協(xié)同的自主性和智能化水平是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的焦點(diǎn)與難點(diǎn)。

本專題圍繞集群系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)策略和場景、集群系統(tǒng)組網(wǎng)通信與態(tài)勢感知認(rèn)知、集群系統(tǒng)協(xié)同決策規(guī)劃、集群系統(tǒng)協(xié)同制導(dǎo)控制以及集群系統(tǒng)協(xié)同效能作戰(zhàn)評估等內(nèi)容，收錄13 篇學(xué)術(shù)論文，包括綜述、技術(shù)研究等多種形式。這些論文觀點(diǎn)新穎、分析深刻，可為集群智能自主移動平臺協(xié)同技術(shù)研究提供有益參考。

集群系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)策略和場景方面，“基于STPA 方法的無人機(jī)空戰(zhàn)態(tài)勢分析與戰(zhàn)術(shù)優(yōu)化”對無人機(jī)空戰(zhàn)對抗過程進(jìn)行系統(tǒng)建模，給出了單平臺的戰(zhàn)術(shù)策略優(yōu)化方法，為集群系統(tǒng)協(xié)同博弈對抗奠定了戰(zhàn)術(shù)動作空間設(shè)計基礎(chǔ)。“無人機(jī)集群反制與對抗技術(shù)探討”建立了集群系統(tǒng)協(xié)同對抗的典型任務(wù)場景與作戰(zhàn)流程，探討了對應(yīng)的集群對抗關(guān)鍵技術(shù)，分析了集群對抗問題在理論研究與實(shí)際應(yīng)用中的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)。“基于多聯(lián)盟非合作博弈納什均衡搜索的集群對抗方法”以典型集群對抗場景為例，建立了集群對抗策略的數(shù)學(xué)模型，通過設(shè)計多聯(lián)盟非合作博弈納什均衡搜索算法得到集群的最優(yōu)作戰(zhàn)對抗策略。

集群系統(tǒng)組網(wǎng)通信與態(tài)勢感知認(rèn)知方面，“海洋自主無人系統(tǒng)跨域通信組網(wǎng)技術(shù)發(fā)展”提出了集群跨域通信組網(wǎng)的概念及內(nèi)涵，綜述了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分簇算法、路由協(xié)議在跨域通信組網(wǎng)中的應(yīng)用發(fā)展概況，分析了跨域傳輸、安全防護(hù)、自主智能化等關(guān)鍵技術(shù)和下一步研究展望，為無人集群跨域組網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展提供技術(shù)指導(dǎo)。在組網(wǎng)的信息傳輸基礎(chǔ)上，“非高斯脈沖干擾下MIMO 系統(tǒng)頻譜智能感知方法”研究了基于注意力機(jī)制的協(xié)作頻譜智能感知方法，為反集群系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)提供了頻譜級的態(tài)勢感知認(rèn)知技術(shù)。

集群系統(tǒng)協(xié)同決策規(guī)劃方面，“多無人機(jī)群任務(wù)規(guī)劃和編隊飛行的綜述和展望”從無人機(jī)集群的任務(wù)分配、協(xié)同航跡規(guī)劃、融合編隊感知通信和控制的任務(wù)規(guī)劃等三方面進(jìn)行了研究成果綜述，并給出了未來發(fā)展的技術(shù)趨勢。“基于HME-ABC 算法的多無人直升機(jī)時間協(xié)同航路規(guī)劃”針對復(fù)雜環(huán)境下多無人機(jī)時間協(xié)同航路規(guī)劃問題，設(shè)計了異維記憶進(jìn)化知識庫，提高了協(xié)同航路的優(yōu)化效率。“領(lǐng)航者-跟隨者集群系統(tǒng)的隊形優(yōu)化與控制”將隊形優(yōu)化決策問題轉(zhuǎn)化為在線聚合優(yōu)化問題，通過分布式優(yōu)化方法給出了特定任務(wù)下的隊形優(yōu)化結(jié)果。

集群系統(tǒng)協(xié)同制導(dǎo)控制方面，“異構(gòu)無人艇與尾座無人機(jī)分布式魯棒牽制協(xié)同控制”設(shè)計了一種分布式魯棒牽制協(xié)同控制器，實(shí)現(xiàn)了無人艇與尾座無人機(jī)異構(gòu)編隊系統(tǒng)在外界擾動和參數(shù)不確定性影響下的協(xié)調(diào)控制。“干擾攻擊下基于隨機(jī)通信的多智能體系統(tǒng)一致性分析”研究了集群系統(tǒng)遭受惡意攻擊者持續(xù)或間歇性攻擊下的協(xié)同控制問題，通過采用三元控制方法和隨機(jī)分析技巧，得到了干擾攻擊下集群系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)穩(wěn)定的控制方法。“面向合謀攻擊的多智能體系統(tǒng)彈性一致性控制”研究了集群系統(tǒng)抗合謀攻擊的分布式隔離算法，提出了基于攻擊隔離的彈性控制算法，提高集群系統(tǒng)的彈性、抗毀性和任務(wù)實(shí)現(xiàn)性。“水下自主潛航器集群協(xié)同圍捕技術(shù)”總結(jié)了5 種典型的協(xié)同圍捕制導(dǎo)控制任務(wù)場景，分析了協(xié)同圍捕制導(dǎo)控制技術(shù)的研究進(jìn)展以及未來研究方向。

集群系統(tǒng)協(xié)同效能作戰(zhàn)評估方面，“基于作戰(zhàn)勢和優(yōu)勢窗口的網(wǎng)絡(luò)空間作戰(zhàn)效能評估方法”從網(wǎng)絡(luò)空間作戰(zhàn)行動影響體系信息優(yōu)勢的角度，建立了作戰(zhàn)行動本身與集群系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能關(guān)聯(lián)關(guān)系，給出了體系對抗背景下集群系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)效能的量化和可視化評估結(jié)果，并為集群系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)運(yùn)用提供了定量評價與優(yōu)化的技術(shù)途徑。