基于多 Agent 的UCAV 群空战战术决策系统研究.pdf
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基于多Agent的UCAV群空战战术决策系统研究钟咏兵,冯金富,彭志专,梁晓龙,伍友利,任波(空军工程大学工程学院,陕西西安710038)摘要:战术决策是无人机任务规划的重要内容,将多Agent引入UCAV群空战战术决策系统,提出了战术决策系统的概念以及其功能,建立了一个基于多Agent的UCAV群空战战术掘策系统体系结构,利用Agent的自主性和协调性,实现了UCAV群空战的协同作战要求,力求最大限度地提高作战效能。关键词:多智能体;UCAV群;战术决策系统中图分类号:TP181文献标识码:AResearchonAirCombatTacticalDecisionSystemforUCAVSwarmBasedonMulti-AgentZhongYong-bingFengJin-fuPengZhi-zhuanLiangXiao-longWuYou-liRenBo(TheEngineeringInstitute,AirForceEngineeringUniversity,ShaanxiXi’an710038China)Abstract:TacticaldecisionisanimportantpartofUCAV’missionplanningsystem.ThepaperputsforwardtheTacticalDecisionsystem’conceptionandfunctionandincludesMulti-AgentinaircombattacticaldecisionsysteminUCAVswarm.ThenanarchitectureoftheaircombattacticaldecisionsysteminUCAVswarmisestablished.Finally,UCAVswarm’cooperativecombatisachieveforthebestbattleeffectbywayofagent’autonomyandcooperation.Keywords:Multi-AgentSystem;UCAVSwarm;TacticalDecisionSystem一、引言随着技术的发展和军事斗争的需要,UCAV群参与战斗、协同攻击多个敌方目标、提高作战效能将成为一个新的发展趋势。UCAV群攻击多个目标的目标分配原则是尽力提高杀伤概率,避免重复攻击和遗漏,力求最大限度地发挥作战效能。由于战场的动态实时性、对抗性、不完整信息等特点,战术决策成为无人机任务规划系统越来越重要的因素。UCAV群的战术决策系统具有如下特点[1]:(1)复杂性UCAV在完成各自作战任务的同时,必须保证与其它无人机的高度协同。这不仅对无人机自身的自主性提出了更高的要求,无人机之间还必须具备一定的交互性和协作性。只有这样,才能使无人作战飞机的效能达到有人驾驶时的水平。(2)控制过程的高度实时性无人作战飞机在接收到作战任务后,应自主完成飞行及攻击行为,并能根据其探测到的战场环境的变化,在空战时间尺度下制定出新的决策规划,并采取相应的作战行动。对于如此复杂的系统,采用单UCAV往往不能满足要求,需要通过UCAV群协作,共同解决问题。利用多智能体技术,可实现多UCAV群系统的协调求解。将孤立的UCAV转变为一个多智能体系统,通过采用多智能体的协调技术,将UCAV有机地结合起来,从而实现了战术决策的集成,提高了UCAV群的作战效能。如果说模拟UCAV是单智能体的目标,那么模拟UCAV群则是多智能体系统的最终目标。利用多智能体技术所具有的特性可解决复杂系统的决策问题,将每个UCAV作为一个智能体,建立多智能体UCAV群空战战术决策系统,可实现UCAV群的相互协调与合作,完成复杂的作战任务[2]。采用多智能体系统解决UCAV群空战战术决策问题,具有很强的鲁棒性和可靠性,并具有较高的问题求解效率。本文采用UCAV群协同攻击作为仿真实验平台,对复杂环境中基于钟咏兵:博士研究生国家自然科学基金[60674031]总装预研重点基金项目[6040529]校优秀博士论文创新基金[BC06003]多Agent的战术决策系统体系结构进行研究。二、MAS2.1智能AgentAgent是指与其周围一定的环境进行交互的、自主运行的实体。Agent作为独立的个体,具有独立于其它实体、自主行动的能力,能将推理与知识表示相结合,作用于环境,也受环境影响,且能不断地从环境中获取知识以提高自己的能力:Agent作为多Agent的一员,可以共享资源,并与其它Agent进行磋商,合作完成任务[3,4]。Agent技术源于分布式人工智能技术,它的最大特点是自主性(Auton