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            基于Agent的指揮控制系統設計

            來源: 樹人論文網 發表時間:2022-05-05
            摘要:針對現有智能無人系統構成復雜、運作流程繁瑣,難以合理高效地實現各部分功能、協調各分系統工作的問題,建立了完善的指揮控制系統,對整個系統進行指揮控制與輔助決策。對智
            職稱論文發表

              摘要:針對現有智能無人系統構成復雜、運作流程繁瑣,難以合理高效地實現各部分功能、協調各分系統工作的問題,建立了完善的指揮控制系統,對整個系統進行指揮控制與輔助決策。對智能無人系統指揮控制的概念與需求分別進行了建模與分析,結合信息化發展帶來的網絡中心戰概念,提出了信息時代的指揮控制系統網絡中心結構,并結合智能Agent技術設計了指揮控制系統,通過再入投送系統仿真驗證了指揮控制系統的有效性。

              關鍵詞:指揮控制系統;網絡中心戰;智能體;再入投送

              0引言

              指揮控制系統是以計算機為核心、多種技術設備為輔,由指揮人員構成的指揮層,能夠對任務部隊及主戰武器裝備實施指揮控制,實現全時全域的動態高效控制。

              在指揮控制系統理論方面,大量專家學者開展了廣泛深入的研究。Drillings[1]、Pascual[2]和Klein[3]針對自然指揮控制決策問題展開了研究,以空軍作戰為背景,通過自然決策的方法解決了可視化困難與戰場條件變化情況下給出實時命令的問題。Sarter[4]針對高風險區域,在規定時間、信息不確定的情況下對指揮控制決策的問題展開研究,對2種不同的決策信息支持系統的有限性進行了討論。唐立軍[5]研究了有關網絡中心戰的概念與特點,提出了應用信息化帶來的便利條件,構建了以網絡為中心的指揮控制決策系統,替代了以平臺為中心的傳統設計方式,適應了系統現代化發展的趨勢與要求。李奎[6]對地面武器機器人的指揮控制需求進行了全面的分析,根據研究對象特點構建了適應任務的指揮控制系統結構,依據任務需求,定義了輔助決策概念,設計了輔助決策系統。

              針對現有指揮控制系統的不足,開展Agent指揮控制系統設計研究,提出了基于Agent的指揮控制輔助決策系統。

              1網絡中心指揮控制系統結構設計

              網絡中心戰并不是關于互聯網的戰爭,而是以網絡技術為基礎,包含信息領域的各種技術,是一種指揮控制理念。隨著信息技術的發展,各種應用系統從平臺中心化向網絡中心化過渡。以往主要是圍繞平臺執行任務,在行動過程中,各平臺自行獲取信息,通過決策系統進行決策,最終由指揮控制系統實現任務。而隨著網絡應用技術發展,由相互聯接的通信、指揮、控制系統構成的網絡也有了長足進步,將平臺中心轉移至網絡中心成為了實現高效指揮控制決策的有效方法。

              1.1網絡中心戰網格設計

              為實現網絡中心戰的強大優勢,建立其網格體系結構,按功能可以把智能無人系統的整個網絡分為3個互相連接的部分:以通信為基礎的信息網格、以傳感器為基礎的傳感器網格和以平臺為基礎的平臺網格。其中信息網格以各種軟件為主,包括各種計算、優化、策略軟件等;傳感器網格與投送網格屬于硬件設施,其中傳感器網格包括各種通信、控制設備;平臺網格主要包括軌道平臺。網格體系結構如圖1所示。

              所有探測裝置諸如衛星、偵察機、艦艇和雷達等共同組成了傳感器網格,各系統之間相互配合相互支持。與此同時,平臺網格能夠充分使用傳感器網格獲得的信息,通過自身的決策技術對信息進行有效處理,從而進行有效的投送任務。信息網格則為傳感器網格和平臺網格提供鏈接支撐,實現2個網格之間的信息傳遞。

              1.2網絡中心戰映射域設計

              網絡中心戰的整個概念框架可以映射到3個領域:物理領域、信息領域和認知領域,網絡中心戰映射如圖2所示。

              物理領域是包括所有硬件在內的系統,這里主要是指智能無人平臺與各種支持系統。信息領域包括與通信有關的一切內容,主要涵蓋信息收集、處理、共享。認知領域是所有算法、策略、優化的總和,是決策過程的核心內容。

              2基于Agent的輔助決策

              2.1 Agent技術

              Agent技術屬于人工智能技術,是一種與其周圍環境進行交互的、自主運行的實體。其主要特點是自主性和協作性。Agent具有獨立于其他實體并自主行動的能力,能將推理與知識相結合。將Agent技術用于智能無人系統的指揮控制,能滿足快速性與多平臺協調性的需求。Agent的典型抽象視圖如圖3所示。

              2.2 Agent輔助決策設計

              2.2.1指揮決策Agent的提出

              指揮控制系統輔助決策是通過傳感器得到數據,經過算法、策略以及優化實現任務,同時,對照規則和制約條件,提出相應的方案供選擇。每一個決策過程中,需要根據平臺本身的性能、目標信息、任務需求等進行決策。而Agent具有的特點滿足了輔助決策需求,因此提出基于Agent理論及方法的輔助決策概念。

              2.2.2基于Agent的決策結構

              根據智能無人系統的特點,結合Agent輔助決策技術,Agent決策結構如圖4所示,圖中每個虛線框都是一個Agent結構,所以整個決策Agent也就是一個由多Agent共同構成的結構。

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