基于Agent的指揮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要：針對(duì)現(xiàn)有智能無(wú)人系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、運(yùn)作流程繁瑣，難以合理高效地實(shí)現(xiàn)各部分功能、協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)工作的問(wèn)題，建立了完善的指揮控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行指揮控制與輔助決策。對(duì)智能無(wú)人系統(tǒng)指揮控制的概念與需求分別進(jìn)行了建模與分析，結(jié)合信息化發(fā)展帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念，提出了信息時(shí)代的指揮控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中心結(jié)構(gòu)，并結(jié)合智能Agent技術(shù)設(shè)計(jì)了指揮控制系統(tǒng)，通過(guò)再入投送系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了指揮控制系統(tǒng)的有效性。

　　關(guān)鍵詞：指揮控制系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn);智能體;再入投送

　　0引言

　　指揮控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心、多種技術(shù)設(shè)備為輔，由指揮人員構(gòu)成的指揮層，能夠?qū)θ蝿?wù)部隊(duì)及主戰(zhàn)武器裝備實(shí)施指揮控制，實(shí)現(xiàn)全時(shí)全域的動(dòng)態(tài)高效控制。

　　在指揮控制系統(tǒng)理論方面，大量專家學(xué)者開展了廣泛深入的研究。Drillings[1]、Pascual[2]和Klein[3]針對(duì)自然指揮控制決策問(wèn)題展開了研究，以空軍作戰(zhàn)為背景，通過(guò)自然決策的方法解決了可視化困難與戰(zhàn)場(chǎng)條件變化情況下給出實(shí)時(shí)命令的問(wèn)題。Sarter[4]針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，在規(guī)定時(shí)間、信息不確定的情況下對(duì)指揮控制決策的問(wèn)題展開研究，對(duì)2種不同的決策信息支持系統(tǒng)的有限性進(jìn)行了討論。唐立軍[5]研究了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的概念與特點(diǎn)，提出了應(yīng)用信息化帶來(lái)的便利條件，構(gòu)建了以網(wǎng)絡(luò)為中心的指揮控制決策系統(tǒng)，替代了以平臺(tái)為中心的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，適應(yīng)了系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢(shì)與要求。李奎[6]對(duì)地面武器機(jī)器人的指揮控制需求進(jìn)行了全面的分析，根據(jù)研究對(duì)象特點(diǎn)構(gòu)建了適應(yīng)任務(wù)的指揮控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，依據(jù)任務(wù)需求，定義了輔助決策概念，設(shè)計(jì)了輔助決策系統(tǒng)。

　　針對(duì)現(xiàn)有指揮控制系統(tǒng)的不足，開展Agent指揮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，提出了基于Agent的指揮控制輔助決策系統(tǒng)。

　　1網(wǎng)絡(luò)中心指揮控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)并不是關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)爭(zhēng)，而是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，包含信息領(lǐng)域的各種技術(shù)，是一種指揮控制理念。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種應(yīng)用系統(tǒng)從平臺(tái)中心化向網(wǎng)絡(luò)中心化過(guò)渡。以往主要是圍繞平臺(tái)執(zhí)行任務(wù)，在行動(dòng)過(guò)程中，各平臺(tái)自行獲取信息，通過(guò)決策系統(tǒng)進(jìn)行決策，最終由指揮控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任務(wù)。而隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，由相互聯(lián)接的通信、指揮、控制系統(tǒng)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)也有了長(zhǎng)足進(jìn)步，將平臺(tái)中心轉(zhuǎn)移至網(wǎng)絡(luò)中心成為了實(shí)現(xiàn)高效指揮控制決策的有效方法。

　　1.1網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)網(wǎng)格設(shè)計(jì)

　　為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，建立其網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，按功能可以把智能無(wú)人系統(tǒng)的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為3個(gè)互相連接的部分：以通信為基礎(chǔ)的信息網(wǎng)格、以傳感器為基礎(chǔ)的傳感器網(wǎng)格和以平臺(tái)為基礎(chǔ)的平臺(tái)網(wǎng)格。其中信息網(wǎng)格以各種軟件為主，包括各種計(jì)算、優(yōu)化、策略軟件等;傳感器網(wǎng)格與投送網(wǎng)格屬于硬件設(shè)施，其中傳感器網(wǎng)格包括各種通信、控制設(shè)備;平臺(tái)網(wǎng)格主要包括軌道平臺(tái)。網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　所有探測(cè)裝置諸如衛(wèi)星、偵察機(jī)、艦艇和雷達(dá)等共同組成了傳感器網(wǎng)格，各系統(tǒng)之間相互配合相互支持。與此同時(shí)，平臺(tái)網(wǎng)格能夠充分使用傳感器網(wǎng)格獲得的信息，通過(guò)自身的決策技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行有效處理，從而進(jìn)行有效的投送任務(wù)。信息網(wǎng)格則為傳感器網(wǎng)格和平臺(tái)網(wǎng)格提供鏈接支撐，實(shí)現(xiàn)2個(gè)網(wǎng)格之間的信息傳遞。

　　1.2網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)映射域設(shè)計(jì)

　　網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的整個(gè)概念框架可以映射到3個(gè)領(lǐng)域：物理領(lǐng)域、信息領(lǐng)域和認(rèn)知領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)映射如圖2所示。

　　物理領(lǐng)域是包括所有硬件在內(nèi)的系統(tǒng)，這里主要是指智能無(wú)人平臺(tái)與各種支持系統(tǒng)。信息領(lǐng)域包括與通信有關(guān)的一切內(nèi)容，主要涵蓋信息收集、處理、共享。認(rèn)知領(lǐng)域是所有算法、策略、優(yōu)化的總和，是決策過(guò)程的核心內(nèi)容。

　　2基于Agent的輔助決策

　　2.1 Agent技術(shù)

　　Agent技術(shù)屬于人工智能技術(shù)，是一種與其周圍環(huán)境進(jìn)行交互的、自主運(yùn)行的實(shí)體。其主要特點(diǎn)是自主性和協(xié)作性。Agent具有獨(dú)立于其他實(shí)體并自主行動(dòng)的能力，能將推理與知識(shí)相結(jié)合。將Agent技術(shù)用于智能無(wú)人系統(tǒng)的指揮控制，能滿足快速性與多平臺(tái)協(xié)調(diào)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(shè)計(jì)

　　2.2.1指揮決策Agent的提出

　　指揮控制系統(tǒng)輔助決策是通過(guò)傳感器得到數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)算法、策略以及優(yōu)化實(shí)現(xiàn)任務(wù)，同時(shí)，對(duì)照規(guī)則和制約條件，提出相應(yīng)的方案供選擇。每一個(gè)決策過(guò)程中，需要根據(jù)平臺(tái)本身的性能、目標(biāo)信息、任務(wù)需求等進(jìn)行決策。而Agent具有的特點(diǎn)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(jié)構(gòu)

　　根據(jù)智能無(wú)人系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合Agent輔助決策技術(shù)，Agent決策結(jié)構(gòu)如圖4所示，圖中每個(gè)虛線框都是一個(gè)Agent結(jié)構(gòu)，所以整個(gè)決策Agent也就是一個(gè)由多Agent共同構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

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