美军“敏捷作战运用”概念与行动构想

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作者 杨任农 宋祺 李寰宇 《指挥与控制学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页

美空军为有效应对大国反介入/区域拒止能力发展,解决传统兵力投送在现代战争中存在的巨大挑战,提出了敏捷作战运用概念,并于2021年12月发布了其第1部条令说明。梳理了概念发展沿革与提出背景,阐述了其概念内涵与核心要素,辨析比较了美... 美空军为有效应对大国反介入/区域拒止能力发展,解决传统兵力投送在现代战争中存在的巨大挑战,提出了敏捷作战运用概念,并于2021年12月发布了其第1部条令说明。梳理了概念发展沿革与提出背景,阐述了其概念内涵与核心要素,辨析比较了美军的相关作战概念,并围绕作战链条的实施,提出了敏捷作战运用的作战行动构想,对于深刻剖析其机理,认清美军具有一定参考价值。 展开更多

关键词 敏捷作战运用 作战概念 美空军 作战行动构想

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基于最优探测航线椭圆拟合的战斗巡逻规划方法

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作者 李乐言 杨任农 +3 位作者 王瑛 李寰宇 吴傲 岳龙飞 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期293-302,共10页

针对远海弱情报支援背景下的空中编队战斗巡逻规划问题,提出了一种新的基于最优探测航线椭圆拟合的巡逻空域规划方法。以协同概率探测面积作为遗传算法的适应度函数,求解最优飞机协同探测航线,根据初始航路点列的统计学特征,提出了基于... 针对远海弱情报支援背景下的空中编队战斗巡逻规划问题,提出了一种新的基于最优探测航线椭圆拟合的巡逻空域规划方法。以协同概率探测面积作为遗传算法的适应度函数,求解最优飞机协同探测航线,根据初始航路点列的统计学特征,提出了基于几何距离的双点移除椭圆拟合方法,求解航空兵实际可用的椭圆航线及对应巡逻空域。仿真结果表明,编队按照规划的矩形巡逻空域和椭圆航线进行战斗巡逻,可保持对总任务区域82.16%的协同探测,与最优雷达探测航线的平均实时探测范围相比仅下降1.93%,且探测盲区时间空窗小。规划结果能显著降低飞行员的认知载荷,具有较好的实用价值和现实意义。 展开更多

关键词 战斗巡逻 协同概率探测 椭圆拟合 巡逻空域 椭圆航线

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无人机集群空中博弈对抗体系指挥控制模型 被引量：1

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作者 吕茂隆 段海滨 +3 位作者 杨任农 张群 万路军 陈希亮 《指挥与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期401-411,共11页

针对无人机集群空中博弈对抗体系的指挥控制问题,系统阐述了无人机集群协同空战典型场景的作战过程模型,分析设计了空中无人机集群博弈对抗体系的作战任务剖面,构建了空中无人机集群协同作战体系信息流程模型。研究结论能够为空中无人... 针对无人机集群空中博弈对抗体系的指挥控制问题,系统阐述了无人机集群协同空战典型场景的作战过程模型,分析设计了空中无人机集群博弈对抗体系的作战任务剖面,构建了空中无人机集群协同作战体系信息流程模型。研究结论能够为空中无人作战体系构建、无人集群协同空战指挥控制架构以及协同作战规划设计方法等研究提供理论支撑。 展开更多

关键词 无人机集群 博弈对抗 体系 协同作战 指挥控制 任务剖面 信息流程模型

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对抗条件下基于SAC-Lagrangian的UAV智能规划

4

作者 岳龙飞 杨任农 +4 位作者 闫孟达 赵小茹 左家亮 刘会亮 张明元 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第8期1-7,共7页

无人机因其低成本、可消耗、分布部署、敏捷灵活的优势,在多个民用领域大放异彩。但受其智能化程度限制,如何在复杂对抗条件下自主安全完成任务仍存在巨大挑战。针对目前无人机任务规划存在的智能性和安全性问题,提出一种基于安全强化... 无人机因其低成本、可消耗、分布部署、敏捷灵活的优势,在多个民用领域大放异彩。但受其智能化程度限制,如何在复杂对抗条件下自主安全完成任务仍存在巨大挑战。针对目前无人机任务规划存在的智能性和安全性问题,提出一种基于安全强化学习算法的无人机智能规划方法(SAC-Lagrangian)。考虑了雷达威胁、禁飞区安全约束和地导对抗条件,将任务规划问题建模为约束马尔可夫决策过程(CMDP),通过拉格朗日乘子法变为对偶问题,采用最大熵柔性行动者-评论家(SAC)算法近似求解最优策略,保证了智能体在遵守安全约束条件下最大化期望回报。仿真结果表明,与其他基线算法相比,所提方法能在保证任务性能的同时确保安全性,适应动态变化的场景,任务完成率达到96%,因此,具有高效、鲁棒和安全的优势。 展开更多

关键词 无人机 安全强化学习 SAC-Lagrangian 智能任务规划 鲁棒性

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基于自动编码器和支持向量机的飞机机动智能识别方法

5

作者 岳龙飞 杨任农 +3 位作者 杨文达 左家亮 刘会亮 许凌凯 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期210-217,共8页

飞机机动动作识别是空战意图识别和智能决策的基础。针对传统机动动作识别方法存在的高维数据分析和特征提取能力不足、识别准确率不高的问题,考虑到机动数据的高维性、时序性的特点,提出基于正则化自动编码器-支持向量机(RAE-SVM)的飞... 飞机机动动作识别是空战意图识别和智能决策的基础。针对传统机动动作识别方法存在的高维数据分析和特征提取能力不足、识别准确率不高的问题,考虑到机动数据的高维性、时序性的特点,提出基于正则化自动编码器-支持向量机(RAE-SVM)的飞机机动动作识别方法。依据机动动作数据变化规律和专家经验知识,构建了基于时间段数据特征的机动动作样本库;将无监督的自动编码器神经网络强大的特征提取能力和有监督的支持向量机优异的分类性能相结合,构建基于RAE-SVM的机动识别模型,采用机动动作样本库训练模型;通过引入正则化提高了RAE网络的泛化性能和预测准确率;最后与多种现有方法进行准确性与实时性对比,并选取空战机动动作数据进行实例验证。结果表明:所提方法识别准确率为92.75%,对一组机动数据识别仅需2 ms,满足实时性要求。因此,该方法可以快速准确地进行飞机机动动作识别,具有一定实用价值。 展开更多

关键词 机动动作识别 正则化自动编码器 支持向量机 特征提取 无监督学习

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美空军“多能人员”培养

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作者 林媛 杨任农 郭安新 《国防科技》 2024年第5期16-21,共6页

为备战未来战争,美空军发布“多能人员”训练大纲,启动一专多能人才队伍建设计划。聚焦美空军“多能人员”训练,厘清其实施背景、实施细则、经验做法以及存在问题,助力军队人才队伍建设。文献调查发现,美空军启动“多能人员”培训的根... 为备战未来战争,美空军发布“多能人员”训练大纲,启动一专多能人才队伍建设计划。聚焦美空军“多能人员”训练,厘清其实施背景、实施细则、经验做法以及存在问题,助力军队人才队伍建设。文献调查发现,美空军启动“多能人员”培训的根源在于其对未来战争环境的评估结果,受“敏捷战斗部署”作战概念的催化,以及美空军高级指挥官能力和风格的间接影响。文献调查结果表明,美空军目前在培训负责机构的设置、培训内容的制定、参训人员范围的规范方面作出了有益探索,但也存在一些问题,如如何调动参训人员的积极性、常态化设置培训计划等。 展开更多

关键词 “多能人员” 地勤保障人员 培训

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2021-2023财年美国空军部研发经费与优先支持领域

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作者 林媛 张静 杨任农 《国防科技》 2024年第2期89-96,共8页

聚焦经费投向和投量两个维度,系统分析2021—2023财年美国空军部在空军和太空军投入的研发经费情况,通过竖向对比美国空军部近三年的研发经费投入,确认美国空军和太空军未来的武器装备发展趋势。同时,结合美国空军部研发经费的投向和管... 聚焦经费投向和投量两个维度,系统分析2021—2023财年美国空军部在空军和太空军投入的研发经费情况,通过竖向对比美国空军部近三年的研发经费投入,确认美国空军和太空军未来的武器装备发展趋势。同时,结合美国空军部研发经费的投向和管理方式,得出以下启示:灵活管理科研经费,科学调整开支预算;威胁研判聚焦战略方向,着力打造空中战力;加快关键领域创新,强化军事竞争优势;等等。研发经费的优先支持领域能够反映未来武器装备的发展趋势,密切追踪武器装备发展趋势有利于准确研判未来军事科技发展的方向和动态。 展开更多

关键词 美国空军部 研发经费 优先支持领域

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基于Bi-LSTM的无人机轨迹预测模型及仿真 被引量：11

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作者 杨任农 岳龙飞 +2 位作者 宋敏 曹晓剑 王新 《航空工程进展》 CSCD 2020年第1期77-84,共8页

传统轨迹预测模型存在模型简化较大、考虑因素较少等问题。结合飞行轨迹连续性、时序性、交互性的特点,提出基于双向长短期记忆(Bi-LSTM)神经网络的轨迹预测模型,将入侵者的位置、姿态和两机的相对信息同时作为轨迹预测模型的输入,更加... 传统轨迹预测模型存在模型简化较大、考虑因素较少等问题。结合飞行轨迹连续性、时序性、交互性的特点,提出基于双向长短期记忆(Bi-LSTM)神经网络的轨迹预测模型,将入侵者的位置、姿态和两机的相对信息同时作为轨迹预测模型的输入,更加符合真实轨迹变化规律;对建立的基于Bi-LSTM的轨迹预测模型采用综合考虑动量和速度的自适应调整学习步长的学习算法进行训练;并与基于Elman神经网络的轨迹预测模型进行仿真对比分析。结果表明:与基于Elman神经网络的轨迹预测模型相比,所提模型在不同方向预测200个点的平均绝对误差不超过4 m,三维预测效果更优,可以较为准确地进行轨迹预测。 展开更多

关键词 无人机 轨迹预测 Bi-LSTM 循环神经网络 自主防撞 时间序列

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对任务规划系统建设的认识和建议 被引量：9

9

作者 杨任农 张滢 《指挥与控制学报》 2017年第4期286-288,共3页

明晰了任务规划系统的概念,设想了任务规划系统的层级划分.总结了美军任务规划系统发展建设特点,以此凝练出现代化战争的制胜机理.以美军系统建设为鉴,给出加强任务规划系统建设的3点建议,分别是理清作战任务,形成任务制胜的科学方法,... 明晰了任务规划系统的概念,设想了任务规划系统的层级划分.总结了美军任务规划系统发展建设特点,以此凝练出现代化战争的制胜机理.以美军系统建设为鉴,给出加强任务规划系统建设的3点建议,分别是理清作战任务,形成任务制胜的科学方法,以及强化基础建设. 展开更多

关键词 任务规划 系统建设 层级划分

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基于Q-network强化学习的超视距空战机动决策 被引量：23

10

作者 张强 杨任农 +2 位作者 俞利新 张涛 左家亮 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2018年第6期8-14,共7页

考虑到空空导弹对空战胜负的重要影响,针对空战态势状态特征连续、多维的情况以及传统方法缺乏对空战对抗中敌方策略的考虑,将强化学习应用到1vs1超视距空战机动决策。首先,建立了同时为对抗双方进行机动决策的强化学习框架,提出ε-纳... 考虑到空空导弹对空战胜负的重要影响,针对空战态势状态特征连续、多维的情况以及传统方法缺乏对空战对抗中敌方策略的考虑,将强化学习应用到1vs1超视距空战机动决策。首先,建立了同时为对抗双方进行机动决策的强化学习框架,提出ε-纳什均衡策略来选取机动动作,并通过导弹攻击区优势函数来修正奖赏函数;其次,基于记忆库和目标网络训练Q-network,形成超视距空战机动决策的"价值网络";最后,设计了Q-network强化学习决策模型,并将机动决策过程分为了学习阶段与实战阶段。仿真结果表明:智能体可以感知空战的态势并作出合理的超视距空战机动决策。 展开更多

关键词 超视距空战 机动决策 强化学习 纳什均衡

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改进分解进化算法求解动态火力分配多目标优化模型 被引量：15

11

作者 张滢 杨任农 +2 位作者 左家亮 景小宁 何贵波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1533-1540,共8页

战前制定合理的火力分配(WTA)方案,可以优化资源配置,用最小的代价获取最大的战场收益。其一,建立了面向多型武器协同进攻作战的动态火力分配(DWTA)多目标优化模型,由多个阶段静态模型构成,各阶段静态模型参数需根据战场态势实时获取;其... 战前制定合理的火力分配(WTA)方案,可以优化资源配置,用最小的代价获取最大的战场收益。其一,建立了面向多型武器协同进攻作战的动态火力分配(DWTA)多目标优化模型,由多个阶段静态模型构成,各阶段静态模型参数需根据战场态势实时获取;其二,重点研究阶段静态模型求解算法。针对模型特点,设计了一种满足资源约束的编码方式,融合禁忌搜索和拥挤距离策略,提出了一种改进分解进化算法。对比实验验证了算法的可行性、快速性和有效性。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 多目标优化 动态火力分配 分解进化算法 禁忌搜索

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基于截断总体最小二乘算法的车载三轴磁力仪标定 被引量：9

12

作者 张滢 杨任农 +2 位作者 李明阳 左家亮 陈星伊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期427-432,共6页

以陆用车载磁导航为应用背景,提出一种正则化三轴磁力仪标定算法。由于车辆的机动受到限制,用于标定三轴磁力仪的观测方程是严重病态的。传统的三轴磁力仪标定方法缺乏对病态问题的处理,难以获得准确的标定参数。文中采用截断总体最小二... 以陆用车载磁导航为应用背景,提出一种正则化三轴磁力仪标定算法。由于车辆的机动受到限制,用于标定三轴磁力仪的观测方程是严重病态的。传统的三轴磁力仪标定方法缺乏对病态问题的处理,难以获得准确的标定参数。文中采用截断总体最小二乘(TTLS)技术对病态的磁力仪标定问题进行求解。该方法能够有效地抑制观测方程两端的误差,并且适合处理强病态问题。通过车载实验对该方法的有效性进行研究,结果表明文中提出的方法能够有效地减缓磁力仪标定中的病态影响,获得更为稳定的数值解,补偿后的平均航向角估计精度为1.5°,满足车载磁导航的精度要求。 展开更多

关键词 控制科学与技术 截断总体最小二乘 标定 车辆导航

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双层相依指挥控制网络级联失效研究 被引量：12

13

作者 韩海艳 杨任农 +1 位作者 李浩亮 樊蓉 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4542-4547,共6页

在考虑"负荷-容量"关系的情况下,构建双层相依指挥控制网络模型和级联故障模型,基于2种不同的子网演化模型,研究不同攻击策略下的鲁棒性、孤立与相依状态下子网络的级联故障以及平均度在抑制级联故障中所起的作用。研究结果表... 在考虑"负荷-容量"关系的情况下,构建双层相依指挥控制网络模型和级联故障模型,基于2种不同的子网演化模型,研究不同攻击策略下的鲁棒性、孤立与相依状态下子网络的级联故障以及平均度在抑制级联故障中所起的作用。研究结果表明:相依网络在蓄意攻击下更加脆弱;相依状态下子网络的级联故障更显著;各层子网的平均度越大,网络抵抗级联故障的能力越强。 展开更多

关键词 双层相依网络 指挥控制 级联失效 鲁棒性

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空战飞机嵌入式训练系统的研究 被引量：17

14

作者 亓凯 杨任农 +2 位作者 左家亮 黄震宇 白绢 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第9期165-167,171,共4页

空军正面对提高空战飞机训练效率的难题,嵌入式训练是解决这个问题的有效途径。结合现有研究技术和经验,研究了拥有高速无线网络和实时显控的嵌入式训练系统。可以使飞行员充分利用飞机内的原有设备进行训练,为飞行员提供了真实的操作... 空军正面对提高空战飞机训练效率的难题,嵌入式训练是解决这个问题的有效途径。结合现有研究技术和经验,研究了拥有高速无线网络和实时显控的嵌入式训练系统。可以使飞行员充分利用飞机内的原有设备进行训练,为飞行员提供了真实的操作、训练环境,同时指挥人员能够实时观察训练状况并做出科学的评估,具有突破性的训练效果。 展开更多

关键词 空战飞机 嵌入式训练 实时

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利用改进蚁群算法的可规避威胁源最优航线规划 被引量：8

15

作者 柴毅哲 杨任农 +1 位作者 马明杰 刘孟强 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第4期9-12,共4页

针对复杂环境中飞行器航线规划问题,在基本蚁群算法的基础上,提出一种可规避威胁源的航线规划方法。通过综合分析飞行器飞行环境中的地形信息和威胁信息,考虑航线距离、时耗、能耗、全程费用和威胁规避等因素,重构航线规划目标函数,加... 针对复杂环境中飞行器航线规划问题,在基本蚁群算法的基础上,提出一种可规避威胁源的航线规划方法。通过综合分析飞行器飞行环境中的地形信息和威胁信息,考虑航线距离、时耗、能耗、全程费用和威胁规避等因素,重构航线规划目标函数,加强了对飞行器实际飞行环境的描述,从而提高了航线规划的有效性;通过增加目标节点对下一节点的影响来改进状态转移概率,促使蚂蚁向目标方向前进,以节省计算时间,提高优化效率。仿真结果显示,与基本蚁群算法相比,改进算法可以节省10%的优化时间且缩短10多次迭代次数。 展开更多

关键词 飞行器 航线规划 可规避威胁源 蚁群算法 状态转移概率

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边攻击下非对称相依作战网络级联失效模型 被引量：5

16

作者 韩海艳 杨任农 +1 位作者 王哲 宋晓鸥 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期120-125,共6页

复杂网络理论在作战网络中的应用是一个全新的研究视角,也是探索网络结构和功能之间关系的有力手段.为研究负荷作用下相依作战网络的级联失效过程,首先依据军事系统的实际交联关系构建了非对称双层相依作战网络模型;然后改进了基于本地... 复杂网络理论在作战网络中的应用是一个全新的研究视角,也是探索网络结构和功能之间关系的有力手段.为研究负荷作用下相依作战网络的级联失效过程,首先依据军事系统的实际交联关系构建了非对称双层相依作战网络模型;然后改进了基于本地负荷重分配的非线性"负荷-容量"模型来研究连边的失效及负荷传递,计算了级联失效模型的计算复杂度;最后仿真分析了连边遭受蓄意攻击时,连边负荷及容量与网络级联抗毁性的关系,并与WS-WS对称网络模型进行对比.仿真结果表明:无论是孤立状态还是相依状态下,网络的级联抗毁性与连边容量变化呈正相关,而与负荷的变化呈负相关;相依网络的级联抗毁性比孤立网络要差,并且相依网络级联失效的过程更缓慢;孤立C2网络中的层级加权结构使得级联失效过程中出现短暂的平台期;与对称WS-WS相依网络相比,非对称作战网络的级联抗毁性更差.在非对称相依网络中,子网之间的级联抗毁性不同,而在相依对称网络中,子网的级联抗毁性几乎相同. 展开更多

关键词 非对称相依作战网络 “负荷-容量”模型 边蓄意攻击 负载重分配 级联抗毁性

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分布式半实物环境实时弹道仿真步长自适应研究 被引量：3

17

作者 左家亮 杨任农 +1 位作者 张滢 王学锋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期653-659,共7页

在分布式半实物环境中,从工程实践的角度出发,基于数据分发服务(DDS)建立高性能弹道仿真环境。通过设计并实现仿真步长自适应的方法,进行实时弹道仿真计算。针对分布式半实物仿真环境的特点,提出了基于攻击机仿真环境和基于目标机仿真... 在分布式半实物环境中,从工程实践的角度出发,基于数据分发服务(DDS)建立高性能弹道仿真环境。通过设计并实现仿真步长自适应的方法,进行实时弹道仿真计算。针对分布式半实物仿真环境的特点,提出了基于攻击机仿真环境和基于目标机仿真环境两种仿真方式。在采用同一种弹道仿真模型的情况下,通过对比分析两种方式的仿真实验结果,基于目标机仿真环境的方式稳定地提高了仿真计算频率,因此仿真结果精度较高,从而很大程度上提高了半实物仿真环境下实时弹道仿真的可信度。 展开更多

关键词 仿真科学技术 实时弹道仿真 半实物环境 仿真步长自适应

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基于最小通视高度的改进通视性算法 被引量：4

18

作者 贾开吉 杨任农 徐涛 《电光与控制》 北大核心 2015年第1期88-91,共4页

区域的通视问题是指已知视点、计算视点可视的地形表面区域集合的问题。目前常用的R2,R3,PRVA,PREAI,Xdraw等算法也都是针对该问题提出的,但是在实际应用中,特别是当观察目标为飞行器时,不仅需要知道区域地形表面的通视情况,还必须知道... 区域的通视问题是指已知视点、计算视点可视的地形表面区域集合的问题。目前常用的R2,R3,PRVA,PREAI,Xdraw等算法也都是针对该问题提出的,但是在实际应用中,特别是当观察目标为飞行器时,不仅需要知道区域地形表面的通视情况,还必须知道区域在任意高度层上的通视情况。针对此问题,在前人研究的基础上,改进出一种基于最小通视高度的通视性算法,在数字高程模型(DEM)的基础上,不仅能精确计算区域地形表面通视情况,对该区域上空任意高度的通视情况也能精确、快速地计算。最后,编程实现该算法,检验了该算法的可行性和精确性。 展开更多

关键词 通视分析 DEM 地形 区域通视

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“算法战”及其在空战领域中的应用 被引量：10

19

作者 胡利平 梁晓龙 +2 位作者 柏鹏 杨任农 任宝祥 《国防科技》 2020年第1期57-62,共6页

随着战争从体能较量、技能较量发展为智能较量,“算法战”与人工智能和指挥控制系统相关联并在其中占据关键地位,是实现智能化作战和建设智能军队的技术基础。通过梳理与总结美军在落实“算法战”研究方面所进行的开创性工作,理清“算... 随着战争从体能较量、技能较量发展为智能较量,“算法战”与人工智能和指挥控制系统相关联并在其中占据关键地位,是实现智能化作战和建设智能军队的技术基础。通过梳理与总结美军在落实“算法战”研究方面所进行的开创性工作,理清“算法战”发展的脉络,重点对“算法战”产生背景、基本概念与内涵以及发展现状进行了探讨,结合课题组在航空集群作战领域的研究基础,探讨“算法战”在空战领域的落脚应用的可鉴之策,为我空军装备的信息化升级和智能化转型奠定基础。 展开更多

关键词 算法战 航空集群 军事智能

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基于作战管理的有人-无人协同作战体系结构建模 被引量：3

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作者 赵小茹 杨任农 +2 位作者 闫孟达 刘曌宇 江萧君 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期41-47,共7页

为应对未来快节奏、大规模的空中战斗需求,聚焦有人-无人协同空中作战体系结构研究,以作战管理作为底层逻辑,构建协同作战体系结构框架。首先梳理作战管理基本理论,建立“任务-能力”和“能力-资源”的属性映射;然后利用美国国防部体系... 为应对未来快节奏、大规模的空中战斗需求,聚焦有人-无人协同空中作战体系结构研究,以作战管理作为底层逻辑,构建协同作战体系结构框架。首先梳理作战管理基本理论,建立“任务-能力”和“能力-资源”的属性映射;然后利用美国国防部体系架构框架视图模型,对有人-无人作战活动从作战管理层级进行顶层设计,依照职能属性进行时序和逻辑梳理。探究体系结构建模中包含的作战管理“嵌套”现象,能够降低军事研究人员对作战行动的理解屏障,为有人-无人协同空中作战建模仿真提供理论支撑。 展开更多

关键词 有人-无人协同 协同作战 作战管理 体系结构建模

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