基于DL-MCTS的超视距空战战术智能决策方法研究

1

作者 宋祺 左家亮 +3 位作者 张滢 闫孟达 吴傲 李乐言 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期145-156,共12页

现有超视距空战智能决策研究多侧重于机动决策,而战术决策研究较少。针对机动决策难理解、战术决策难生成的问题,提出了一种融合深度学习(DL)和蒙特卡洛搜索(MCTS)的算法,通过构建空战智能体自主学习和决策框架,融合智能体的离线战术学... 现有超视距空战智能决策研究多侧重于机动决策,而战术决策研究较少。针对机动决策难理解、战术决策难生成的问题,提出了一种融合深度学习(DL)和蒙特卡洛搜索(MCTS)的算法,通过构建空战智能体自主学习和决策框架,融合智能体的离线战术学习和在线战术决策,实现了一种基于DL-MCTS的超视距空战战术决策方法。在离线学习阶段,利用神经网络学习先验战术规划数据集,包含感知数据集、策略数据集和评估数据集,并为智能体构建感知器、规划器和评估器3种功能模块。在实时对抗阶段,提出战术感知和决策双线并行处理模式,建立对抗博弈树。利用蒙特卡洛搜索方法融合智能体3种网络,在每个博弈节点上实现选择、扩展、仿真和信息回溯,实时搜索当前态势的最优策略。在迎头攻击任务实验中,离线训练后的智能体具备基本的决策能力,经过50次循环迭代搜索后,智能体能够消除对手的首发导弹优势,并逐步获取自身导弹发射条件。实验结果表明该战术决策方法的决策结果可解释性强、决策速度较满意。 展开更多

关键词 超视距空战 战术决策 智能决策 深度学习 蒙特卡洛树搜索

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于分层多智能体强化学习的多无人机视距内空战

2

作者 雍宇晨 李子豫 董琦 《智能系统学报》 北大核心 2025年第3期548-556,共9页

为提高无人机在视距内空战中的自主机动决策能力,本文提出一种基于自博弈理论(self-play,SP)和多智能体分层强化学习(mutil agent hierarchical reinforcement learning,MAHRL)的层次决策网络框架。该框架通过结合自身博弈和多智能体强... 为提高无人机在视距内空战中的自主机动决策能力,本文提出一种基于自博弈理论(self-play,SP)和多智能体分层强化学习(mutil agent hierarchical reinforcement learning,MAHRL)的层次决策网络框架。该框架通过结合自身博弈和多智能体强化学习算法,研究了多无人机空战缠斗场景。复杂的空战任务被分解为上层导弹打击任务和下层飞行跟踪任务,有效地减少了战术行动的模糊性,并提高了多无人机空战场景中的自主机动决策能力。此外,通过设计新颖的奖励函数和采用自博弈方法,减少了大型战场环境导致的无意义探索。仿真结果表明,该算法不仅有助于智能体学习基本的飞行战术和高级的作战战术,而且在防御和进攻能力上优于其他多智能体空战算法。 展开更多

关键词 视距内空战 缠斗 自主机动决策 自博弈 分层强化学习 多智能体博弈 分层决策网络 奖励函数设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于深度强化学习的抗感知误差空战机动决策

3

作者 田成滨 李辉 +1 位作者 陈希亮 吴冯国 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期270-282,共13页

在视距内空战机动决策中,以光电传感器和雷达为代表的机载感知设备易受敌方干扰或气象因素等影响,产生态势感知误差。深度强化学习(DRL)在空战机动决策中虽已取得了重要进展,但现有方法并未考虑空战态势感知误差对DRL的影响。由于状态... 在视距内空战机动决策中,以光电传感器和雷达为代表的机载感知设备易受敌方干扰或气象因素等影响,产生态势感知误差。深度强化学习(DRL)在空战机动决策中虽已取得了重要进展,但现有方法并未考虑空战态势感知误差对DRL的影响。由于状态空间是连续且高维的,态势感知误差会影响状态估计的精度和准确性,进而影响DRL的训练速度及决策效果。针对上述问题,提出一种基于门控循环单元(GRU)提取态势特征的近端策略优化算法(GPPO)。首先,在近端策略优化算法(PPO)基础上引入门控循环单元来融合前序态势信息,提取连续态势序列之间的隐藏特征。随后,通过优势态势解算单元压缩DRL的状态空间维度,从而降低训练难度,并设计一种量化优势的奖励塑造(RS)方法来引导DRL训练加速收敛。最后,定义并描述了视距内空战的相对态势模型,通过设计和引入态势感知误差量,搭建具备态势感知误差的空战仿真环境,并在不同感知误差强度及不同敌我初始态势等多种场景下进行仿真对比实验。仿真结果表明:GPPO算法在具备态势感知误差的多种视距内空战场景里均能有效完成空战优势机动决策,使用GPPO和量化优势RS方法的模型训练收敛速度和机动决策性能均显著优于基础强化学习算法,有效提高了无人机面对态势感知误差时的空战机动决策能力。 展开更多

关键词 深度强化学习 视距内空战 机动决策 感知误差 奖励塑造 无人机

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于导弹攻击区的超视距空战态势评估改进 被引量：55

4

作者 吴文海 周思羽 +1 位作者 高丽 刘锦涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2679-2685,共7页

针对超视距空战态势评估模型中态势优势函数构造缺乏定量分析方法的问题,提出了基于攻击区分析的超视距空战态势评估方法。利用该方法,基于某典型空空弹攻击区的仿真计算,讨论了传统超视距空战评估模型中方位角、进入角、速度和高度优... 针对超视距空战态势评估模型中态势优势函数构造缺乏定量分析方法的问题,提出了基于攻击区分析的超视距空战态势评估方法。利用该方法,基于某典型空空弹攻击区的仿真计算,讨论了传统超视距空战评估模型中方位角、进入角、速度和高度优势函数的不足,分析了能量优势函数的不合理性,构造了新的角度优势函数、速度优势函数和高度优势函数,改进了超视距空战态势评估模型。 展开更多

关键词 态势评估 超视距空战 空空导弹攻击区 空中优势

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Memetic算法的超视距协同空战火力分配 被引量：14

5

作者 颜骥 李相民 +1 位作者 刘立佳 张凤霞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1424-1429,共6页

针对超视距多机协同空战中,火力单元采用一次性完全分配原则容易造成资源浪费的问题,采用一种新的火力分配数学模型.该模型带有毁伤概率门限,能够保证在满足毁伤概率门限的前提下,优先保证威胁度大的目标被分配且选择对各目标杀伤概率... 针对超视距多机协同空战中,火力单元采用一次性完全分配原则容易造成资源浪费的问题,采用一种新的火力分配数学模型.该模型带有毁伤概率门限,能够保证在满足毁伤概率门限的前提下,优先保证威胁度大的目标被分配且选择对各目标杀伤概率相对较大的火力单元,使其对目标的毁伤概率平均值达到最大且尽量少地消耗火力单元,从而节省和充分利用火力资源.在此基础上,提出采用以离散粒子群算法为全局搜索策略,以贪婪算法为局部搜索策略的Memetics算法求解协同空战火力分配问题,有效地提高了算法收敛速度、精度.仿真算例验证了模型的优点及Memetic算法的有效性. 展开更多

关键词 超视距 协同空战 火力分配 毁伤概率门限 MEMETIC算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Q-network强化学习的超视距空战机动决策 被引量：24

6

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

编队内协同超视距空战目标分配模型研究 被引量：22

7

作者 肖冰松 方洋旺 +2 位作者 许蕴山 张平 王鹏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1476-1479,共4页

为解决当前目标分配计算量大、难以实时计算的问题,提出了一种针对编队内飞机协同超视距空战的目标分配新模型。该模型根据现代空战以中远距拦射为主要作战任务、编队内飞机之间的距离很小的特点,忽略编队内飞机之间相对目标的距离差异... 为解决当前目标分配计算量大、难以实时计算的问题,提出了一种针对编队内飞机协同超视距空战的目标分配新模型。该模型根据现代空战以中远距拦射为主要作战任务、编队内飞机之间的距离很小的特点,忽略编队内飞机之间相对目标的距离差异,从武器类型的角度建立,从而减小问题解的规模。对某作战想定采用粒子群优化算法对一般目标分配模型和新模型进行了分析比较,结果表明该模型具有计算量小、求解速度快的特点。 展开更多

关键词 武器-目标分配 超视距 协同空战 编队 粒子群优化算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

空战武器体系超视距空战能力指标研究 被引量：24

8

作者 傅攀峰 罗鹏程 周经伦 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期1072-1075,共4页

武器装备体系作战能力是武器装备体系研究中的重要内容,可用于国家武器装备整体实力分析和武器装备体系效能分析,对武器装备发展具有一定的指导意义。明确了武器装备作战能力的概念,分析了武器装备作战能力和武器装备作战效能的关系,及... 武器装备体系作战能力是武器装备体系研究中的重要内容,可用于国家武器装备整体实力分析和武器装备体系效能分析,对武器装备发展具有一定的指导意义。明确了武器装备作战能力的概念,分析了武器装备作战能力和武器装备作战效能的关系,及武器装备体系作战能力的决定因素。重点分析了影响空战武器体系超视距空战能力的载机生存能力、信息支持能力和空战导弹打击能力,并对影响这3种能力的性能指标进行了重要性分析,最终提出了空战武器体系超视距空战的指标结构。 展开更多

关键词 作战能力 超视距空战 空战武器

在线阅读 下载PDF 职称材料

超视距协同空战态势评估方法研究 被引量：17

9

作者 滕鹏 刘栋 +2 位作者 张斌 张同法 白明 《电光与控制》 北大核心 2008年第10期47-50,共4页

针对目前超视距协同空战态势评估非参量法模型的缺点,提出了一种新的非参量法模型。该模型针对超视距协同空战的特点,以双机对飞、导弹互射为主,以载机空战能力、机载导弹武器性能、载机高度及机载雷达的探测距离等性能参数作为主要研... 针对目前超视距协同空战态势评估非参量法模型的缺点,提出了一种新的非参量法模型。该模型针对超视距协同空战的特点,以双机对飞、导弹互射为主,以载机空战能力、机载导弹武器性能、载机高度及机载雷达的探测距离等性能参数作为主要研究对象,分别建立了超视距攻击方式威胁函数、超视距时间威胁函数、超视距高度威胁函数和协同空战能力威胁函数,并采用线性加权法将各种威胁函数进行综合,求得协同空战中的整体威胁态势,作为战术选择、目标分配、火力分配的基础。模型较全面、合理地反映了超视距协同空战的特点。仿真算例验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 超视距 协同空战 威胁函数 态势评估

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于模糊神经网络的超视距空战战术决策研究 被引量：12

10

作者 李锋 孙隆和 佟明安 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期317-322,共6页

超视距空战是随着飞机武器系统的发展而出现的一种新的空战方式。本文在借鉴国外先进系统设计思想的基础上 ,利用模糊神经网络进行自动战术决策研究。通过对典型情况的分析 ,表明网络能够针对空战输入的不确定信息进行正确决策 。

关键词 模糊神经网络 战术决策 超视距空战

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于动态威力场的协同空战态势评估方法研究 被引量：10

11

作者 李战武 常一哲 +2 位作者 杨海燕 寇英信 徐安 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1584-1590 1600,1600,共8页

针对非参量法模型将动态优势与静态优势孤立,表现形式无法直观、连续地体现具体编队的超视距协同空战态势的问题,提出动态威力场的概念将其应用于超视距协同空战态势评估。根据超视距协同空战特点,从战斗机攻击能力、通信能力、探测能... 针对非参量法模型将动态优势与静态优势孤立,表现形式无法直观、连续地体现具体编队的超视距协同空战态势的问题,提出动态威力场的概念将其应用于超视距协同空战态势评估。根据超视距协同空战特点,从战斗机攻击能力、通信能力、探测能力、生存能力、电子干扰能力、协同能力和全向告警能力等方面构建威力势模型。仿真结果表明:此方法能够克服非参量法模型的缺点,能够全面、形象、连续地对超视距协同空战的态势进行评估,且可以有效提高战场决策者的效率和决策的质量。 展开更多

关键词 动态威力场 协同空战 态势评估 超视距

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于攻击区和杀伤概率的视距内空战态势评估 被引量：35

12

作者 顾佼佼 刘卫华 姜文志 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1306-1312,共7页

基于影响空空导弹攻击区和杀伤概率两个作战效能指标的主要态势因素,构造视距内空战态势评估模型。首先对某型近程红外寻的空空导弹的攻击区及导弹杀伤概率与角度、速度等态势因素的相关性进行分析,明确角度、速度等态势因素对它们的影... 基于影响空空导弹攻击区和杀伤概率两个作战效能指标的主要态势因素,构造视距内空战态势评估模型。首先对某型近程红外寻的空空导弹的攻击区及导弹杀伤概率与角度、速度等态势因素的相关性进行分析,明确角度、速度等态势因素对它们的影响关系;基于影响关系构造态势因素优势函数,进行空战态势评估。仿真表明该模型符合现代视距内空战实际,可为视距内空战机动决策提供依据,一定程度上提高了态势评估的真实性。 展开更多

关键词 视距内空战 态势评估 攻击区 杀伤概率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于模糊Petri网的空战战术决策研究 被引量：10

13

作者 史志富 张安 +2 位作者 刘海燕 何胜强 何艳萍 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期63-66,共4页

空战过程中由于空战态势的不确定性,战术决策也应作为一个动态的不确定性决策问题进行研究。针对该不确定性动态决策过程,在分析超视距空战战术决策的基础上,综合利用模糊逻辑理论与Petri网理论的优点,构建了超视距空战机动战术的模糊... 空战过程中由于空战态势的不确定性,战术决策也应作为一个动态的不确定性决策问题进行研究。针对该不确定性动态决策过程,在分析超视距空战战术决策的基础上,综合利用模糊逻辑理论与Petri网理论的优点,构建了超视距空战机动战术的模糊推理规则,提出了超视距空战战术决策的Petri网模型,并对该模型进行了仿真分析。此模型的仿真结果表明该模型能够提高决策的自动化和智能化程度,这是一种快速、实用、直观的方法。 展开更多

关键词 战术决策 模糊PETRI网 模糊推理 超视距空战

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于空域划分的超视距空战态势威胁评估 被引量：18

14

作者 肖亮 黄俊 徐钟书 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1309-1313,共5页

编队超视距空战(BVR,Beyond Visual Range)已成为现代空战的主要模式.在空战优势区域与劣势区域判断的基础上对整个空域进行划分,并给出4种特定空域态势.从空中态势和编队作战能力两方面对空战态势进行分析.使用主成分分析法选取输入变... 编队超视距空战(BVR,Beyond Visual Range)已成为现代空战的主要模式.在空战优势区域与劣势区域判断的基础上对整个空域进行划分,并给出4种特定空域态势.从空中态势和编队作战能力两方面对空战态势进行分析.使用主成分分析法选取输入变量分析编队作战能力,降低评估过程中收集数据的复杂度.应用遗传神经网络对影响BVR各因素进行效能评估,将遗传算法(GA,Genetic Algorithms)与多层前馈(BP,Back Propagation)网络结合,利用GA的全局搜索优化BP网络的结构参数,有效克服BP算法的局部收敛等问题.结果表明:该模型能在综合分析空战各指标后给出红蓝双发的态势评估指标,该模型可有效减少评估中的人为因素,使评估结果更为客观可信. 展开更多

关键词 超视距空战 优势区域 空域划分 态势评估 遗传神经网络 编队协同空战

在线阅读 下载PDF 职称材料

超视距多机协同空战目标分配算法 被引量：41

15

作者 高永 向锦武 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期286-289,共4页

针对未来超视距条件下多机协同空战中的威胁估计与多目标分配,结合超视距空战特点,在综合考虑参战双方飞机性能、几何态势的基础上,提出了一种以参战双方飞机空战效能优势与当前态势优势的加权和为最终结果的超视距空战威胁估计的非参... 针对未来超视距条件下多机协同空战中的威胁估计与多目标分配,结合超视距空战特点,在综合考虑参战双方飞机性能、几何态势的基础上,提出了一种以参战双方飞机空战效能优势与当前态势优势的加权和为最终结果的超视距空战威胁估计的非参量法模型;在威胁估计的基础上,探讨了一种以空战优势函数为依据,多机之间相互配合、相互支援、协同作战过程的多目标分配算法,并进行了仿真.仿真结果证实了算法的有效性. 展开更多

关键词 超视距 空战 目标分配 威胁估计

在线阅读 下载PDF 职称材料

空战多目标攻击决策综述 被引量：23

16

作者 罗德林 吴文海 沈春林 《电光与控制》 北大核心 2005年第4期4-8,共5页

就近年来单机和多机协同空战多目标攻击决策的研究成果进行了总结与分析,指出了有待研究的问题和综合决策研究的优势,提出了应用影响图分析法研究多目标攻击决策问题。可为今后空战多目标攻击决策领域的研究提供综合参考。

关键词 多目标攻击 决策 目标分配/排序 单机/多机协同空战 超视距空战

在线阅读 下载PDF 职称材料

数据链时延对超视距空战影响的分析 被引量：7

17

作者 任培 王文政 +1 位作者 周经伦 罗鹏程 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第14期249-251,共3页

针对超视距空战模型在影响评估方面存在的问题,分析在数据链支持下的超视距空战过程,研究数据链时延对超视距空战的影响,在此基础上,改进现有的先敌发射指数模型以及先敌发射概率模型,并阐述时延对超视距空战中先敌发射概率和毁伤比指... 针对超视距空战模型在影响评估方面存在的问题,分析在数据链支持下的超视距空战过程,研究数据链时延对超视距空战的影响,在此基础上,改进现有的先敌发射指数模型以及先敌发射概率模型,并阐述时延对超视距空战中先敌发射概率和毁伤比指标的影响。实验结果表明,由于时延对作战效果具有较大影响,因此在作战过程中必须加以处理。 展开更多

关键词 数据链 时延 超视距空战 影响机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种新的超视距空战威胁估计非参量法模型 被引量：43

18

作者 高永 向锦武 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期2570-2572,2592,共4页

针对目前超视距空战威胁估计非参量法模型的缺点,提出了一种新的非参量法模型。该模型针对超视距空战以双机迎头飞行、导弹互射为主的特点,以载机空战能力、机载导弹攻击区、不可逃逸区以及机载雷达的搜索区等性能参数和空战双方瞬时几... 针对目前超视距空战威胁估计非参量法模型的缺点,提出了一种新的非参量法模型。该模型针对超视距空战以双机迎头飞行、导弹互射为主的特点,以载机空战能力、机载导弹攻击区、不可逃逸区以及机载雷达的搜索区等性能参数和空战双方瞬时几何态势等作为主要研究对象,建立了各自的优势指数表达式,并采用线性加权法将各优势指数综合,求得空战中的整体优势指数,作为战术选择、目标分配、火力分配的基础。模型较全面、合理的反应了超视距空战的特点。仿真算例验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 超视距 空战 威胁估计 非参量法模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

超视距空战效能指标的仿真实验分析方法 被引量：9

19

作者 董小龙 孙金标 孙乃祥 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2321-2326,2332,共7页

探究作战指标与超视距空战效能之间的定量关系。首先,利用分枝定界法(Sequential Bifurcation,SB)对超视距空战效能指标进行筛选,找到了关键效能指标。其次,实现了2k因子和nk因子的离散化仿真实验分析,对空战效能指标进行了关联性分析... 探究作战指标与超视距空战效能之间的定量关系。首先,利用分枝定界法(Sequential Bifurcation,SB)对超视距空战效能指标进行筛选,找到了关键效能指标。其次,实现了2k因子和nk因子的离散化仿真实验分析,对空战效能指标进行了关联性分析和不确定性分析,并应用OLAP(On-Line Analytical Processing)分析技术完成nk因子仿真实验的多维数据分析。最后,基于单调效能空间的探索性分析方法,获取了红方飞机以一定获胜概率为目标的效能指标空间需求轨迹。利用这些方法得出了一些分析结论,希望能够为武器装备体系的效能指标分析与规划和作战指挥决策提供理论依据。 展开更多

关键词 超视距 空战效能 仿真实验 效能空间 探索性分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

遗传算法和拍卖算法在任务分配中的性能比较 被引量：18

20

作者 吴俊成 周锐 +1 位作者 冉华明 丁全心 《电光与控制》 北大核心 2016年第2期11-15,82,共6页

针对超视距空战中的目标分配问题,从攻击的角度建立我方导弹对敌方飞机的攻击优势模型;从防御的角度建立敌方飞机对我方飞机的威胁模型;根据飞机的作战能力建立飞机的作战效能模型。根据敌方飞机的种类和作战性能,运用上述3种模型建立... 针对超视距空战中的目标分配问题,从攻击的角度建立我方导弹对敌方飞机的攻击优势模型;从防御的角度建立敌方飞机对我方飞机的威胁模型;根据飞机的作战能力建立飞机的作战效能模型。根据敌方飞机的种类和作战性能,运用上述3种模型建立总体的任务分配模型,根据不同的作战方案分别采用遗传算法和拍卖算法对分配模型进行优化求解。通过比较两种算法的分配结果,总结出各自的优缺点以及适用范围,为今后应用提供参考。仿真结果表明:针对不同的作战方案,选用合理的优化算法能更好地完成作战任务。 展开更多

关键词 超视距空战 攻击优势 遗传算法 拍卖算法 任务分配

在线阅读 下载PDF 职称材料