基于演化博弈的社团网络无人集群协同机制禹明刚1,2,陈瑾2*,何明1*,刘学达1,张东戈11.中国人民解放军陆军工程大学指挥控制工程学院,南京210007;2.中国人民解放军陆军工程大学通信工程学院,南京210007*E-mail:chenjin99@263.net;paper_review@126.com收稿日期:2021-08-04;接受日期:2021-10-14;网络版发表日期:2022-08-09科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目(编号:2018AAA0102303)、国家自然科学基金项目(批准号:71901217)、国家社会科学基金项目(编号:19BXW117)和陆军工程大学理论创新工程项目(编号:KYZYJQZL2101)资助摘要智能化协同的无人集群作战日益成为一种重要的作战方式,机制设计则是集群自主协同得以实现的重要途径.结合无人集群作战的组织规律与业务逻辑,探索自主协同的特点与规律,已成为当前军事学领域研究焦点之一.本文首先剖析军事需求,提出无人集群自主协同行为分析框架,包括群智涌现、信息网络构建、协同机制设计;其次,结合分析框架,针对群体系统动力学、基于博弈的群体协同、复杂网络上的合作演化对集群协同领域国内外前沿研究展开综述;进而,设计无人集群社团信息网络,构建基于多元公共品演化博弈的集群合作演化模型,并给出社团结构上集群的演化动力学过程;最后,仿真分析集群规模、网络特性、成本及收益等相关参数对集群协同行为的影响,并给出集群作战中协同管控的方法.所得结论,可以为无人集群作战协同模式设计和战斗力生成提供理论借鉴和决策支持.关键词无人作战集群,演化博弈,社团网络,合作演化机制1引言近年来,智能化、无人化作战概念及技术不断成熟,无人作战平台(装备)凭借其成本低廉、易于大规模部署、编组灵活等诸多优势,越来越多地走入实际战场.智能化协同的无人集群作战是未来战争的重要内容[1].无人集群作战是多个异构无人平台通过能力互补和行动协调,实现单个平台的任务能力扩展及集群的整体作战效能提升[2].无人集群作战,对多平台间的“相互协同”提出了极高的要求.目前,实现无人集群协作,主要有集中式控制和分布式自主控制两种方式.在战场复杂电磁环境下,通信不畅甚至通信失效是常见的现实风险[3],此时,集中控制方式将可能失效,无人集群需要根据战场态势临机完成自组织、自协同,以继续遂行既定作战任务.此外,在瞬息万变的战场环境下,意外突发状况随时出现,此时若对每个无人平台进行微观管理,将使人员、通信等不堪重负,即响应性的控制大量无人平台将超过人类目前的技术、认知、决策能力,作战行动极有可能面临失败.因...
