基于Agent的建模,既是涉及復雜適應系統(tǒng)理論和人工智能科學的新興交叉領域,也是仿真科學與技術的熱點研究領域;贏gent的作戰(zhàn)建模,作為基于Agent建模的軍事應用,為解決復雜作戰(zhàn)系統(tǒng)建模難題提供了新途徑。
《仿真科學與技術及其軍事應用叢書:基于Agent的作戰(zhàn)建模》分緒論、基于Agent作戰(zhàn)建模的相關概念、基于Agent的作戰(zhàn)建?蚣、作戰(zhàn)Agent模型、多Agent作戰(zhàn)交互行為模型、基于Agent的作戰(zhàn)建模VV&A、基于Agent的作戰(zhàn)建模平臺、基于Agent的作戰(zhàn)建模案例、基于Agent的網絡中心戰(zhàn)建模領域新挑戰(zhàn)等9章,全面系統(tǒng)地研究了基于Agent作戰(zhàn)建模的理論、方法、技術及應用。主要內容不僅是國內外本研究領域進展的體現(xiàn),而且是作者近10年來作戰(zhàn)建模研究的匯集,是作者負責的國家自然科學基金項目和多個相關軍隊科研項目成果的反映。
《仿真科學與技術及其軍事應用叢書:基于Agent的作戰(zhàn)建!房勺鳛楦叩仍盒7抡婀こ虒I(yè)本科及相關專業(yè)研究生教學用書,也可供廣大仿真建模研究人員參考。
李雄,男,1975年9月生,湖南湘陰人,專業(yè)技術上校,工學博士,裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系教授,博士生導師。
兼任中國系統(tǒng)仿真學會青年工作委員會委員、離散系統(tǒng)仿真專業(yè)委員會委員。總裝備部“雙百計劃”青年科技英才培養(yǎng)對象,享受軍隊優(yōu)秀專業(yè)技術人才二類崗位津貼,獲軍隊院校育才獎銀獎、全國百篇優(yōu)秀博士學位論文提名獎。
主要從事裝備作戰(zhàn)與保障建模、軍事管理系統(tǒng)工程等領域研究。主持完成國家自然科學基金項目、軍隊科研項目等10余項,獲全軍裝備理論研究優(yōu)秀成果獎1項,軍隊科技進步二等獎2項、三等獎6項;主編、參編出版論著7部,第一作者發(fā)表論文100余篇(SCI收錄10篇、El收錄23篇、ISTP收錄8篇)。
第1章 緒論
1.1 作戰(zhàn)與作戰(zhàn)系統(tǒng)
1.1.1 現(xiàn)代條件下作戰(zhàn)及其特點
1.1.2 作戰(zhàn)系統(tǒng)的相關概念
1.2 作戰(zhàn)建模及其基本方法
1.2.1 作戰(zhàn)建模的基本概念
1.2.2 作戰(zhàn)建模的基本方法
1.3 作戰(zhàn)建模中的復雜性問題
1.3.1 復雜系統(tǒng)、作戰(zhàn)復雜性及復雜作戰(zhàn)系統(tǒng)
1.3.2 復雜作戰(zhàn)系統(tǒng)建模的新需求
第2章 基于Agent作戰(zhàn)建模的相關概念
2.1 Agent
2.1.1 Agent定義
2.1.2 Agent分類
2.2 多Agent系統(tǒng)
2.2.1 多Agent系統(tǒng)概念
2.2.2 多Agent系統(tǒng)應用
2.3 基于Agent的建模
2.3.1 基于Agent的建模概念
2.3.2 基于Agent的建模應用
2.4 基于Agent的作戰(zhàn)建模
2.4.1 基于Agent的作戰(zhàn)建模概念
2.4.2 基于Agent的作戰(zhàn)建模應用
第3章 基于Agent的作戰(zhàn)建?蚣
3.1 基于Agent的作戰(zhàn)建模過程
3.1.1 基于Agent的作戰(zhàn)建模過程概述
3.1.2 MaSE方法視角下的建模過程
3.1.3 AUML方法視角下的建模過程
3.1.4 角色模型方法視角下的建模過程
3.1.5 組織模型方法視角下的建模過程
3.2 基于Agent的作戰(zhàn)建模仿真系統(tǒng)體系結構
3.2.1 基于Agent的作戰(zhàn)建模仿真設計模式
3.2.2 基于Agent的作戰(zhàn)建模仿真系統(tǒng)總體框架
3.3 基于Agent的作戰(zhàn)建模仿真控制體系結構
3.3.1 基于Agent的作戰(zhàn)建模仿真控制框架
3.3.2 基于Agent的作戰(zhàn)建模仿真控制功能描述
第4章 作戰(zhàn)Agent模型
4.1 作戰(zhàn)Agent的形成過程
4.1.1 作戰(zhàn)Agent形成的一般過程
4.1.2 作戰(zhàn)組織體系結構分析
4.1.3 作戰(zhàn)任務層次性及求解條件
4.1.4 作戰(zhàn)Agent模型的形成
4.2 任務層次、實體級別與Agent粒度分析
4.2.1 任務層次及任務分解、分配
4.2.2 實體的級別及聚合/解聚
4.2.3 任務層次、實體級別與Agent粒度的一致性
4.3 作戰(zhàn)Agent的推理機制及心智狀態(tài)
4.3.1 作戰(zhàn)Agent的推理機制設計
4.3.2 作戰(zhàn)Agent的心智狀態(tài)描述
第5章 多Agent作戰(zhàn)交互行為模型
5.1 多Agent作戰(zhàn)交互行為概述
5.1.1 多Agent交互關系
5.1.2 多Agent作戰(zhàn)交互行為組織結構
5.2 多Agent作戰(zhàn)協(xié)作模型
5.2.1 多Agent協(xié)作概述
5.2.2 面向聯(lián)合意圖的多Agent協(xié)作
……
第6章 基于Agent的作戰(zhàn)建模W&A
第7章 基于Agent的作戰(zhàn)建模平臺
第8章 基于Agent的作戰(zhàn)建模案例
第9章 基于Agent的網絡中心戰(zhàn)建模領域新挑戰(zhàn)
參考文獻
19世紀末和20世紀初,沙盤主要用于軍事訓練,第一次世界大戰(zhàn)后,才在實戰(zhàn)中得到廣泛運用。沙盤,是根據(jù)地形圖、航空相片或實地地形,按一定的比例關系,用泥沙和其他材料堆制的模型。借助于實測地圖的準確數(shù)據(jù),可以制作地形沙盤模型,實現(xiàn)對實際地形的比例復制,而使用各種實物模型象征著實際地物,從而完成作戰(zhàn)雙方的兵力部署,繼而推演雙方戰(zhàn)場態(tài)勢的發(fā)展變化。
隨著電子計算技術的發(fā)展,出現(xiàn)了模擬戰(zhàn)場態(tài)勢的新技術,為研究作戰(zhàn)提供了新的手段。電子沙盤應運而生,它通過真實的三維地理信息數(shù)據(jù),利用先進的地理信息技術,能實時動態(tài)查找每一個點的地理信息,如三維坐標、高度、坡度、河流、道路及各種人工軍事工程與設施等信息。
3.兵棋推演方法
兵棋實際上是一種策略游戲,被稱為戰(zhàn)爭游戲。最原始的兵棋可以算是沙盤模擬。兵棋不同于沙盤之處在于它需要設置實際的數(shù)據(jù),如地形地貌對于行軍的限制和后勤的要求,不同的軍兵種和武器裝備的戰(zhàn)斗力,不同規(guī)模和軍兵種間的戰(zhàn)役的傷亡數(shù)據(jù)等。有了這些數(shù)據(jù),就相當于有了游戲規(guī)則的限制,然后游戲雙方通過排兵布陣的調度,進行模擬的戰(zhàn)爭游戲。
兵棋推演的歷史可以溯源到4500年前,中國人開始使用石塊和木條等在地面上對弈的方法演示陣法、研究戰(zhàn)爭。為了訓練雙方指揮員智力,將部隊編制形象地表示為車、馬、炮、卒、士、象、帥、將、王、后等棋子,將地形描述為河川堡壘等,將部隊行動抽象為若干規(guī)則,發(fā)明了模擬作戰(zhàn)的兵棋,如中國象棋、圍棋等,成為一種雙方斗智的游戲。古老的中國圍棋僅有黑、白兩種棋子,卻體現(xiàn)了包圍、聲東擊西、突入敵陣、追擊、撤退、棄子等全局思想和作戰(zhàn)原理。
現(xiàn)代類型的兵棋由馮·萊斯維茨于1811年發(fā)明,它通常包括一張地圖、推演棋子和一套規(guī)則,通過回合制進行一場真實或虛擬戰(zhàn)爭的模擬。地圖一般是真實地圖的模擬;推演棋子代表各個實際參加作戰(zhàn)的戰(zhàn)斗單位;規(guī)則是按照實戰(zhàn)情況并結合概率原理設計出來的裁決方法。1816年,馮·萊斯維茨的兒子約翰·馮·萊斯維茨中尉在斯德丁第二炮兵大隊表演了他改進過的這種推演方法,從此兵棋作為軍官訓練和計劃作戰(zhàn)的一種新手段在普魯士步入正軌。到19世紀末葉,兵棋推演得到廣泛應用。特別是在第一次世界大戰(zhàn)期間,兵棋推演已進入歐美一些國家軍隊院校課程教學。
20世紀末以來,隨著信息技術的進步,使用具有計算快速、數(shù)據(jù)統(tǒng)計精準的計算機系統(tǒng)進行推演成為兵棋推演的主要發(fā)展方向。計算機兵棋推演首先將作戰(zhàn)部隊的體制編制、武器系統(tǒng)、戰(zhàn)術行為等逐一量化,換算成參數(shù)輸入計算機數(shù)據(jù)庫中;推演過程中,調用作戰(zhàn)雙方的各類參數(shù)及戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù),模擬交戰(zhàn)進程。
4.實兵演習方法
實兵演習,是為了達到研究戰(zhàn)爭目的,在實際環(huán)境下,有真實兵力參加的作戰(zhàn)模擬。實兵演習是一種具有悠久歷史的作戰(zhàn)模擬方法,它伴隨著戰(zhàn)爭的出現(xiàn)而產生,隨著戰(zhàn)爭實踐和武器裝備的發(fā)展而發(fā)展。早在原始社會晚期就出現(xiàn)了實兵演習的萌芽,夏、商時期人們常以圍獵形式組織實兵演習,從春秋戰(zhàn)國時期開始人們常組織實施各種實兵對抗演習,研究多種戰(zhàn)術戰(zhàn)法。
實兵演習區(qū)別于其他模擬方式的關鍵在于“真實性”。實兵演習以滿足實戰(zhàn)要求為其根本出發(fā)點,以現(xiàn)實的軍事斗爭情況為基礎和依據(jù),演習的情景和行動逼真、貼近實戰(zhàn),能使首長、機關的實際組織指揮能力和部隊的實際作戰(zhàn)能力,都得到比較充分的鍛煉。由于是最接近實戰(zhàn)的模擬形式,實兵演習至今仍是部隊提高官兵軍事素質的重要途徑。
但由于動用真實的部隊、武器裝備,實兵演習還有幾個固有缺陷難以克服:①籌劃、組織、實施和保障都非常復雜;②耗費時間、資源、財力都很大;③傷亡難以控制和確定;④裁決也帶有較高的主觀性。因此,實兵演習通常主要是在戰(zhàn)術層次和有限的戰(zhàn)役層次上組織實施。
5.圖上作業(yè)方法
圖上作業(yè)是運用標繪在簡易地圖上的不同顏色、不同形狀的符號、圖形、器具分別表示模擬對抗雙方的指揮所、兵力所在地、主攻助攻方向、障礙物等,而在圖上對對抗雙方作戰(zhàn)企圖進行判別推演的一種方法,F(xiàn)在這種方式在作戰(zhàn)模擬推演過程中,尤其是在作戰(zhàn)組織計劃階段仍然廣泛使用,各種符號也主要演化為現(xiàn)在軍隊使用的各種軍標符號。
圖上作業(yè)首先是要進行地形略圖的繪制,標上作戰(zhàn)地區(qū)要出現(xiàn)的村莊、道路、水系、橋梁、森林等;其次是戰(zhàn)術標圖,將敵情、我情、首長決心和戰(zhàn)斗經過情況等標繪于圖上,以供及時了解敵情變化,明確作戰(zhàn)部署和戰(zhàn)斗進程。圖上作業(yè)的關鍵是熟練使用軍標符號,根據(jù)地圖判斷敵我位置,標記進軍路線,測量距離,推算火炮范圍角度以及火力網銜接范圍等方面內容。
在單方進行的圖上作業(yè)中,對陣雙方由單方局中人扮演,交替地代表雙方考慮指揮控制、兵力調度、戰(zhàn)法運用等問題。雙邊圖上作業(yè)用于模擬雙方軍事對抗。在開放式雙邊圖上作業(yè)中,對陣雙方圍在同一地圖前,在能相互了解對手的情況下進行推演。封閉式雙邊圖上作業(yè)模擬近似于實戰(zhàn)情況,對陣雙方均必須等待來自控制人員的反饋信息來了解戰(zhàn)場態(tài)勢,并據(jù)此作出反應。
……