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泉源:UC欧博娱乐网2016-06-13 10:07

择要:

引见了智能迷信技能根本观点和研讨范畴;讨论了反导零碎的根本构成、功用和特性;剖析了反导零碎对智 能迷信技能的需求;提出了智能迷信技能在反导零碎中的使用方法、办法和范畴

  0.弁言
  
  “智能”是“信息”的精美结晶’“智能迷信技能”(IntelligenceScienceandTechnology)是关于“狭义智能”实际办法和使用技能的综合性迷信技能⑴。“智能化”是“信息化”开展的新意向、新阶段。
  
  反导零碎是针对弹道导弹类目的特殊是战术弹道导弹(TacticalBallisticMissile,TBM)的一体化进攻零碎。将来的反导零碎面对的是多种来袭导弹并随同电磁搅扰构成的庞大多变的一体化空袭体系。反导作战是零碎和零碎对立。传统独自一个防空导弹零碎无法摧毁来袭敌方的导弹目的。须接纳具有智能迷信技能的反导零碎与来袭导弹体系停止对立,以到达反导作战目标。
  
  1.智能迷信技能与反导零碎
  
  1.1 智能迷信技能
  
  智能迷信技能研讨工具和范畴包罗天然智能”(NaturalIntelligence,NI);“人的智能”(HumanIntelli¬gence,HI)及其他“生物智能”(BiologicalIntelligence,BI)o可拓展为“人工智能”(ArtificialIntelligence)、“集成智能”(IntegratedIntelligence)、“协同智能”(Co¬operativeIntelligence)和“散布智能”(DistributedIntelli-gence)等。与主动化迷信亲密相干的前沿研讨范畴有以下几类。
  
  1) 盘算智能(Computing Intelligence)。盘算智能是一种模仿生物退化和生物群体的智能化盘算办法。它的根本头脑因此衔接主义和退化主义头脑为根底,模仿生物的细胞免疫、神经细胞网络和生命演化等生物景象,停止信息获取、数据处置和仿生存算的智能算法。盘算智能体系构成[2]如图1所示。
  
  2) 散布式人工智能(Distributed ArtificialIntelli-gence,DAI)与多智能体(Agent)。散布式人工智能是散布式盘算与人工智能联合的后果⑴。DAI次要研讨的题目是各智能体间的合作与对话,包罗散布式题目求解和多智能体零碎(Multi-AgentSystem,MAS)。MAS研讨各Agent间智能举动的和谐,更能表现人类和社会智能,合适开放和静态的庞大零碎。
 
  3) 知识获取学习与人工生命。知识获取是从数据库中获取知识的进程,知识学习是指应用呆板完成知识的主动获取。人工生命是指应用盘算机和精细机器等人工前言天生或组成可以体现天然生命零碎举动特性的仿真零碎或模子零碎。人工生命研讨内容触及生命景象的仿生零碎、人工建模与仿真、退化与学习零碎、人工生命盘算及使用等范畴。
  
  4) 智能控制(Intelligence _Control,1C)。智能控制是控制实际、人工智能、信息论和运筹学相联合的产品[41。目标是进步控制零碎自寻优、自顺应、自学习、.自构造等方面的智能程度,以束缚人类的脑力休息。从差别角度模仿人的智能,发生了差别的智能控制实际的分支,此中有递阶控制、专家控制、含糊控制、神经控制、退化控制、智能集成控制等。
  
  含糊控制(FuzzyControl)是基于含糊逻辑和专家经历施行的控制,不需求树立工具的准确数学模子,是处理庞大零碎控制的一种无效途径。含糊言语靠近人的言语,其控制机理契合人的思想逻辑,具有智能性。
  
  神经控制(NeuralNetworkControl)是神经网络实际和控制实际相联合的产品。神经网络是一种模仿人脑信息处置机制的网络零碎。神经网络具有信息散布式存储、超大范围并行运算才能。神经控制乃至不需求零碎的数学模子,处理“黑箱”零碎的控制题目。
  
  专家零碎(ExpertsSystem)是指基于人类专家知识和经历,停止推理、判别并作出决议计划,处理需求人类专家才干完成的零碎控制。关于庞大零碎的控制,接纳专家零碎可以避开建模的困难,充沛应用人的知识与经历树立控制战略,进步零碎的控制功能。
  
  退化控制是遗传算法与控制实际相联合的产品。遗传算法是模仿遗传选择和天然镌汰的生物退化进程的一种算法,表现了优越劣汰、天然选择的优化头脑。这种算法易学通用,鲁棒性强,适于并行处置,与含糊逻辑及神经网络联合可发生新的智能控制办法。
  
  支持向量机(SupportVectorMachine)办法以统计学实际为根底,具有简便的数学方式、直观的多少表明和精良的泛化才能,防止结果部最优解,可以较好地处理小样本学习题目,已乐成地使用于很多分类和回归题目。
  
  智能集成控制是指一种或多种智能控制技能与传统控制技能综合集成,无机地联合起来,发扬各自的劣势,配合完成零碎的综合控制。将专家零碎、神经网络、含糊控制等多种办法和传统控制办法相联合,扬长避短,将是处理庞大零碎控制题目的无效途径。
  
  1.2 反导零碎
  
  反导零碎因此阻拦弹道导弹,特殊是TBM为根本义务的一体化作战体系。其根本功用是无效地抗击TBM的空袭,维护国度和战区紧张目的的平安。反导零碎是一个庞大零碎,由各个分零碎构成。其分零碎有预警探测零碎、指挥控制零碎、阻拦打击零碎和作战保证零碎等。
  
  1) 探测预警零碎次要由天基、空基、面基等探测预警零碎构成。其根本功用是实时发明、跟踪、监督来袭的TBM,精确测定其地位坐标和活动参数,并经过数据链路向指挥控制零碎和阻拦打击零碎通报。
  
  2) 指挥控制零碎由指挥控制中央、通讯零碎和信息处置零碎构成。指挥控制零碎是反导零碎的中枢和中心,次要起着方案、和谐、指挥和控制反导作战的作用。
  
  3) 阻拦打击零碎由种种阻拦打击武器零碎构成,次要有反导导弹武器零碎、激光武器、高功率微波武器、粒子束武器和动能武器零碎等。这些武器零碎有的部署在天基平台上,有的部署在空基或地基平台上,配合组成对TBM的多层进攻。
  
  4) 作战保证零碎由作战勤务保证、配备勤务保证
  
  和前方勤务保证等子零碎构成。这些保证是反导作战的次要物质根底和依托。由于反导配备庞大、作战举动特别、节拍快,因而其举动中的各项保证显得分外紧张。
  
  只要在美满的反导零碎的支持下,反导作战才干失掉顺遂停止。反导作战的特点体现为网络化、一体化的协同作战方法。
  
  2.智能迷信技能在反导零碎中的使用
  
  2.1反导零碎对智能迷信技能的需求
  
  反导零碎次要抗击的工具是弹道导弹。弹道导弹多用于打击战略战役纵深内的紧张目的,可携带核弹头或惯例弹头,杀伤力大、射程远,从太空飞向目的的再人点高、生活力强,传统的单一空中防空反导零碎难以对实在施无效阻拦。
  
  将来的攻防对立不再是平台与平台之间的对立,而是零碎与零碎之间的对立。为了顺应全体对立,必需冲破传统防空反导作战的款式,增加由于单个防空反导零碎的地位、情况或自身探测器和武器功能带来的范围性,运用智能迷信技能,综合集成种种防空反导作战资源,完成防空反导体系内多作战要素之间的信息共享和综合运用,以构成一集体系配套且多武器协同的智能化反导体系。
  
  2.2盘算智能在反导零碎中的使用
  
  从反导零碎的构成和功用干系上可以看出,从对弹道导弹侦查、预警、发明、辨认、跟踪到发射阻拦弹和杀伤结果评价,均由作战办理/指挥控制通讯零碎(BM/C3I)来一致协同指挥。在BM/C3I零碎中,触及到少量的信息处置、决议计划判别、指挥和谐等任务。可以说bm/c3i零碎是反导武器零碎的中心局部,相称于人的大脑智能零碎。在反导作战时,bm/c3i'零碎需求实时盘算、处置各分零碎和下级指挥中央送来的种种数据,并构成决议计划分发给各分零碎。这一进程的数据盘算任务量十分大,而且要求有较强的及时性,因而,在bm/c3i中可以运用含糊盘算、神经盘算、退化盘算和群体智能等智能盘算办法,来处理BM/C3I零碎中信息及时处置和盘算题目。
  
  2.3散布式人工智能技能在反导零碎中的使用
  
  从防空到反导阅历了3代体系构造,即单一火力单位防空、多层堆叠掩盖和分层会合控制体系。散布式指体系内各武器和设置装备摆设可散布在一个大范畴内的空间各点上,各个点可以设有传统火力单位,武器和设置装备摆设之间在作战时没有牢固必定的从属干系,可依据目的、战场情况、运用战术和摆设状况,随时联合为具有附属干系的暂时作战散布式构造。这种散布式构造空间各点上可以当作是一个智能体(Agent),这个Agent可以是种种范例的预警、目的指示或制导雷达,多辆种种型号的导弹发射车和多个作战办理指挥中央。在散布式人工智能和多智能体技能的办理体制下完成在作战中对某个目的的阻拦,可由某个确定的作战办理指挥中央依据预警信息分零碎提供的信息,指定在反导MAS体系内的几部雷达(智能体)和几辆导弹发射车组成阻拦零碎对目的停止阻拦,包管能应用探测发明目的,应用平台打击目的,完成应用最佳的武器打击最得当的目的。
  
  2.4知识学习与人工生命在反导零碎中的使用
  
  在反导作战进程中或完毕后,接纳知识学习方法,可以在线或离线地对反导作战才能和结果停止评价。经过学习、树立和丰厚知识库,以便在及时或下一次作战中运用。人工生命所触及生物牢靠性机理中,包罗了自律疏散控制、冗余机制、自复制和自修复、自顺应、自构造控制等[6],应用这些仿生智能原理和办法,可以进步反导零碎的牢靠性。使得在反导作战中,当武器零碎遭到毁伤和毁坏时,停止自我复制和修复战备能够。已有文献应用人双目视觉智能成像的优秀特性,将视觉仿生使用于多波段成像扶引头设计中[7]。别的人工免疫零碎[8]的研讨,也为反导体系的建模和控制提供了新的办法。
  
  2.5智能控制在反导零碎中的使用
  
  智能控制实际、办法和技能可以使用在反导零碎和它的多个分零碎中。整个反导体系中可接纳智能控_制的体系构造,如分层分段智能递阶控制构造。在分零碎中特殊是导弹的制导与控制中,智能控制技能使用更为须要和普遍。反导导弹发射后,普通均接纳复合制导体制,在末段少数接纳寻的制导方法,能否拥有智能扶引头乃至可以决议本次目的阻拦的乐成与否。在阻拦弹扶引头上接纳智能化信息处置和控制技能,可以做到目的主动跟踪,准确地将导弹扶引到目的左近,直至完成间接碰撞,进而摧毁目的。已见很多文献描绘了人工神经网络技能、含糊控制技能W、遗传算法W、散布式控制fl2)等智能控制技能_在导弹制导与控制零碎中的使用,为处理导弹智能化控制题目寻求技能途径。
  
  2.6外军反导零碎智能迷信技能使用
  
  美国非常注重反导零碎的研讨和建立。先后抛出了战区导弹进攻方案(TMD)、国度导弹进攻方案(NMD)和弹道导弹进攻方案(BMD),同时尽心尽力地开展弹道导弹进攻零碎。20世纪80年月美国提出了智能卵石反导零碎这是一种集目的探测、跟踪、寻的阻拦为一体的智能化动能武器零碎。智能卵石是一枚摆设在盘绕地球轨道上的天基阻拦弹,当数目添加到数以百枚时,就能组成掩盖次要偏向乃至环球的太空雷场。智能卵石武器零碎由光学探测器、高功能的微型盘算机、动力安装、通讯和导航零碎等构成。当敌方发射弹道导弹后,智能卵石依据预警信息和空中指挥中央的指令,并可与其他智能卵石互相联络,散布式协同作战,搜刮、辨认目的并可反复启动智能卵石上的两组小火箭,精确地把它推向目的,最初以6.5km/s的速率与目的相撞,摧毁目的。智能卵石充沛应用了散布式人工智能技能,是一种发射后不论的全程寻的智能武器。
  
  美国导弹进攻局(MDA)于2007年启动了一个“多目的杀伤飞行器”(MKV)方案,目标是研制一种能同时击毁包罗弹道导弹作战部和钓饵在内的多个目的的单一阻拦器。MKV是一个一弹多头、自主扶引、间接打击的智能阻拦导弹零碎。阻拦弹母弹头依据目的来袭状况,剖析开释出相应的子弹头,各子弹头相称于一个空间智能体,它们之间的干系是平行的,可以互相指挥、和谐控制,表现了多智能体的控制战略。
  
  美国陆军防空反导零碎接纳协同作战的理念,将多种防空反导零碎完成分层设防和混编体制。“末段高层地区进攻零碎”(THAAD)和“爱国者”防空反导零碎,在指挥控制中央的控制下一个THAAD导弹连和一个爱国者导弹营协同作战,构成分层末段弹道导弹进攻体系。爱国者和复仇者/SLAMRAAM混编导弹'营具有中远程防空反导才能。智能化协同作战,完成全方位作战信息及时共享和战场中种种作战资源的综合集成挪用,表现了智能协同控制技能的使用。
  
  纵观列国现有的反导配备,除美国的“扩展中程防空体系”(MEADS)、“末段高层地区进攻零碎”(THAAD)和“爱国者"(PAC-3)构成的混淆防空体系外,另有俄罗斯的“凯旋”C-400、“安乐-2500”地空导弹武器零碎,以色列的“箭-2”导弹进攻体系等。列国在开展弹道导弹进攻零碎时,除了关怀技能的连续性和通用性外,对反导零碎的智能化技能也越来越注重。可以预测,智能迷信技能在反导零碎中的使用将会越来越普遍。
  
  3.完毕语
  
  经过对智能迷信技能的观点和研讨范畴的讨论,明白了反导零碎对智能迷信技能的需求,指出了智能迷信技能在反导零碎中使用的可行性和须要性。在对‘美、俄等兴旺国度反导零碎剖析的根底上,讨论了智能迷信技能在反导零碎中的使用方法、办法和范畴。智能迷信技能在反导配备中的引人必将使武器零碎的综合功能进步到一个新的程度上,使得将来的反导配备持续向一体化、网络化、智能化偏向开展。
 
    李刚,徐林伟,安兴,师颖(空军工程大学导弹学院,陕西三原713800)
 

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