ＲＥＧＩＯＮ ＩＮＦＯ 数字地方 大规模无人系统集群智能控制方法综述 ◆周摘要：目前大规模无人系统发展还不够完善，受３＇ｉｘｇ境因素和任务类型等局限，因此，积极 寻求大规模无人系统集群智能控制方法势在必行，本文将从研究大规模无人系统集群智能控制方 法的意义出发，进而对大规模无人系统集群智能控制方法的发展现状及应用进行深入分析。 香 关键词：大规模无人系统；集群智能控制；局部规则 前言 大规模无人系统在工业、军事等领域的应用日益受到人 们的重视，对于工业领域危险品的监测与处理以及军事领域 敌情的监控与侦查，可以大大降低安全事故以及人员伤亡， 但是由于大规模无人系统还不够成熟，对比较复杂的任务还 不能够有效的进行智能控制，致使国内外学者加大了对大规 模无人监控系统的集群智能控制方法的研究力度，其中生物 集群原理的提出为其打开了新思路，为其大规模无人系统集 群智能控制方法的研究打下了良好的理论基础。 一、集群智能对大规模无人系统的研究意义 集群智能是指在某个群体中存在的众多无智能个体， 通过互相之间的简单合作所表现出来的智能行为。集群智能 源于自然界的生物集群效应，学者们从中受到启发而研究出 来的一种人工智能模式。在自然界，像蚂蚁、鸟类等生物需 要根据迁徙、觅食或繁殖等需要进行长期群体活动，虽然它 们看起来非常渺小，每个个体的力量都很卑微、很薄弱，但 是许多个体叠加起来相互协作却会形成强大的集群效应，被 人们统称为集群智能。从这种集群智能中，我们可以看出群 体内部的个体活动是自发性的，不需要中心的控制及组织， 局部分布协作，并且个体的活动很简单，没有复杂的规则 。正是因为集群智能的这些特点，对大规模无人系统的 研究具有深刻的启发意义，把集群智能的特点合理有效地引 入到大规模无人系统中去，可以使大规模无人系统具有良好 的自发性，不需要中心的控制就可以直接或者间接地进行通 信，局部分布协作控制系统在大规模无人系统中的应用，是 对传统集中控制系统的极大创新与突破，带来了更多新的优 势，可以有效解决大规模无人系统受环境大、任务复杂等因 素影响的局限性，使用范围更加广泛，由此可见，集群智能 对大规模无人系统的研究具有非常重要的意义＿１］。 二、大规模无人系统控制方法研究现状及应用 ２．１局部规则控制方法。局部规则控制方法是集群智能控 制方法的基础，局部规则控制方法的关键在于设计出切实可行 的集群智能控制系统的规则，对集群智能系统的研究有一定的 促进作用，但是由于集群参数是不确定的，必须通过大量的仿 真实验去加以研究和证明，同时集群内部非常活跃，对于参数 取值很敏感，所取参数可能与实际差距较大，通过参数的调节 来完成智能集群控制往往比较复杂且局限性很大，因此，要想 对集群系统有效的控制还需要需求其他科学的方法。 ２．２软控制方法。软控制方法是指保持集群内部个体的 规则不变的基础上，加入一个或者若干个可控智能体，这些 可控智能体虽然本质上是可以控制的，但是一般情况下同其 他个体是一样的，只有在对它下达特殊任务时，它才会不遵 从局部规则，按照命令完成指定任务。事实上，软控制方法 是对局部规则控制方法的继承与发展，在局部控制方法的基 础上，增大若干可控智能体完成人们所规定的任务，这种控 制方法有一定的实际可操作性，为今后大规模无人系统控制 方法的研究有着一定的影响。 ２．３领航控制方法。领航控制法是指通过集群内部领导 着的相关领导，达到集群控制的效果。领航控制方法仍然是 在保持集群内部个体规则不变的基础上进行的，为了使集群 内部的个体控制向智能化方向转变，人工的使集群内少数个 体获得更强大的信息处理功能，领导带动其他个体，从而实 现有效控制。研究表明，领航控制方法是切实有效的，在大 型无人系统控制方法研究中的具有不可替代的意义。 ２．４人工势场控制方法。以往的控制方法都是在局部规 则方法的基础上进行研究的，然而局部规则控制方法的局限 性比较大，很难向集群智能方向转换，也很难与其他个体或 者外部环境相互作用，人工势场能够通过势函数对集群局部 规则的描述，及个体与环境的相互作用，使个体在势函数的 作用下，达到智能控制的效果。人工势场控制方法是控制集 群系统进步而又有效的方法。 结语 局部规则控制方法、软控制方法、领航控制方法以及人 工势场控制方法等相继研究与运用，使得大规模无人系统集 群智能控制方法不断丰富与完善，为工业、军事等方面带来 了极大的便利，相信技术的不断进步，定会带来大规模无人 系统集群控制智能化的新突破。 昏嚣 参考文献 ［１］粱晓龙，孙强，尹忠海，等．大规模无人系统集群智能控制方法综述 Ｕ］．计算机应用研究，２０１５，０１（１２）：１１—１６． （作者单位：陕西电子信息职业技术学院） 信息系统１＝程Ｆ ２０１５．２．２０ １ ９
