人工战争-基于多Agent的作战仿真

目 录 第1章 简介 1.1 CNA的复杂性与作战研究项目的简要历史 1.1.1 基本问题 1.1.2 将新科学应用于战争 1.1.3 战争和复杂性 1.1.4 ISAAC 1.1.5 EINSTein 1.2 背景和动机 1.2.1 兰彻斯特作战方程 1.2.2 人工生命 1.3 模型和仿真：一个启发式的讨论 1.3.1 定义 1.3.2 与现实世界的联系 1.3.3 数学模型 1.3.4 计算机仿真 1.3.5 复杂性的代价是什么 1.4 作战仿真 1.4.1 建模和仿真主计划 1.4.2 人类行为和指挥决策的建模 1.4.3 传统的仿真 1.4.4 建模技术的未来 1.5 基于多Agent的模型和仿真 1.5.1 自治Agent 1.5.2 基于多Agent建模的实质 1.5.3 基于Agent的仿真与传统的数学模型 1.5.4 基于多Agent的仿真与传统的AI 1.5.5 基于多Agent仿真的例子 1.5.6 基于多Agent仿真的价值 1.5.7 基于CA的和其他与EINSTein相关的作战模型 1.6 EINSTein作为更一般的复杂适应系统模型的例子 1.6.1 波斯湾场景 1.6.2 SCUDHunt 1.6.3 社会建模：暴乱和内乱 1.6.4 一般应用 1.6.5 统一行为模式 1.7 开发EINSTein的目标和成果 1.7.1 指挥和控制 1.7.2 模式识别 1.7.3 “如果会怎样”的实验 1.7.4 战争的基本原理 1.8 关于复杂系统的价值论本体 1.8.1 为什么是值 1.8.2 为什么是“价值论本体” 第2章 非线性动力学、确定性混沌和复杂适应性系统：入门指南 2.1 非线性动力学和混沌 2.1.1 简要发展历程 2.1.2 动态系统 2.1.3 确定性混沌 2.1.4 混沌的定性表征 2.1.5 混沌的定量描述 2.1.6 时间序列的预测和可预测性 2.1.7 混沌控制 2.2 复杂适应系统 2.2.1 参考文献 2.2.2 简史 2.2.3 一般性质：一个启发式讨论 2.2.4 复杂性度量 2.2.5 复杂性科学：一种新的世界观 2.2.6 人工生命 2.2.7 元胞自动机 2.2.8 自组织临界 第3章 非线性、复杂性和战争：适用性的八个层面 3.1 方法 3.2 **层：战争复杂性的一般隐喻概念 3.2.1 隐喻是什么 3.2.2 隐喻和战争 3.2.3 隐喻转换 3.3 第二层：政策和策略的通用指南 3.3.1 新隐喻的启示 3.3.2 策略 3.3.3 组织结构 3.3.4 情报分析 3.3.5 战争特征时间尺度的策略制定 3.4 第三层:“常规”战争模型与方法 3.4.1 常规模型的真实性测试 3.4.2 非单调性和混沌 3.4.3 *小化建模 3.4.4 兰彻斯特方程的泛化 3.4.5 军备竞赛模型中的非线性动态性和混沌性 3.5 第四层：战场复杂性描述 3.5.1 源于时间序列数据的吸引子重构 3.5.2 分形与作战 3.5.3 历史数据中是否有战争中存在混沌性的证据 3.5.4 历史数据中是否有自组织临界特性的证据 3.5.5 用复杂系统理论工具来描述战争 3.5.6 用相对信息描述指挥控制过程 3.6 第五层：作战技术的提高 3.6.1 计算机病毒（“计算机作战”） 3.6.2 分形图像压缩 3.6.3 密码系统 3.7 第六层：作战辅助 3.7.1 用遗传算法完善坦克策略 3.7.2 战术决策辅助 3.7.3 分类器系统 3.7.4 如何使用遗传算法 3.7.5 战术图像Agen 3.8 第七层：综合作战环境 3.8.1 基于元胞自动机的作战仿真 3.8.2 基于多Agent的仿真 3.9 第八层：全新的作战概念模型 3.9.1 寄生决斗 3.9.2 渗透理论和指挥与控制过程 3.9.3 开发混沌性 3.9.4 模式识别 3.9.5 火蚁战争 第4章 EINSTein:数学基础 4.1 简介 4.2 设计理念 4.2.1 Agent层次 4.2.2 指导原则 4.3 抽象Agent体系结构 4.3.1 概述 4.3.2 数值的动态性 4.3.3 一般形式 4.3.4 EINSTein中的Agent 4.3.5 动作 4.3.6 特征 4.3.7 局部环境 4.3.8 实例 4.3.9 本体的划分 4.3.10 通信 4.3.11 公理逻辑本体 4.3.12 避免组合性爆炸 第5章 EINSTein：方法论 5.1 程序结构 5.1.1 源代码 5.1.2 面向对象 5.1.3 程序流 5.2 作战引擎 5.2.1 Agent 5.2.2 战场 5.2.3 Agent的感知参数 5.2.4 Agent个性 5.2.5 Agent动作选择 5.2.6 运动决策逻辑标志 5.2.7 元规则 5.2.8 决策逻辑 5.2.9 二义性解决逻辑 5.3 分队 5.4 作战 5.4.1 在1.0及之前版本中的实现 5.4.2 1.1版本及以后版本 5.5 通信 5.5.1 分队间通信权重矩阵 5.6 地形 5.6.1 1.0及之前版本 5.6.2 1.1或之后版本 5.7 搜寻和导航路径 5.7.1 路径搜寻 5.7.2 用户自定义路径的导航 5.8 指挥与控制 5.8.1 局部指挥 5.8.2 下属Agent 5.8.3 实例 5.8.4 全局指挥 附录1：增强型行为选择逻辑 概述 附录2：激活触发器状态 处理触发器状态 附录3：权值计算 基本响应激活函数 两个或多个特征的组合 组合类型Ⅰ 组合类型Ⅱ 组合类型Ⅲ 挤压函数 附录4：通过内部特征空间调整权值 附录5：动作逻辑函数（ALF） 惩罚函数 附录6：Agent行为的预先可视化 研究对Agent行为的直觉 预期行为和涌现行为 第6章 EINSTein:行为样本 6.1 概述 6.1.1 仿真运行模式 6.1.2 观察 6.1.3 行为分类 6.2 案例研究1：兰彻斯特战斗 6.3 案例研究2：传统战斗前线（指南） 6.3.1 数据收集 6.3.2 “what if?”问题 6.3.3 生成适应度景象 6.4 案例研究3：爆炸式冲突 6.4.1 Agent密度图 6.4.2 空间熵 6.4.3 分形维和作战 6.4.4 损耗量 6.4.5 损耗率 6.5 案例研究4：分队对抗 6.5.1 背景 6.5.2 场景定义 6.5.3 武器装备的战技指标 6.5.4 兵力比例经验法则3∶1 6.6 案例研究5：进攻 6.7 案例研究6：防御 6.8 案例研究7：涌动 6.9 案例研究8：非单调性 6.10 案例研究9：自生冲突 6.11 案例研究10：小型穿插 6.12 案例研究11：混合行为 6.12.1 旋进机动 6.12.2 随机防守 6.12.3 通信 6.12.4 局部指挥 6.12.5 全局指挥 第7章 训练Agent 7.1 背景 7.1.1 遗传算子 7.1.2 适应度景象 7.1.3 GA方法基础 7.1.4 GA的工作原理 7.2 GA在EINSTein中的应用 7.2.1 任务适应度度量 7.2.2 适应度函数 7.2.3 遗传算法在EINSTein中的使用 7.2.4 EINSTein中的GA搜索空间 7.3 GA训练实验 7.3.1 GA“训练”实验1（指南） 7.3.2 Agent“训练”实验2 7.3.3 Agent“训练”实验3 7.3.4 Agent“训练”实验4 第8章 结论与思考 8.1 EINSTein仿真系统 8.2 收获 8.3 成果 8.4 确认 8.4.1 EINSTein和JANUS 8.4.2 计算模型联合 8.5 未来工作 8.6 结束语 附录A 其他资源 A.1 通用资源 A.2 复杂适应系统研究资源 A.3 Agent A.4 人工智能 A.5 人工生命 A.6 元胞自动机 A.7 混沌 A.8 复杂性 A.9 冲突和战争 A.10 模糊逻辑 A.11 游戏编程 A.12 遗传算法 A.13 信息可视化 A.14 机器学习 A.15 新闻组 A.16 哲学类资源 A.17 机器人学 A.18 仿真系统 A.19 群体智能 A.20 时间序列分析 附录B EINSTein 主页 B.1 链接 B.2 屏幕截图 附录C EINSTein开发工具 附录D 安装EINSTein D.1 版本 D.2 系统要求 D.3 安装EINSTein D.4 运行EINSTein 附录E EINSTein简明用户指南 E.1 File菜单 E.1.1 Load… E.1.2 Save… E.1.3 Exit E.2 Edit菜单 E.2.1 Combat Parameters… E.2.2 Red Data E.2.3 Terrain E.2.4 Territorial Possession E.2.5 Multiple TimeSeries Run Parameters E.2.6 2Parameter Fitness Landscape Exploration E.2.7 1Sided Genetic Algorithm Parameters E.3 Simulation菜单 E.3.1 交互式运行模式 E.3.2 回放运行模式 E.3.3 多时间序列运行模式 E.3.4 2Parameter Phase Space Exploration E.3.5 单方遗传算法运行模式 E.3.6 Clear E.3.7 Run/Stop Toggle E.3.8 StepExecute Mode E.3.9 Step Execute for T Step... E.3.10 Randomize E.3.11 Reseed Random Number Generator E.3.12 Restart... E.3.13 Terminate Run E.4 Display菜单 E.4.1 数据 E.4.2 转换背景颜色(Toggle Background Color) E.4.3 追踪图 E.4.4 显示所有Agent（默认，Show All） E.4.5 显示所有Agent（高亮受伤者） E.4.6 只显示存活Agent E.4.7 只显示受伤Agent E.4.8 高亮显示单个分队 E.4.9 高亮显示指挥结构 E.4.10 活动图 E.4.11 前线视图 E.4.12 杀伤域图 E.4.13 领地占有图 E.4.14 缩放(Zoom) E.5 OntheFly Parameter Changes菜单 E.6 Data Collection菜单 E.6.1 Toggle Data Collection On/Off E.6.2 Set All E.6.3 Capacity Dimension E.6.4 Force Sizes E.6.5 CenterofMass Positions E.6.6 ClusterSize Distribution E.6.7 Goal Count E.6.8 Interpoint Distance Distributions E.6.9 NeighborNumber Distributions E.6.10 Spatial Entropy E.6.11 Territorial Possession E.6.12 MissionFitness Landscape(2Parameter)… E.6.13 Calculate Capacity Dimension(Snapshot at time t) E.7 Data Visualization菜单 E.7.1 2D Graphs（二维图形） E.7.2 3D Graphs（三维图形） E.8 Help菜单 E.8.1 Help Topics E.8.2 About EINSTein... E.9 工具栏 E.9.1 工具栏含义 附录F EINSTein1.0（及之前）版本与1.1（及之后）版本的区别 F.1 工具栏和主菜单 F.2 主菜单的Edit选项和对话框 F.2.1 Agent参数 F.2.2 编辑地形类型 F.2.3 与作战有关的对话框 F.2.4 主菜单Simulation选项/对话框 F.2.5 主菜单Display选项 F.2.6 鼠标右键操作 附录G EINSTein的数据文件 G.1 1.0以及之前版本 G.1.1 输入数据文件 G.1.2 作战Agent输入数据文件 G.1.3 运行文件（RunFile） G.1.4 地形输入数据文件 G.1.5 地形可修改的Agent输入数据文件 G.1.6 武器输入数据文件 G.1.7 双参适应度景象输入数据文件 G.1.8 单边遗传算法输入数据文件 G.1.9 通信矩阵输入数据文件 G.1.10 分队间互连矩阵输入数据文件 G.1.11 输出数据文件 G.2 1.1或之后版本 参考文献