基于公共品博弈的无人机集群自主协同机制

无人机集群自主协同作战是未来战争的重要作战样式,自主协同机制研究有利于揭示无人机集群协同形成与演化规律,为无人机集群作战应用提供理论支撑。首先构建无人机集群信息交互网络,定义基于拓扑势的无人机交互等级。通过分析无人机集群自主协同与演化博弈的映射关系,建立基于公共品博弈的无人机集群演化博弈模型,设计基于交互等级的无人机集群总体期望收益函数、平均期望收益函数和愿景更新动态策略更新机制。利用马尔可夫链定量描述无人机集群演化过程,并理论推导了表征无人机集群演化博弈平稳分布的平均丰度函数。通过仿真验证基于公共品博弈的无人机集群自主协同机制的可行性和有效性,并分析选择强度、交互收益系数、增益因子与愿景水平等参数变化对无人机集群协同行为的影响,为无人机集群自主协同参数调控设计提供理论支持。研究结果表明:所提自主协同机制相较于提供点机制、惩罚机制能更大程度促进无人机集群合作涌现,为无人机集群自主协同理论向作战应用提供技术支持。