大规模机器人集群空地协同决策仿真指挥台 —— 项目总结报告

大规模机器人集群空地协同决策仿真指挥台 ------ 项目总结报告

异构无人集群（巡飞无人机 × 自爆机器狗）在城市/林区想定下对连级防御阵地的分布式任务分配与协同打击仿真平台

交付形态：单文件纯前端 HTML，双击即运行，无需任何服务器与依赖

版本：v12（通信网络分析）· 代码规模约 3400 行（sim.js 1931 / app.js 1060 / style.css 296 / index.html 114）

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1. 应用背景

1.1 想定设定

本作训想定设定在一片 60 km × 60 km 的混合地形作战区域：西北象限为天然林区（波浪形林缘、界河分界，无道路、有遮蔽），其余为连绵城市群------含一座密集老城区（敌防御核心，位于 (45, 43) 附近、半径 8 km），由 3 条环路 + 10 条放射干道 + 外围方格街区路构成路网。

红方（守方）：一个美军混编连级防御阵地，初始 37 个作战实体，具备分层反无人机体系：

• 野战防空雷达 3 部（探测半径 20~24 km，按时间表开机轮换，其中 1 部与哨兵雷达阵地实体绑定，可被 SEAD 摧毁下线）；
• DE M-SHORAD 50 kW 激光防空车 1 辆（Stryker 底盘，探测 8 km / 交战 3.5 km，打了就跑）；
• 机械化分队：5 辆 Bradley 步战车（中甲）、5 辆 Stryker 运兵车、2 辆装甲输送车、1 辆侦察车（均配机炮，反地面）；
• 步兵班 15 个（陆军 5 个 + 陆战队 10 个，含城区南侧 3 支侦察巡逻班，每班配 1 台 Stryker 随车护卫），配班级反无人机套件：被动 RF 侦测告警（2 km）、手持干扰枪（1.5 km）、轻武器（对空 0.5 km / 对狗 0.6 km）；
• 高价值固定目标：迫击炮、榴弹炮、哨兵雷达阵地、后勤仓库、油料库、指挥所（TOC）；
• 补给车队：不定时从城区东侧驶入的卡车纵队（动态新增目标）。

蓝方（攻方）：一个异构自杀式无人集群，从西南角基地（5, 5）出动：

• 巡飞无人机 30 架：兼顾高空侦察（3 km 高度）、低空巡逻与自杀攻击（重型战斗部，毁伤 3.0），低空可借地形遮蔽规避雷达；
• 自爆机器狗 10 台：从两个潜伏点（老城区南缘 A / 林区 B）出发，沿路网渗透（毁伤 2.0），受机炮与轻武器威胁，但免疫雷达------雷达只交战空中目标。

核心战术矛盾 ：集群没有中心节点、通信半径有限（默认 15 km 且可调）、敌方有电子干扰与硬杀伤手段。任务分配必须在完全分布式、允许信息不一致的条件下完成，并在激光接战速率限制、雷达开机轮换、装甲防护差异等约束下涌现协同行为（齐射过饱和、多狗齐爆、SEAD 时序协同）。

1.2 研究动机与用途

1. 算法验证床：检验 CBBA（基于一致性束的拍卖算法）在异构平台、动态目标、通信降级、电磁干扰下的收敛性与鲁棒性；
2. 战术概念推演：验证"协同饱和攻击""空地时序协同（雷达真空窗口利用）"等概念能否从分布式规则中自组织涌现，而非集中式编排；
3. 威胁建模沙盘：量化班级反无人机套件、激光定向能武器、机炮火力伞对集群交换比的影响；
4. 指挥所人机接口演示：效能评估、单机透视、通信网络分析等可视化能力，支撑"人在环上"的观察与调参研究。

1.3 交付形态

单一 HTML 文件（集群决策仿真指挥台.html，约 151 KB），全部逻辑内联，浏览器双击即运行。左侧面板控制推演与想定配置（种子/规模/通信半径实时可调），中央为二维态势地图（Canvas），右侧为事件日志 / 效能评估 / 认知层 / 时序曲线四个标签页，点选任意单位弹出透视面板。同种子完全可复现。

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2. 数学模型（分布式任务分配与 CBBA）

2.1 问题形式化

设智能体集合 A = U ∪ G：无人机 U = {1,...,30}，机器狗 G = {100,...,109}。任务集合 T 随时间演化：

• 巡逻任务 SEC-0...SEC-k（k = max(6, ⌊N_uav/4⌋)，价值 3.0，环形布设于战区中环/外环）；
• 侦察任务 SCOUT（高空凝视点 (30, 30, 3)，价值 6.0）；
• 攻击任务 TGT-*：由感知动态发现（无人机高空视距 45/18 km，低空 8/4 km；机器狗地面视距 3 km），价值 3~9，可因目标机动而位置漂移、因打击而关闭；
• 派生槽位任务 （v8）：攻击任务的协同副本------无人机齐射位 #S/#T、机器狗协同位 #C/#D/#E，与母任务同位置同价值，复用同一拍卖协议独立竞拍。

目标：在无中心节点、部分连通、信息异步且允许不一致的条件下，最大化累计任务收益（摧毁价值），同时控制平台损耗。这是一个带通信约束、动态任务集、平台异构可行域（狗只能攻击、无人机全能）的在线分布式分配问题。

2.2 CBBA 架构

每机 a 维护两个本地数据结构（无全局视图）：

• 任务知识库 tasks: Map<tid, Task>------Task = (类型, 位置, 价值, 状态, 时戳, 装甲, 单位类型)；
• 竞价表 winners: Map<tid, {bid, winner, ts}>------该机所知的每个任务的当前最高出价、胜出者与时间戳。

每 tick 以概率 P_ACT = 0.6 激活（异步拍卖，避免同步震荡），激活时执行：

1. 清理：剔除胜出者已阵亡、任务已关闭/过期的竞价条目；
2. 派生槽位生成：满足条件的攻击任务派生齐射/协同位（见 2.7）；
3. 本地出价 ：对每个开放任务计算出价 b，若 beats(b, 当前条目) 则写入竞价表（自我占位）；
4. 任务选择：取本机胜出的最高出价任务；换任务需满足迟滞条件（见 2.6）；
5. gossip 共识（见 2.5）：与通信范围内的邻居合并竞价表与任务库。

beats(b, e) 规则：b > e.bid 胜出；平局（|Δ| ≤ 1e-9）取编号小者------与 merge 规则一致，保证全网对同一对 (bid, winner) 的判定收敛到同一结果。

2.3 出价函数

攻击任务的统一出价形式（无人机）：

b = β·(V + B_sead)·epk·p_surv  −  α·C_atk·d  −  γ·C_exp·expo  −  C_drone·(1 − p_surv)

其中各符号与默认参数（均可被认知层在线调整）：

符号	含义	取值
β (beta_value)	任务价值权重	1.0 ∈ 0.1, 5
V	任务价值	3 ~ 9
B_sead	SEAD 加成（激光车/哨兵雷达 +4.0）	4.0
epk	期望毁伤概率（见下）	0 ~ 0.9
p_surv	抵达目标点的生存概率（解析估计）	0 ~ 1
α (alpha_dist)	航程代价权重	1.0，C_atk = 0.04
d	直线距离（无人机）/ 路网通行时间（机器狗，Dijkstra 距离场）	km
γ (gamma_exposure)	暴露风险权重	1.0，C_exp = 6.0
expo	目标点威胁暴露（见 2.4）	≥ 0
C_drone·(1−p_surv)	平台期望损耗代价，C_drone = 6.0	---

期望毁伤概率 epk：攻角先验 × 装甲条件毁伤概率的期望------

epk(armor) = 0.5·pk_top + 0.3·pk_side + 0.2·pk_front

装甲	攻顶 50%	侧击 30%	正面 20%	epk	机器狗 pk
软目标	0.90	0.90	0.90	0.90	0.95
轻甲	0.90	0.60	0.30	0.69	0.95
中甲	0.85	0.50	0.00	0.575	0.85
重甲	0.60	0.30	0.00	0.36	0.70

生存概率 p_surv（解析式）：激光车按交战周期折算，cycles = (3.5/0.18)/(5+6) ≈ 1.77 个交战周期，p *= (1−0.75)^cycles；干扰区每处 ×0.95。机器狗版本按暴露时间折算：ticks = cover·rng/DOG_SPEED，p *= (1−CANNON_P)^ticks 等，cover 为地形遮蔽系数。

硬约束（不满足则出价 = RELEASE = −1e9，即弃权）：油量不足以往返（d·0.0012 估计油耗 + 保留油量）、epk < min_pk、p_surv < 1 − risk_threshold（个人风险阈值，默认 0.60）、距上次对账超过 150 tick 的情报栅栏（仅无人机）、协同槽位自排斥（同机不得占同目标多个槽位）。

侦察/巡逻任务 为简化变体：侦察 = β·V − α·C_dist·d − γ·C_exp·expo(高点)；巡逻 = β·V − α·C_dist·d − δ·C_coh·coh，其中 δ（delta_cohesion = 0.5）为编队内聚项，惩罚远离机群质心的分配，天然形成扇区聚拢。

2.4 威胁暴露模型（出价的环境项）

expo(p) = Σ_雷达开机 [ f_sead·(1 − d/r_rng) + (d < r_avoid ? f_sead·5.0 : 0) ]
        + Σ_激光车 (d<3.5) (1 − d/3.5)
        + Σ_干扰枪 (d<1.5) 0.3·(1 − d/1.5)

空地时序协同（v8）：f_sead 为 SEAD 时序折扣------当某雷达的关联实体已有 SEAD 打击在途且最小 ETA < 120 tick（10 分钟）时，该雷达的威胁贡献 ×0.3。即：集群"知道"雷达即将下线，提前利用雷达真空窗口规划攻击航线。ETA 由各平台实时估计（无人机直线距离/速度，机器狗路网距离/速度），每 tick 取最小值。

2.5 gossip 共识协议

每 tick，所有存活且未返航的平台构成潜在通信图。边 (i, j) 存在的条件（v11/v12 起与可视化图层严格同语义）：

d(i,j) ≤ min(R_i, R_j)   （R = 分平台通信半径，默认 15 km，UI 可调 2~30 km）
i 非静默待机；i、j 均不在任一干扰枪 1.5 km 覆盖内

发送方以概率 p 发送（高空 0.60 / 低空 0.20，模拟低空链路遮挡），载荷为增量 ：自上次发送以来变化过的竞价条目（dirty_w）与任务条目（dirty_t），外加已知阵亡名单（死亡信息另有 10 tick 泛洪延迟的全网公开机制兜底）。接收方合并规则 merge_entry：

1. 同一胜出者 → 取时戳新者；
2. 不同胜出者且出价不同 → 取出价高者；
3. 出价平局 → 取编号小者（全局确定性平局裁决）。

释放（RELEASE = −1e9）作为"墓碑"参与同样的合并，保证任务释放能在全网传播而不被旧的高价条目复活。该合并规则满足 CBBA 共识阶段的收敛性要求：对有限任务集，只要通信图在时间上联合连通，各机竞价表最终一致。

2.6 稳定性机制

异步拍卖 + 部分连通网络天然带来任务抖动，三层机制抑制：

• 迟滞切换：换任务要求新任务出价 > 当前任务出价 × 1.15（HYSTERESIS），且当前任务持有满 40 tick（MIN_HOLD）；
• 异步激活：每 tick 每机仅 0.6 概率参与拍卖，打散同步竞拍；
• 增量同步 + 定期全量：dirty-set 增量 gossip，每 200 tick 强制全量重播所有开放攻击任务，修复长期失联造成的知识库漂移。

2.7 派生槽位拍卖：协同行为的协议化（v8 核心）

协同不引入新的协商协议，而是把协同编译为 CBBA 的虚拟任务槽位：

无人机齐射位（过饱和攻击） ：目标处于在役激光车交战包线内（3.5 km + 1.5 机动余量）时，自动派生 TGT#S、TGT#T 两个齐射位。激光单周期只能接战一机（驻留 5 tick + 冷却 6 tick），三机同步突入必有漏网。齐射位出价的关键修正是以编组存活率替代个人存活率评估可行性：

p_grp = 1 − (1 − p_surv)³        （3 机编组至少 1 机抵达的概率）
b_salvo = [β·(V+B)·epk·p_grp − α·C·d − γ·C_exp·expo·p_grp·0.5 − C_drone·(1−p_surv)] × 0.8

风险阈值豁免（个人 p_surv 再低也可竞拍齐射位），但代价项仍按个人死亡率计------鼓励编组而不盲目送死。得主在 4.2 km 集结环（激光包线之外，集结点被自动钳制推出包线）的固定相位角就位，满编 3 机或等待满 180 tick（≥2 机）即闭锁同步突入；等待超 360 tick 弃组并冷却 600 tick 防止死锁。

机器狗协同位（饱和齐爆） ：中甲/重甲或价值 ≥ 5 的任务派生 #C；价值 ≥ 8 追加 #D/#E（最多 4 狗饱和）。协同位出价 ×0.75 折扣，且要求母任务已有其他得主（无主不协同）。首狗抵达后若伙伴在 8 km 内则集结等待至多 400 tick，到齐后同时起爆------毁伤线性叠加（n 狗 × 2.0），配合 HP 制实现"多平台毁伤叠加摧毁硬目标"。

2.8 认知层：LLM 在线调参（安全约束下）

每 80 tick 例行（或损失事件紧急触发），将结构化态势（雷达活跃度、平均油量、近 100 tick 损失、攻坚受挫次数、高价值目标出现、激光车在役、存活率）交给认知层，返回 11 维参数向量的调整建议（α、β、γ、δ、雷达禁飞半径、油量保留、风险阈值、待机/唤醒阈值、最低毁伤概率等）。当前实现为规则化 MockLLM（接口保留，可替换真实 LLM）。所有输出经过参数管理器的三重安全处理后才下发：

v' = clamp(v_raw, lo, hi)                      （Schema 裁剪）
Δ  = clamp(v' − cur, ±0.5·(hi−lo))             （单步限速）
cur ← cur + 0.4·Δ                              （EMA 平滑，系数 0.4）

异常输出直接回退默认值。这保证了"LLM 只调参、不直接控机"的安全边界------集群的每一个具体决策仍由可解释、可复现的 CBBA 出价函数做出。

2.9 通信降级与信息一致性

• 失联寻网：无人机超过 100 tick（ISO_LIMIT）未收到任何对账 → 转入 seeking 模式，飞向最后已知联系人锚点，重新入网（rejoin）后恢复；
• 情报栅栏：超过 150 tick（CONTACT_FRESH）未对账的无人机禁止对攻击任务出价（fence_blocks 计数）------防止用陈旧情报发动攻击；机器狗豁免（地面平台本就长时潜伏渗透）；
• 静默待机：长期无符合价值任务的机自动转入 standby（射频静默、不组网、免疫 RF 侦测），定时或被高价值目标唤醒；
• 电磁干扰：处于干扰枪覆盖内的节点收发皆断（gossip 双向跳过）。

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3. 物理模型

3.1 时间与空间基准（v8 真实时间化）

1 tick = 5 秒，全想定 4000 tick = 5 小时 33 分 20 秒。由此导出真实速度量纲：

平台	km/tick	真实速度
无人机	0.18	129.6 km/h
机器狗（街区路）	0.02	14.4 km/h
机器狗（干道 ×1.25）	0.025	18 km/h
机器狗（林区离路 ×0.5）	0.01	7.2 km/h
轮式车辆（Stryker 等）	0.050~0.070	36~50 km/h
步兵班	0.012	8.6 km/h（急行军）

3.2 地形与遮蔽

• 林区：西北象限，林缘由双正弦叠加的确定性函数生成（x 边界 = 30 + 3.2·sin(0.35y+1.1) + 1.6·sin(0.83y+4.0)），林内散布约 520 棵树木；林区无道路，机器狗强制离路半速；
• 界河：沿林缘城市一侧 0.6 km 蜿蜒（视觉要素）；
• 城市建筑：覆盖全部非林区，老城区 3×3 地块高密度（填充率 0.85）、随机切角的不规则多边形，向外渐疏；
• 遮蔽系数：林地 ×0.6 / 城市建筑 ×0.5，作用于机器狗暴露时间折算与路网风险代价。

3.3 路网与路径规划

49×49 路口的抖动格网（间距 1.25 km，抖动 ±0.3 km），林区节点与跨林缘边剔除。边分三级：离路 ×0.5 / 街区路 ×1.0 / 干道（3 环路 + 10 放射，半径 3.5/6.5/11 km）×1.25，边代价 = 长度/速度系数 ∝ 通行时间。机器狗路径用风险加权 A* （边代价 × (1 + 3.0×街段中点威胁)，威胁含机炮与轻武器覆盖、经遮蔽折算）；任务点位置漂移超 1 km 触发重规划。距离查询用每狗 Dijkstra 距离场缓存（狗未跨路口不重算）保证出价评估的实时性。

3.4 平台运动学与能量

• 无人机：三维匀速运动，步长 min(0.18, 距离)；高度两态（低空 0.05 / 高空 3.0，爬降率 0.2/tick）；油耗低空 0.00045、高空 0.00075/tick，低于 12% 强制返航；
• 机器狗：沿路网逐航段运动，速度随航段等级切换；移动耗电 0.0004、待机 0.00002/tick，低于 15% 沿最短路返回潜伏点。

3.5 传感器模型（感知 → 任务发现）

平台状态	车辆目标	步兵小信号目标
无人机高空（>1 km）	45 km	18 km
无人机低空	8 km	4 km
机器狗	3 km	3 km

视距内发现即在本机任务库生成攻击任务（经 gossip 扩散到全网）；已在库目标的观测位置漂移 > 0.1 km 时刷新（移动目标跟踪）；视距外则使用最后已知位置（可能扑空------抵达后发现目标已机动转移则任务失败释放）。

3.6 雷达探测---锁定---击落链

每 tick 探测概率 p = Σ_开机雷达 power·(1 − d/rng)·alt_f（上限 0.95），低空遮蔽因子 alt_f = 0.04（低空突防的核心收益），高空 = 1.0。被探测即进入锁定倒计时 25 tick（约 2 分钟）：期间若降至 0.5 km 以下，每 tick 有 45% 概率摆脱锁定，否则被击落；保持高空则倒计时归零击落。被锁定自动释放侦察任务并俯冲。雷达按时间表开机轮换（t=200/500/700/900/1100 有状态切换），哨兵雷达实体被摧毁后其关联雷达永久下线（SEAD 效果）。

3.7 DE M-SHORAD 激光状态机

搜索（探测半径 8 km）→ 锁定最近目标（交战半径 3.5 km）
→ 驻留照射 5 tick → 杀伤判定（pk = 0.75）→ 冷却 6 tick → 打了就跑（立即机动转移）

单周期 11 tick ≈ 55 秒只能接战一个目标------这是齐射过饱和战术的物理依据。目标脱离交战半径则照射中断。实体为 Stryker 底盘轻甲但结构耐久 hp = 4.0：单架无人机（毁伤 3）命中仅击伤，需多平台毁伤叠加才能摧毁（v8/v10 设计目标：硬目标必须协同）。

3.8 班级反无人机套件（v10 增强）

步兵班三件套的完整交战链：被动 RF 侦测 （2 km，侦测射频辐射→告警，静默待机机免疫）→ 手持干扰枪 （1.5 km，对攻击中的无人机每 tick 1.6% 概率致其中止攻击、对狗 0.4%，并压制 gossip 链路）→ 轻武器 （需告警引导：对空 0.5 km 每 tick 1.5%、对狗 0.6 km 每 tick 3.5% 击毁）。班级生存性：兵力分散 + 掩体配置，hp = 4.0------单架无人机或单台机器狗最多击伤一个步兵班，歼班必须多平台毁伤叠加。车载机炮（Bradley/Stryker/APC/侦察车）对 1.5 km 内机器狗每 tick 2% 击毁。威胁对称化原则：雷达/激光只交战空中目标，机炮/轻武器只交战地面目标。

3.9 毁伤模型：HP 制 + 攻角 + 爆轰溢出链

目标结构耐久按装甲分级：软 1 / 轻 2 / 中 3 / 重 4（激光车与步兵班单独覆写为 4）。命中判定先按攻角先验（攻顶 50/侧击 30/正面 20%）抽取攻击方向，再按 PK 表判定击穿；击穿造成战斗部毁伤（无人机 3.0 / 机器狗 2.0），从 hp 扣减。未摧毁则目标残损待补刀（任务重新开放）；摧毁时溢出毁伤（−hp 残值）按 (1 − d/1.2 km) 线性衰减波及邻近目标，可链式传播至多 6 跳------密集阵型会付出连带代价。打击失败（未击穿/未摧毁）平台消耗并记"攻坚受挫"。

3.10 红方自主机动（v7/v10）

非固定单位执行"巡逻---停驻"循环（各自的速度/巡逻半径/停驻区间参数），三类智能行为：规避机动 （3 km 内友军刚被摧毁的 30 tick 窗口内，向 1.5~半径+1.5 km 外转移并提速 30%）；打了就跑 （激光车开火后立即转移）；RF 告警规避 （被 RF 侦测告警触发的步兵班转移）。v10 新增随车护卫：3 台 Stryker 分别跟随城南侦察巡逻班机动，保持 0.6 km 机炮掩护距离；护卫对象阵亡后转入自主巡逻。红方机动使用独立随机流（种子 20240605），不污染主对抗随机流。

3.11 通信物理

链路连通：距离 ≤ 双方通信半径较小者（半径分平台、UI 实时可调 2~30 km）；发送概率与高度相关（高空 0.60 / 低空 0.20，模拟地形遮挡）；干扰枪 1.5 km 内收发全阻；静默待机与返航平台退出组网。v12 起该通信图在地图上实时可视化，链路判定与 gossip 协议严格同语义。

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4. 程序实现

4.1 总体架构

index.html   布局骨架（控制面板 / 地图 / 四标签页 / 透视浮层）
style.css    白色指挥台风格（CSS 变量主题）
sim.js       仿真内核（无 DOM 依赖，可在 Node 无头运行）
app.js       前端渲染与交互（Canvas 地图、面板、事件绑定）
build.py     构建脚本：字符串替换内联 → 单文件 集群决策仿真指挥台.html

仿真内核的类层次：

模块	职责
RNG	CPython 兼容的 MT19937（53 位双精度、拒绝采样 randbelow、Fisher-Yates shuffle）------同种子逐比特可复现
ParamManager	11 维参数 Schema + 裁剪/限速/EMA 安全管线
MockLLM	规则化认知层（接口预留真实 LLM 替换）
World	地形/路网/建筑生成、红方 OB 部署、威胁评估、A*/Dijkstra、红方机动
Drone / RobotDog	个体：感知、出价、路径规划、本地知识库
Swarm	主循环：拍卖调度、gossip、交战结算、效能统计、事件流
createSim(seed, nUav, nDog)	会话工厂，暴露 step() 推进接口

4.2 确定性设计

单一随机流种子驱动全部对抗随机性（new RNG(seed)）；路网抖动、树木散布、建筑生成、界河、红方机动各自使用独立固定种子（20240601~20240605），互不污染。同种子两次完整推演逐事件一致（已用自动化回归验证）。

4.3 主循环管线（每 tick）

world.step        雷达轮换表 / 红方机动 / 车队增援 / 目标归档
死亡信息公开       10 tick 泛洪延迟
perceive          各机视距感知 → 任务发现/位置刷新
SEAD ETA 估计      各雷达单位最小打击在途时间 → 威胁折扣（时序协同）
_wakeCheck        待机机唤醒（定时对账 / 高价值目标）
cognition         认知层调参（80 tick 例行 + 损失触发）
agent_act         洗牌后以 P_ACT=0.6 异步激活：清理→派生槽位→出价→选任务
gossip            通信图构建 + 增量同步 + 合并裁决
_isolationCheck   失联判定 → 寻网模式
execute           无人机运动/齐射集结/打击结算
executeDogs       机器狗路网机动/协同集结/齐爆结算
detection         雷达探测---锁定---击落链
cuas_engagement   班级套件（RF告警/干扰/轻武器）+ 机炮 + 激光状态机
_record           时序曲线数据落盘

4.4 前端与可视化

• 态势地图：Canvas 2D，分区着色（林区/界河/建筑/三级路网）、雷达作用圈、激光交战包线、单位图标（形状 × 角色配色）、尾迹、坠毁点、机器狗规划路径；
• 通信网络图层（v12） ：实时绘制 gossip 同语义的通信链路，按同型着色（青 = 机-机、棕 = 狗-狗、灰 = 异构），可开关；点选单机高亮其全部在网链路，并以红色虚线指向其本地知识库中当前任务的位置（直观呈现 gossip 异步造成的认知差）；
• 单机透视 ：模式/任务/油量/对账时龄/通信半径/通信对象名单（含静默、返航、受扰、孤立四种断网状态区分）+ 本地竞价表 + 本地任务知识库------点选不同单机可直接对比分布式知识的不一致；
• 效能评估（v9）：交换比/目标清除率/出动损耗率 KPI，我方损失按平台 × 归因（激光/雷达/轻武器/机炮/燃料/攻击消耗）条形图，我方击杀（直接/溢出）与协同手段计数，敌方按单位类型的摧毁/击伤/完好统计表与关键单位状态；
• 认知层页：当前下发参数条形图 + 最近调用的原始输出与接受值对比 + 调用历史；
• 时序曲线：存活、侦察在位、扇区覆盖、平均油量、累计摧毁、通信状态六张迷你图；
• 交互：开始/暂停/单步/+10/+100、20 级速度滑块（×5~×100 倍速）、种子与规模配置、通信半径实时滑块（v11）、网络图层开关（v12）。

4.5 性能

每 tick 计算热点：gossip 通信图 O(N²)（N ≤ 40 → 1600 对，含半径与干扰判定）、威胁/生存评估带每 tick 记忆化缓存、机器狗距离用 Dijkstra 场缓存（未跨路口不重算）、建筑与路网初始化一次性生成。整局 4000 tick 无头运行约数秒；前端 20 帧/秒渲染无卡顿。

4.6 测试与验证体系

• 无头回归 （Node）：以 new Function 加载 sim.js 导出工厂，驱动完整推演，断言关键不变量------毁伤恒等式（uav_kills + dog_kills + overflow_kills = kills）、损失归因总和 = 总损失、同种子确定性、协同/齐射/SEAD 机制的专项单元测试（v6~v11 累计 40+ 项断言）；
• UI 端到端（Playwright）：加载单文件 HTML，驱动开始/暂停/滑块/点选，断言零控制台错误并截图核对；
• 版本快照：每个特性版本经 website_version_manager 存档（v6 至 v12 共 10 个版本），可一键回滚。

4.7 版本演进

版本	内容
v1--v5	基础 CBBA 集群、雷达/侦察/巡逻、认知层调参、城市林区地图、报告存档
v6	机器狗协同齐爆 + 毁伤溢出链
v7	红方自主机动（巡逻/规避/打了就跑）+ SHORAD 高防护
v8	协同饱和攻击（齐射槽位）、空地时序协同（SEAD ETA 雷达真空）、tick 真实时间化（1 tick = 5 s）、SHORAD 下调至真实轻甲但需多平台毁伤叠加
v9	实时作战效果评估（损失归因/击杀统计/敌方损失统计）
v10	步兵班对抗增强（hp=4，单机单狗不可灭班）、城南 3 支陆战队侦察巡逻班配 Stryker 随车护卫、步兵提速
v11	无人机/机器狗通信半径 UI 实时可调、选中通信圈跟随半径
v12	通信网络分析：集群节点网络实时可视化、点选单机展示任务对象与通信对象

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5. 案例分析

5.1 基准想定与多种子总体结果

想定：种子可变，30 架无人机 + 10 台机器狗，通信半径 15/15 km，推演至时间上限 4000 tick（5:33:20）。初始目标 37 个 + 车队增援（seed-7 终局累计 47 个）。五个种子的终局统计：

种子	摧毁	战损	交换比	无人机击杀	狗击杀	激光击落	时序协同	攻坚受挫
7	13	38	0.34	11	2	6	1	3
11	10	38	0.26	9	1	3	1	10
42	8	37	0.22	7	1	7	1	8
123	9	38	0.24	7	2	8	1	6
2024	11	37	0.30	9	2	6	1	4
均值	10.2	37.6	0.27	8.6	1.6	6.0	1.0	6.2

结果特征：五个种子全部推演到时间上限（非全歼），摧毁 8~13 个目标，战损稳定在 37~38------该想定对攻方是硬约束环境（47 个目标、分层反无人机体系、15 km 通信），集群以廉价可消耗平台换取高价值目标，摧毁清单中稳定包含指挥所（价值 9）、哨兵雷达（9）、榴弹炮（8）、后勤仓库（7）等体系节点，符合"以小博大"的设计预期。每个种子都发生了 1 次 SEAD 时序协同事件。

5.2 seed-7 战役时间线（叙事复盘）

时刻	事件
T+00:05:15	首杀：DOG-106 自爆摧毁城区 TGT-MSQD-3（陆战队步兵班------v10 增强后须毁伤叠加，狗群首战建功）
T+00:14~17	无人机群对城南侦察巡逻班开刀：UAV-12 攻顶摧毁 TGT-MSQD-9、UAV-8 摧毁 TGT-MSQD-8、UAV-20 侧击摧毁护卫车 TGT-STRYK-3
T+00:16:40	时序协同：哨兵雷达 SEAD 打击在途 ETA 117 tick，雷达真空窗口开启，覆盖区威胁评估 ×0.3
T+00:23~00:44	激光绞杀期：DE M-SHORAD 先后烧毁 UAV-2/16/0/26/24 五机------单机硬闯激光包线代价惨重
T+00:43~47	补刀链：UAV-21 侧击击伤 TGT-STRYK-4（未摧毁）→ UAV-17 攻顶补刀摧毁（HP 制残损补刀机制生效）
T+00:59:35	SEAD 成功：DOG-100 自爆摧毁 TGT-SENTINEL（价值 9），关联雷达永久下线
T+01:07~01:45	体系破击收获期：UAV-28 摧毁指挥所 TGT-TOC（9）、UAV-11 攻顶摧毁 Bradley、UAV-4 摧毁侦察车、UAV-3 摧毁后勤仓库（7）、UAV-11 摧毁榴弹炮（8）
终局	摧毁 13 / 47（清除率 28%），战损 38（交换比 0.34）；TGT-LASER 满编存活（见 5.4 讨论）

5.3 损失归因分析（seed-7）

归因	无人机	机器狗	合计
攻击消耗（自杀/自爆/受挫）	17	3	20
激光烧毁	6	---	6
雷达击落	6	---	6
机炮击毁	---	6	6
合计	29	9	38

恒等式校验通过（29 + 9 = 38；uav_kills 11 + dog_kills 2 = kills 13）。归因结构清晰：53% 的损耗是攻击行为本身的消耗（自杀式平台固有成瘾损耗），敌方硬杀伤占 47%，其中激光与雷达各击落 6 架无人机，机炮击毁 6 台机器狗------威胁对称化设计（空/地火力分域）在数据中体现。干扰中止 7 次（未造成击杀但打断了攻击节奏）。

5.4 消融实验

通信半径（seed-7 基准 13 杀 / 38 损，fence 拦截 15298 次）：

配置	摧毁	战损	雷达击落	失联寻网	栅栏拦截	备注
机 4 km / 狗 15 km	9	34	13	10	21819	网络碎裂：失联机增多、雷达击落翻倍，但战损反而下降------更少的机敢深入
机 15 / 狗 3 km	9	34	7	2	3591	狗群割裂：狗战损 9→4（渗透更保守），击杀下降
机 30 / 狗 30 km	6	37	5	0	0	全局连通反而击杀最低：信息太充分 → 全员看清激光包线风险后更加谨慎；齐射编组唯一一次成形（salvo=1）但激光击落升至 11

结论：通信半径存在非单调效应------过小（4 km）导致网络碎裂、情报栅栏频繁拦截、单机被雷达各个击破；过大（30 km）消除信息差后集群整体风险厌恶上升，高价值目标争夺反而放缓。默认 15 km 在本想定取得最好交换比。这正是分布式仿真相对于集中式规划的独特研究价值：信息结构本身就是战术变量。

编成结构（seed-7）：

编成	摧毁	战损	交换比
30 机 + 10 狗（基准）	13	38	0.34
30 机纯空中	10	28	0.36
12 机 + 4 狗（小规模）	2	15	0.13

纯无人机编成少了 2 个狗击杀（狗承担了城区渗透与 SEAD 补刀），但总战损大降（狗战损 9 归零）；小规模编成摧毁数崩塌至 2------集群规模存在阈值效应，12 架不足以同时维持侦察在位、扇区巡逻与攻击波次。

5.5 主要发现

1. CBBA 在强对抗环境下的鲁棒性：全网无任何中心节点、 gossip 增量同步、允许知识库不一致，任务分配依然稳定收敛（迟滞 + 最小持有 + 异步激活三层防抖生效，未观察到任务抖动死循环）；
2. 协同行为的协议化是可行路径：齐射/齐爆不需要专门协商协议，编译为 CBBA 虚拟槽位后即获得全部共识、释放、防抖机制；
3. 激光阵地的顽固性：seed-7 中 TGT-LASER 满编存活至终局------齐射槽位虽开放，但集结条件（3 机到环或等待超时）在持续战损下未达成，单机试探付出 6 架代价。30 km 通信下齐射唯一一次成形，证明机制可用但对信息环境敏感；
4. 步兵班平衡修正达成设计目标：v10 后步兵班 hp=4.0，案例中再未出现单机/单狗灭班，所有步兵班摧毁均为多平台毁伤叠加或攻顶补刀；
5. 信息结构是战术变量：通信半径消融呈现非单调效应（5.4），这是集中式仿真无法复现的现象。

5.6 局限与后续方向

• MockLLM 为规则化认知层，接口已预留但尚未接真实大模型；
• 雷达模型为每 tick 概率探测的简化链，未建模多雷达交接与航迹融合；
• 机器狗路径的风险权重固定（3.0），未随认知层在线调整；
• 毁伤概率表为标定值，未做灵敏度分析；
• 后续方向：真实 LLM 接入与提示词安全研究、蓝方电子战反制（对 gossip 链路的主动干扰决策）、蒙特卡洛批量跑批与参数敏感性扫描、三维地形遮蔽。

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报告基于 v12 版本代码（sim.js / app.js 1931 + 1060 行）与 seed 7/11/42/123/2024 无头回归实测数据撰写。