CESA-2021-2-027《智能无人集群系统参考架构》团体标准征求意见稿编制说明

团体标准报批资料

编制说明

一、工作简况

1.编制背景

根据中国电子工业标准化技术协会2021年第二季度第三批的团体标准制修

订项目的通知，团体标准《智能无人集群系统参考架构》由中国人民解放军国

防科技大学负责组织制定，其项目计划号为CESA-2021-2-027。

2.参编单位

中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学、南京大学、北京大学、北京

神舟航天软件技术有限公司、中国电子技术标准化研究院等单位参加了本标准的

编写。

其中中国人民解放军国防科技大学根据标准编制组的任务分工，负责标准相

关资料的搜集和调研、标准框架编制、标准内容起草、反馈意见整理等工作。

3.编制范畴

本文件定义了智能无人集群系统参考架构及各组成部分的基本功能，适用于

指导群体资源协作及群体智能行为需求的各类智能无人集群系统参与者，给出不

同系统与计算、存储、网络、数据等资源进行互联互通、协作共享时的智能无人

集群系统参考架构。

标准技术内容分为范围、规范性引用文件、术语定义和缩略语、参考架构概

念、参考架构插件及机制共5个部分，核心内容为参考架构概念和参考架构插件

及机制两个章节。

4.编制过程

标准编制过程分为：工作组成立、标准研究和实践、标准草案编制三个阶段。

2019年8月1日，中国人民解放军国防科技大学等多家国内产学研用单位

共同发起启动《智能无人集群系统参考架构》标准的研制工作，并由中国人民

解放军国防科技大学智能无人集群系统标准组负责开展草案编写工作。

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2019年12月9日智能无人集群系统标准组组织中国电子技术标准化研究

院、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学召开标准编写评审会议。标准

参与单位对标准草案的研制思路、标准框架、标准内容等进行了详细深入的讨论。

2021年5月10日-11日，智能无人集群系统标准组组织中国电子技术标准

化研究院、北京大学、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学、南京大学、

北京神舟软件公司召开标准编写评审会议。中国电子技术标准化研究院专家董

建、赵坤、徐洋，北京大学专家赵俊峰研究员对标准内容进行质询，确定了下一

步标准编写工作主要任务与方向。

2021年5月-7月确定本标准的框架和实质内容，并完成草案编制。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

1.标准编制原则

本标准编制遵循以下原则：

1)科学性原则

目前，智能无人集群系统广泛应用于军事、工业、农业、商业等领域，随着

人工智能的快速发展，其应用领域将进一步得以拓展。因此，本标准在制定时，

既参考和借鉴了国内外各类无人系统相关标准的有关内容，同时也充分考虑了当

前我国智能无人集群系统行业的实际应用需求，确保标准内容合理正确，能够全

面客观地反映我国智能无人集群系统技术的基本特征和技术水平，以保证标准的

科学性。

2)适用性原则：

本标准制定过程中，充分了解和调研了当前智能无人集群系统及相关行业的

技术水平、应用现状及应用需求，同时深入分析和研究了现行的智能无人集群系

统相关参考架构标准，明确了本标准作为团体标准的技术内容定位，既保障了标

准的可操作性性和适用性，也满足各行业对智能无人集群系统参考架构的规范性

要求。同时，在标准编制工作中，采用了编制、测评、修改、实践的工作路径，

提高了标准的实用性。

3)兼容性原则：

作为智能无人集群系统系列标准之一，本标准在制定过程中保持了与其他相

关标准（如GB/T12643-2013《机器人与机器人装备词汇》、GB/T36239-2018

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《特种机器人术语》、GB/T5271.9-2001《信息技术词汇第9部分:数据通信》、

GB/T5271.31-2006《信息技术词汇第31部分:人工智能机器学习》）的相互

协调统一，同时也与现有相关行业标准在基本技术指标和技术要求上保持统一，

避免新制定标准与已经发布实施的相关标准之间出现冲突和矛盾，确保本标准与

相关标准的协调统一。

2.确定主要内容的依据

智能无人集群系统相关研究已经成为国内外科研的重要阵地，对智能无人集

群系统进行标准规范已经是一项体系工作。国外已发布的相关系统标准规范仍然

聚焦于通信交口层面的模块互联互通及指挥控制，较少有从群体智能层次对系统

软件体系结构进行标准化、规范化参考设计；国内外已有以群体智能为切入点的

（软件）系统标准规范通常是以异构任务需求驱动，与特定任务需求、特定应用

领域、特定系统深度耦合，在需要完成跨领域联合的任务时，仍然存在种类繁多、

软硬件系统异构多样的情况。此外，从国内外相关标准的研制及更新发布时间来

看，在当前时机对智能无人集群系统参考软件体系结构进行研制，在国内外相关

标准规范研制方面处于并跑/领先位置，有助于弥补已发布相关国家/团体标准规

范更新维护滞后的不足。

标准工作组经过充分的行业调研和讨论，确定本标准的标准化对象是智能无

人集群系统参考软件体系结构。本标准围绕智能无人集群系统参考架构和参考架

构核心组成部分两个核心问题，解决当前智能无人集群系统软硬件体系结构异构

多样、缺乏跨领域耦合标准规范的现状，在系统设计层面指导智能无人集群系统

的软件体系结构设计，在系统实现层面确保智能无人集群系统各单体系统之间的

互联、互通、互操作，在系统应用层面促进智能无人集群系统执行动态复杂环境

下跨领域联合任务时群体智能体系能力的涌现。同时，整个标准编制工作采了编

制、测评、修改、实践的工作路径，力求提高标准的实用性。

3.标准内容简介

本标准的内容是智能无人集群系统参考架构，具体包括智能无人集群系统参

考架构及各组成部分的基本功能。适用于：有群体资源协作及群体智能行为需求

的各类智能无人集群系统参与者，给出不同系统与计算、存储、网络、数据等资

源进行互联互通、协作共享时的智能无人集群系统参考架构。

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本标准主要技术内容包括：

1)参考架构概念：智能无人集群系统参考架构（见图1）主要由四个支撑

层构成，包括个体行为支撑层、群体行为支撑层、资源管理层以及协作支撑层，

进而结合硬件平台，形成一个智能无人集群系统应用平台。每个支撑层是一组关

联支撑框架的集合，其中每个支撑框架又包含了一系列相关插件及机制。

参考架构与智能无人集群系统应用平台所需的各类基础设施相连，包括各种

异构硬件资源、计算资源、网络资源、存储资源等，并通过资源管理层提供对不

同资源的封装、管理能力，供个体行为支撑层和群体行为支撑层内相关插件进行

调用。无人节点的个体自主行为和智能无人集群系统的群体协同行为分别由个体

行为支撑层和群体行为支撑层中的插件提供支撑，并提供一致性服务接口，支持

不同类型的智能无人集群系统应用平台。参考架构通过协作支撑层为个体行为

层、群体行为层、资源管理层之间的信息传递及互操作提供通信与协作支撑。

图1智能无人集群系统参考架构

个体行为支撑层是基于个体“感知-规划-行动”行为链，为个体自主行为管理

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提供支撑，主要包括个体感知、局部规划和个体行动三种支撑框架。该支撑层采

用一种可扩展的组织机制，可对其他用于实现个体自主行为的支撑框架进行集

成，从而提高架构的灵活性和可扩展性。

群体行为支撑层是基于群体“感知-规划-行动”行为链，为群体智能行为协同

提供支撑，主要包括群体感知、全局规划、群体行为协同三种支撑框架。该支撑

层采用一种可扩展的组织机制，可对其他用于实现群体智能行为协同的支撑框架

进行集成，从而提高架构的灵活性和可扩展性。

资源管理层为智能无人集群系统节点及其后台支撑平台的主要资源管理提

供支撑，主要包括资源封装和资源管理两种支撑框架。

协作支撑层为群体行为支撑层、个体行为支撑层和资源管理层提供通信与协

作支撑，从而形成跨层的能力集合。协作支撑层包含通信、协作两种支撑框架。

2)参考架构插件及机制：对各个支撑框架包含的一系列相关插件及机制进

行详细描述。

4.解决的主要问题

第一个解决的主要问题是如何把握智能无人集群系统参考架构共性抽取度

的问题。标准组经过反复讨论，确定了智能无人集群系统参考架构是指导智能无

人集群系统构建的一般性方法，而不是面向特定行业问题的具体方案和实现方

式。智能无人集群系统参考架构可能会限制某个实际系统的系统架构，但是智能

无人集群系统参考架构并不代表任何具体智能无人集群系统及由其组成集群的

系统架构。智能无人集群系统参考架构并不依赖于任何具体提供商的产品、服务

或参考实现，也不定义有碍创新的常规方案。

第二个解决的主要问题是梳理完成和智能无人集群系统《智能无人系统资

源封装规范》标准的衔接关系。两个标准的基础标准化对象相同，关注智能无人

集群系统的不同方面，必须确保两个标准对智能无人集群系统包含的内容理解及

表达上的协调统一。

三、主要试验[或验证]情况分析

无。

四、知识产权情况说明

本标准不涉及专利。

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五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果

对智能无人集群系统参考架构进行规范是本标准的目的，既符合国际、国内

相关法规要求，又能结合国情、行业现状与发展需求，使标准的贯彻实施更能切

实可行。

本标准旨在通过对无人系统企业的调研及与企业内各业务部门的密切合作，

对国际国内无人系统的相关标准进行研究，制定智能无人集群系统参考架构标

准，是为了改进产品、过程和服务的适用性，促进技术合作，让相关单位有行业

通用、共性和基础性的参考架构规范，进一步促进企业加强管理，提高技术水平，

从而促进行业开放性的发展。同时，本标准的研制可以有效支撑智能无人集群系

统相关理论的发展，规范引导智能无人集群系统关键技术的研究，并指导各个领

域智能无人集群系统应用的实施。进一步，依托本标准还可以加速智能无人集群

系统各单体系统及其子系统标准化工作，明确不同单体系统及子系统之间的依存

和制约关系，建立统一完善的智能无人集群系统标准体系，以技术标准的手段推

进我国新一代智能无人集群系统的快速发展。

六、转化国际标准和国外先进标准情况

无。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

本标准内容符合国家现行法律、法规要求，并于参照采用的相关标准有一定

的对应关系。

八、重大分歧意见的处理过程及依据

无。

九、贯彻标准的要求和措施建议

在中国人民解放军国防科技大学的组织协调下，以标准起草组成员为主，成

立标准宣贯小组。标准宣贯小组组织撰写标准宣贯材料，组织标准宣贯培训，争

取标准颁布实施后尽快推广。

十、替代或废止现行相关标准的建议

无。

十一、其它应予说明的事项

无。

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团体标准《智能无人集群系统参考架构》

编制工作组

2021-09-09

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编制说明

一、工作简况

1.编制背景

根据中国电子工业标准化技术协会2021年第二季度第三批的团体标准制修

订项目的通知，团体标准《智能无人集群系统参考架构》由中国人民解放军国

防科技大学负责组织制定，其项目计划号为CESA-2021-2-027。

2.参编单位

中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学、南京大学、北京大学、北京

神舟航天软件技术有限公司、中国电子技术标准化研究院等单位参加了本标准的

编写。

其中中国人民解放军国防科技大学根据标准编制组的任务分工，负责标准相

关资料的搜集和调研、标准框架编制、标准内容起草、反馈意见整理等工作。

3.编制范畴

本文件定义了智能无人集群系统参考架构及各组成部分的基本功能，适用于

指导群体资源协作及群体智能行为需求的各类智能无人集群系统参与者，给出不

同系统与计算、存储、网络、数据等资源进行互联互通、协作共享时的智能无人

集群系统参考架构。

标准技术内容分为范围、规范性引用文件、术语定义和缩略语、参考架构概

念、参考架构插件及机制共5个部分，核心内容为参考架构概念和参考架构插件

及机制两个章节。

4.编制过程

标准编制过程分为：工作组成立、标准研究和实践、标准草案编制三个阶段。

2019年8月1日，中国人民解放军国防科技大学等多家国内产学研用单位

共同发起启动《智能无人集群系统参考架构》标准的研制工作，并由中国人民

解放军国防科技大学智能无人集群系统标准组负责开展草案编写工作。

团体标准报批资料

2019年12月9日智能无人集群系统标准组组织中国电子技术标准化研究

院、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学召开标准编写评审会议。标准

参与单位对标准草案的研制思路、标准框架、标准内容等进行了详细深入的讨论。

2021年5月10日-11日，智能无人集群系统标准组组织中国电子技术标准

化研究院、北京大学、中国人民解放军国防科技大学、西北工业大学、南京大学、

北京神舟软件公司召开标准编写评审会议。中国电子技术标准化研究院专家董

建、赵坤、徐洋，北京大学专家赵俊峰研究员对标准内容进行质询，确定了下一

步标准编写工作主要任务与方向。

2021年5月-7月确定本标准的框架和实质内容，并完成草案编制。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

1.标准编制原则

本标准编制遵循以下原则：

1)科学性原则

目前，智能无人集群系统广泛应用于军事、工业、农业、商业等领域，随着

人工智能的快速发展，其应用领域将进一步得以拓展。因此，本标准在制定时，

既参考和借鉴了国内外各类无人系统相关标准的有关内容，同时也充分考虑了当

前我国智能无人集群系统行业的实际应用需求，确保标准内容合理正确，能够全

面客观地反映我国智能无人集群系统技术的基本特征和技术水平，以保证标准的

科学性。

2)适用性原则：

本标准制定过程中，充分了解和调研了当前智能无人集群系统及相关行业的

技术水平、应用现状及应用需求，同时深入分析和研究了现行的智能无人集群系

统相关参考架构标准，明确了本标准作为团体标准的技术内容定位，既保障了标

准的可操作性性和适用性，也满足各行业对智能无人集群系统参考架构的规范性

要求。同时，在标准编制工作中，采用了编制、测评、修改、实践的工作路径，

提高了标准的实用性。

3)兼容性原则：

作为智能无人集群系统系列标准之一，本标准在制定过程中保持了与其他相

关标准（如GB/T12643-2013《机器人与机器人装备词汇》、GB/T36239-2018

团体标准报批资料

《特种机器人术语》、GB/T5271.9-2001《信息技术词汇第9部分:数据通信》、

GB/T5271.31-2006《信息技术词汇第31部分:人工智能机器学习》）的相互

协调统一，同时也与现有相关行业标准在基本技术指标和技术要求上保持统一，

避免新制定标准与已经发布实施的相关标准之间出现冲突和矛盾，确保本标准与

相关标准的协调统一。

2.确定主要内容的依据

智能无人集群系统相关研究已经成为国内外科研的重要阵地，对智能无人集

群系统进行标准规范已经是一项体系工作。国外已发布的相关系统标准规范仍然

聚焦于通信交口层面的模块互联互通及指挥控制，较少有从群体智能层次对系统

软件体系结构进行标准化、规范化参考设计；国内外已有以群体智能为切入点的

（软件）系统标准规范通常是以异构任务需求驱动，与特定任务需求、特定应用

领域、特定系统深度耦合，在需要完成跨领域联合的任务时，仍然存在种类繁多、

软硬件系统异构多样的情况。此外，从国内外相关标准的研制及更新发布时间来

看，在当前时机对智能无人集群系统参考软件体系结构进行研制，在国内外相关

标准规范研制方面处于并跑/领先位置，有助于弥补已发布相关国家/团体标准规

范更新维护滞后的不足。

标准工作组经过充分的行业调研和讨论，确定本标准的标准化对象是智能无

人集群系统参考软件体系结构。本标准围绕智能无人集群系统参考架构和参考架

构核心组成部分两个核心问题，解决当前智能无人集群系统软硬件体系结构异构

多样、缺乏跨领域耦合标准规范的现状，在系统设计层面指导智能无人集群系统

的软件体系结构