温广辉，东南大学教授，博士生导师（控制科学与工程、网络空间安全），IET Fellow，中国青年科技奖获得者，国家杰出青年科学基金获得者，国家优秀青年科学基金获得者，教育部青年长江学者。长期从事群体智能理论与技术、智能自主无人系统等领域的科学研究工作。主持国家自然基金联合重点项目，科技部重点研发计划项目课题等20余项科研项目。申请国家发明专利66项，授权25项。获得国家一级学会科学技术奖一等奖（排名第1）、ARC DECRA Fellow、2019年亚太神经网络学会青年杰出研究奖、2020年指挥与控制学会青年科学家奖等学术荣誉。2018年至今持续入选科睿唯安全球高被引学者榜单（工程领域）。
2021 年5 月14 日，国际著名期刊Science 发布增刊《125 个科学问题：探索与发现》(125 Questions：Exploration and Discovery)，其中“群体智能是如何涌现的?” 被列为人工智能领域最具挑战性的八个科学难题之一。尽管人们至今仍未能给出群体智能的严格定义，甚至难以对群体智能形成共识性理解，但这并未影响人们对其涌现机制的研究热情，并使其成为众多学科领域中的研究热点。事实上，群体智能难以被严格定义也恰恰体现了复杂性科学研究的挑战性和美妙之处。
值得欣慰的是，人们逐渐共识性地意识到群体智能的涌现与协同行为的实现有着千丝万缕的关系，且这些关系正在被揭示。典型的群体智能系统协同行为包括一致性(同步)、二分一致性、编队控制和包含控制等。一定程度上来讲，群体智能系统协同行为的实现是群体智能涌现的前提和基础，如速度一致性是群体智能系统蜂拥行为涌现的前提。在这一背景下，群体智能系统协同控制成为群体智能研究领域的关键问题，且具有重要意义。针对群体智能系统协同控制问题展开深入研究，理论上将有助于解决群体智能行为涌现的可解释性难题，工程上将有助于为诸如海上无人集群系统分布式编队控制、智慧城市建设中的分布式通信基站部署、军事作战领域的多制导武器系统协同拦截与突防等提供技术支撑。
▲ 水面无人艇集群无人艇之间的通信拓扑图（左）；具有自适应律和鲁棒自适应控制器下的领航者护航（右）
从系统与控制这一学科领域来看，群体智能系统是指由多个智能体(自主体)以信息通信等方式耦合而成的集群系统。人们通常利用图论中的工具并结合微分或差分方程理论中的一些方法建立其数学模型，主流的数学模型包括多智能体系统模型和复杂网络模型。事实上，这两种建模方式并无本质区别，这也是本书（文）采用群体智能系统模型这一称谓的原因之一。近年来，将图论中的工具引入群体智能系统建模中已成为一种基本的建模方式，并为设计分布式(控制) 协议提供了便利，使群体智能系统协同控制(尤其是一致性控制) 研究取得了长足发展。
值得一提的是，在相当广泛的范围内，这种数学模型可以反映群体智能系统的本质特性，并为明晰通信拓扑图的代数特征与协同行为之间的内蕴关系奠定基础。在群体智能系统一致性控制这一研究领域，部分作者与合作者在2023 年出版了专著《分布式安全协同控制与优化：一致性理论框架》，阐述了一致性理论框架下分布式安全协同控制与优化领域的一些研究成果。然而，针对与群体智能行为涌现更为密切的一些研究成果，如二分一致性、包含控制和弹性协同控制等并未在已出版的专著中体现。鉴于此，在综合群体智能系统协同控制领域大量国内外文献的基础上，以作者多年来的研究成果为主，《群体智能系统协同控制及应用》系统性地阐述群体智能系统协同控制的研究成果。
温广辉等著
北京：科学出版社，2025
ISBN 978-7-03-079041-5
在撰写过程中，作者在介绍群体智能系统协同控制理论研究成果的基础上，给出了其在多卫星编队控制、多无人制导武器系统时空一致性协同控制及水面无人艇集群护航控制中的典型应用。本书可作为控制科学与工程、应用数学、人工智能及其相关专业的研究生和高年级本科生的教材或参考书，也可供系统与控制、人工智能、应用数学及相关领域的广大工程技术人员和科研工作者自学和参考。
全书共九章。
第1 章为绪论，首先阐述群体智能系统协同控制的研究背景，并概述群体智能系统一致性控制问题、时空协调一致性控制问题、二分一致性控制问题、包含控制问题和弹性协同控制问题的研究现状。
第2 章给出与群体智能系统协同控制研究密切相关的矩阵论、代数图论和稳定性理论中的一些基础知识。
第3 章阐述一般线性群体智能系统完全分布式自适应协同一致性控制的研究成果。
第4 章阐述群体智能系统协同自适应抗饱和一致性控制的研究成果。
第5 章给出间歇通信下一阶、二阶积分器型和一般线性群体智能系统一致性控制及其应用方面的研究成果。
第6 章以多无人制导武器协同打击为背景，给出群体智能系统时空协调一致性控制的研究成果。
第7 章给出符号通信拓扑图下群体智能系统二分一致性控制及其应用方面的研究成果。
第8 章阐述群体智能系统包含控制的研究成果。
第9 章阐述面向合谋虚假数据注入攻击、隐蔽攻击和通信连边攻击的群体智能系统弹性协同控制的研究成果。
本书得到了国家自然科学基金项目(62325304，U22B2046，61722303，62088101，62306071)、装备预研教育部联合基金项目(8091B022114)、江苏省自然科学基金优秀青年基金项目(BK20170079)、江苏省数学科学研究中心资助项目(BK20233002)、江苏省“六大人才高峰” 项目(DZXX-006)、中国科协青年人才托举工程项目(YESS2023 0592) 的支持，在此表示感谢。此外，感谢有关专家对本书出版的推荐和鼓励，并向本书所引用参考文献的作者表示感谢。
本文摘编自《群体智能系统协同控制及应用》（温广辉等著. 北京 ：科学出版社，2025. 2）一书“序言”，有删减修改，标题为编者所加。
(智能工程前沿丛书)
ISBN 978-7-03-079041-5
责任编辑：惠 雪 曾佳佳 李 策
（本文编辑：刘四旦）