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Oranits: Asignación de misiones y descarga de tareas en sistemas de información de transmisión (ITS) basados en RAN abierto mediante metaheurística y aprendizaje de refuerzo profundo

Created by
  • Haebom

Autor

Ngoc Hung Nguyen, Nguyen Van Thieu, Quang-Trung Luu, Anh Tuan Nguyen, Senura Wanasekara, Nguyen Cong Luong, Fatemeh Kavehmadavani, Van-Dinh Nguyen

Describir

Este artículo aborda el problema de la asignación de misiones y la descarga de tareas, donde los vehículos autónomos utilizan la computación móvil en el borde para realizar un procesamiento eficiente en un Sistema de Transporte Inteligente (ITS) basado en Open RAN. Los estudios existentes presentan limitaciones, como la falta de consideración de las interdependencias entre misiones y el coste de la descarga de tareas a servidores en el borde, lo que lleva a una toma de decisiones subóptima. Para abordar estas limitaciones, este artículo propone Oranits, un novedoso modelo de sistema que optimiza el rendimiento mediante la cooperación entre vehículos, al tiempo que considera explícitamente las dependencias de la misión y los costes de descarga. Para lograrlo, primero desarrollamos un algoritmo de computación evolutiva basado en metaheurísticas denominado Chaotic Gaussian-Based Global ARO (CGG-ARO) como línea base para la optimización dentro de una única ranura. Segundo, diseñamos un marco de aprendizaje de refuerzo denominado Multi-Agent Double-Deep Q-Network (MA-DDQN) que integra mecanismos de coordinación multiagente y selección multiacción para reducir el tiempo de asignación de misiones y mejorar la adaptabilidad en comparación con los métodos de línea base. Los resultados de una simulación exhaustiva muestran que CGG-ARO mejora el número de misiones completadas y la rentabilidad general en aproximadamente un 7,1 % y un 7,7 %, respectivamente, mientras que MA-DDQN mejora el número de misiones completadas y la rentabilidad general en un 11,0 % y un 12,5 %, respectivamente. Estos resultados destacan la capacidad de Oranits para permitir un procesamiento de tareas más rápido, adaptativo y eficiente en entornos ITS dinámicos.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Presentamos una estrategia eficiente de asignación de misiones y descarga de tareas que considera la dependencia de la misión y los costos de descarga en un ITS basado en Open RAN.
Los algoritmos CGG-ARO y MA-DDQN mejoran las tasas de finalización de misiones y las ganancias generales en comparación con los métodos existentes.
Presentamos un método eficaz de procesamiento de tareas basado en la cooperación entre múltiples agentes y el aprendizaje de refuerzo.
Verificar la posibilidad de un procesamiento de tareas rápido y adaptativo en un entorno ITS dinámico.
Limitations:
Dependencia del entorno de simulación: se requiere verificación del rendimiento en un entorno ITS real.
Complejidad algorítmica: se necesita más investigación sobre la complejidad computacional y la viabilidad en tiempo real de CGG-ARO y MA-DDQN.
Falta de consideración de las limitaciones de recursos del servidor perimetral: se debe tener en cuenta la potencia de procesamiento del servidor perimetral y las limitaciones de ancho de banda de la red.
Falta de verificación de robustez frente a diversas situaciones de error (por ejemplo, falla de comunicación, falla del sensor)
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