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[AI学术] 面向威胁感知的能源高效动态UAV网络部署:多智能体强化学习方法

发布于:2026-09-29 22:00 最后更新:2026-09-30 01:41
#Machine Learning #optimization #Artificial Intelligence

本文针对在威胁环境中执行任务的多无人机(UAV)网络,提出了一套兼顾能源效率(EE)与安全性的部署框架。框架分为三阶段:

第一阶段采用威胁感知K-means(TAKM)算法,根据威胁分布计算所需最小无人机数量并得到安全的初始聚类中心;

第二阶段通过最优匹配,将实际无人机分配到这些中心,以最小化飞行与通信能耗;

第三阶段引入威胁感知多智能体双延迟深度确定性策略梯度(MATD3)算法,联合优化无人机轨迹、发射功率以及用户关联。MATD3 在奖励函数中加入安全约束,使得学习过程自适应避免威胁区域。

仿真结果显示,在所设场景下该框架实现了零安全违规,同时在EE和收敛速度上均优于其他学习方法和不使用聚类的基线。与启发式优化相比,框架的性能超越了贪婪粒子群(GPSO),并可与优化粒子群(OPSO)相媲美,但在线部署的计算复杂度显著更低。进一步实验表明,框架能够很好地推广到未见的用户分布、大规模无人机群以及不同的威胁几何形状,仍保持零违规。

点评:该工作通过将威胁感知聚类与多智能体强化学习有机结合,为实际的UAV基站部署提供了高效且安全的解决方案,展示了在复杂环境中实现能源最优与安全保障的可行路径。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2609.30690

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