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车联网中基于位置信息映射和相关性评估的进化多任务优化算法
1
作者
沈俊杰
彭江
+1 位作者
郭坤银
刘凯
《电子学报》
北大核心
2025年第5期1661-1676,共16页
随着车联网(Internet of Vehicles,IoV)和智能交通系统的兴起,计算成本的增加和问题规模的扩大使得实时应用的实现变得极具挑战性,同时也为车载边缘计算(Vehicular Edge Computing,VEC)带来了大量亟待并行求解的组合优化问题.这些复杂...
随着车联网(Internet of Vehicles,IoV)和智能交通系统的兴起,计算成本的增加和问题规模的扩大使得实时应用的实现变得极具挑战性,同时也为车载边缘计算(Vehicular Edge Computing,VEC)带来了大量亟待并行求解的组合优化问题.这些复杂的实际问题往往具有非凸性、不可微性,甚至存在黑盒目标与约束条件,可能会超出传统数学方法的解决范围.进化多任务优化(Evolutionary Multi-Task Optimization,EMTO)作为一种新兴的多任务优化范式,通过充分利用任务间的潜在相关性,能够有效地实现多个独立优化任务的并行求解.本文设计了一种IoV显式EMTO框架,结合IoV任务的特点,深入挖掘任务间隐含的关联性,并提出了一种基于车辆位置映射和相关性评估的IoV EMTO算法.针对IoV环境下的多任务优化问题,本文对车-路数据路由(Data Routing,DR)、车-路服务迁移(Ser-vice Migration,SM)、车-车消息传输(Message Transmission,MT)和车-车任务卸载(Task Offloading,TO)四个问题进行联合优化,目标是在限定时间内最大化各个任务的交付率.进一步地,为了在任务相关性未知的情况下提升相关任务间的知识迁移效率,本文在算法中设计并引入了基于任务相关性评估的迁移机制.具体而言,通过计算链路间最长公共子序列来计算链路的相似度,针对不同的相关性分布情况设计了三种迁移策略,以确保算法在不同场景下的知识迁移能力.最后,本文通过实验验证和性能评估,验证了所提框架和算法的有效性,与其他的EMTO算法相比,本文所提算法在各优化问题上的收敛速度更快,种群间知识迁移后的求解效果更好,展现出良好的性能.
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关键词
车载边缘计算(VEC)
进化算法
多任务优化
显式知识转移
任务相关性评估
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职称材料
题名
车联网中基于位置信息映射和相关性评估的进化多任务优化算法
1
作者
沈俊杰
彭江
郭坤银
刘凯
机构
重庆大学计算机学院
重庆赛力斯凤凰智创有限公司
出处
《电子学报》
北大核心
2025年第5期1661-1676,共16页
基金
国家自然科学基金(No.62472055,No.62172064)。
文摘
随着车联网(Internet of Vehicles,IoV)和智能交通系统的兴起,计算成本的增加和问题规模的扩大使得实时应用的实现变得极具挑战性,同时也为车载边缘计算(Vehicular Edge Computing,VEC)带来了大量亟待并行求解的组合优化问题.这些复杂的实际问题往往具有非凸性、不可微性,甚至存在黑盒目标与约束条件,可能会超出传统数学方法的解决范围.进化多任务优化(Evolutionary Multi-Task Optimization,EMTO)作为一种新兴的多任务优化范式,通过充分利用任务间的潜在相关性,能够有效地实现多个独立优化任务的并行求解.本文设计了一种IoV显式EMTO框架,结合IoV任务的特点,深入挖掘任务间隐含的关联性,并提出了一种基于车辆位置映射和相关性评估的IoV EMTO算法.针对IoV环境下的多任务优化问题,本文对车-路数据路由(Data Routing,DR)、车-路服务迁移(Ser-vice Migration,SM)、车-车消息传输(Message Transmission,MT)和车-车任务卸载(Task Offloading,TO)四个问题进行联合优化,目标是在限定时间内最大化各个任务的交付率.进一步地,为了在任务相关性未知的情况下提升相关任务间的知识迁移效率,本文在算法中设计并引入了基于任务相关性评估的迁移机制.具体而言,通过计算链路间最长公共子序列来计算链路的相似度,针对不同的相关性分布情况设计了三种迁移策略,以确保算法在不同场景下的知识迁移能力.最后,本文通过实验验证和性能评估,验证了所提框架和算法的有效性,与其他的EMTO算法相比,本文所提算法在各优化问题上的收敛速度更快,种群间知识迁移后的求解效果更好,展现出良好的性能.
关键词
车载边缘计算(VEC)
进化算法
多任务优化
显式知识转移
任务相关性评估
Keywords
vehicular edge computing(VEC)
evolutionary algorithm
multi-task optimization
explicit knowledge transfer
task correlation assessment
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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作者
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被引量
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1
车联网中基于位置信息映射和相关性评估的进化多任务优化算法
沈俊杰
彭江
郭坤银
刘凯
《电子学报》
北大核心
2025
0
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