空天地一体化算力网络资源调度机制

作     者：王克文 张维庭 孙童 

作者机构：北京交通大学电气工程学院 国能新朔铁路有限责任公司 北京交通大学电子信息工程学院 

出 版 物：《计算机工程》 (Computer Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62201029) 中国博士后科学基金资助项目(2022M710007,BX20220029) 

主　　题：空天地一体化 算力网络 任务调度 资源分配 多智能体强化学习 

摘      要：针对快速响应和大范围覆盖的应用场景需求，如卫星数据处理和车辆远程控制，本文聚焦于采用分层控制和人工智能技术的方法，设计一种空天地一体化算力网络资源调度机制。将空天地网络划分为三个域，分别部署域控制器，负责本地域的资源管理；同时，通过卫星和无人机的覆盖范围进行地面区域划分，确保地面区域能够得到有效的服务保障，以实现高效地数据传输和任务处理。为了优化空天地算力网络资源利用率，引入多智能体强化学习算法，对不同场景下产生的计算任务进行实时处理；将每个域控制器视为具备任务调度和资源分配能力的智能体，在满足时延和能耗约束下，通过协同学习和分布式决策实现计算任务智能调度和高效分配。实验结果表明，该机制能够有效提高资源利用率和任务响应时间。