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光通信技术2025年第03期:机器学习辅助的多目标优化海底光缆路由规划研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵赞善;高冠军;甘维明;王皓宇;段茂生;康达;

单位:北京邮电大学电子工程学院;中国科学院声学研究所南海研究站;陵水海洋信息海南省野外科学观测研究站;哈尔滨工程大学水声工程学院;

摘要:为提升海底光缆路由规划算法的全局优化能力,降低累积成本与风险,同时提升算法效率,提出一种机器学习辅助(MLA)的多目标优化海底光缆路由规划算法。MLA利用强化学习优势,自主迭代学习,同步优化成本与风险,考虑海底地形、水深等参数,同时采用Pareto前沿面作为收敛评价标准,并与传统蚁群优化(ACO)算法进行对比验证。实验结果表明:在相同风险水平下,该算法能降低27.45%的铺设成本,其最优解累积风险仅为ACO算法的25%,且收敛速度提升了330倍以上。此外,其大部分Pareto解位于前沿面,明显优于ACO算法解集的离散分布。

关键词:海底光缆路由规划;;多目标优化;;强化学习;;Q学习;;海缆系统经济性优化;;海缆系统生存性优化

基金资助:国家重点研发计划项目(2022YFB2903303)资助;; 国家自然科学基金项目(62371064)资助