Physics Informed Deep Reinforcement Learning for Aircraft Conflict Resolution

强化学习 冲突解决 趋同(经济学) 计算机科学 人工智能 航向(导航) 物理定律 马尔可夫决策过程 人工神经网络 机器学习 数学 物理 工程类 马尔可夫过程 航空航天工程 政治学 法学 经济 统计 量子力学 经济增长
作者
Peng Zhao,Yongming Liu
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:23 (7): 8288-8301 被引量:29
标识
DOI:10.1109/tits.2021.3077572
摘要

A novel method for aircraft conflict resolution in air traffic management (ATM) using physics informed deep reinforcement learning (RL) is proposed. The motivation is to integrate prior physics understanding and model in the learning algorithm to facilitate the optimal policy searching and to present human-explainable results for display and decision-making. First, the information of intruders' quantity, speeds, heading angles, and positions are integrated into an image using the solution space diagram (SSD), which is used in the ATM for conflict detection and mitigation. The SSD serves as the prior physics knowledge from the ATM domain which is the input features for learning. A convolution neural network is used with the SSD images for the deep reinforcement learning. Next, an actor-critic network is constructed to learn conflict resolution policy. Several numerical examples are used to illustrate the proposed methodology. Both discrete and continuous RL are explored using the proposed concept of physics informed learning. A detailed comparison and discussion of the proposed algorithm and classical RL-based conflict resolution is given. The proposed approach is able to handle arbitrary number of intruders and also shows faster convergence behavior due to the encoded prior physics understanding. In addition, the learned optimal policy is also beneficial for proper display to support decision-making. Several major conclusions and future work are presented based on the current investigation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
曾泰平发布了新的文献求助10
1秒前
蒺藜完成签到,获得积分10
1秒前
Hypnos发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
李爱国应助tan采纳,获得10
2秒前
2秒前
科研小白发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
爱你哦完成签到,获得积分10
3秒前
Picopy完成签到,获得积分10
3秒前
zhw发布了新的文献求助10
4秒前
汪何伟发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
晓晓来了发布了新的文献求助150
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
猪米妮发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
望空发布了新的文献求助10
6秒前
andy完成签到,获得积分10
7秒前
ssffzb2008完成签到,获得积分10
7秒前
鸿来发布了新的文献求助10
8秒前
李玢琪发布了新的文献求助10
8秒前
覃思思完成签到,获得积分10
8秒前
机灵水卉完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
冬雪丶消融应助舒适静丹采纳,获得10
9秒前
doudou完成签到 ,获得积分10
9秒前
科研椰子发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI5应助橘子采纳,获得10
10秒前
GGG发布了新的文献求助10
10秒前
mm完成签到,获得积分10
10秒前
风清扬发布了新的文献求助10
12秒前
浮游应助zimuxinxin采纳,获得10
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
Socialization In The Context Of The Family: Parent-Child Interaction 600
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
当代中国马克思主义问题意识研究 科学出版社 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4992878
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4240810
关于积分的说明 13212439
捐赠科研通 4036159
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2208306
邀请新用户注册赠送积分活动 1219242
关于科研通互助平台的介绍 1137557