Mejorando el aprendizaje federado en el Internet de vehículos heterogéneo: un enfoque de entrenamiento colaborativo
Autores: Wu, Chao; Fan, Hailong; Wang, Kan; Zhang, Puning
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando el aprendizaje federado en el Internet de vehículos heterogéneo: un enfoque de entrenamiento colaborativo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Internet de vehículos
Aprendizaje federado
Heterogeneidad de recursos
Mecanismo de entrenamiento colaborativo
Vehículos de servicio
Movilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
El actual Internet de Vehículos (IoV) enfrenta desafíos significativos relacionados con la heterogeneidad de recursos, lo que afecta negativamente la velocidad de convergencia y precisión de los modelos de aprendizaje federado. Los estudios existentes no han abordado adecuadamente el problema de los vehículos con recursos limitados que ralentizan el proceso de aprendizaje federado, especialmente bajo condiciones de alta movilidad. Para abordar este problema, proponemos un mecanismo de entrenamiento colaborativo de partición de modelos que descompone las tareas de entrenamiento para vehículos con recursos limitados mientras se mantiene localmente los datos originales. Al externalizar tareas computacionales complejas a vehículos de servicio cercanos, este enfoque acelera efectivamente la lenta velocidad de entrenamiento de los vehículos con recursos limitados. Además, introducimos un método de emparejamiento óptimo para vehículos de servicio colaborativo. Al analizar rutas comunes y retrasos de tiempo, emparejamos vehículos de servicio con rutas similares y un rendimiento superior dentro de los grupos de vehículos de servicio móvil para proporcionar servicios de entrenamiento colaborativo efectivos. Este método maximiza la eficiencia de entrenamiento y mitiga los efectos negativos de la movilidad de los vehículos en el entrenamiento colaborativo. Experimentos de simulación demuestran que, en comparación con los métodos de referencia, nuestro enfoque reduce el impacto de la movilidad en la colaboración, logrando grandes mejoras en la velocidad de entrenamiento y el tiempo de convergencia del aprendizaje federado.
Descripción
El actual Internet de Vehículos (IoV) enfrenta desafíos significativos relacionados con la heterogeneidad de recursos, lo que afecta negativamente la velocidad de convergencia y precisión de los modelos de aprendizaje federado. Los estudios existentes no han abordado adecuadamente el problema de los vehículos con recursos limitados que ralentizan el proceso de aprendizaje federado, especialmente bajo condiciones de alta movilidad. Para abordar este problema, proponemos un mecanismo de entrenamiento colaborativo de partición de modelos que descompone las tareas de entrenamiento para vehículos con recursos limitados mientras se mantiene localmente los datos originales. Al externalizar tareas computacionales complejas a vehículos de servicio cercanos, este enfoque acelera efectivamente la lenta velocidad de entrenamiento de los vehículos con recursos limitados. Además, introducimos un método de emparejamiento óptimo para vehículos de servicio colaborativo. Al analizar rutas comunes y retrasos de tiempo, emparejamos vehículos de servicio con rutas similares y un rendimiento superior dentro de los grupos de vehículos de servicio móvil para proporcionar servicios de entrenamiento colaborativo efectivos. Este método maximiza la eficiencia de entrenamiento y mitiga los efectos negativos de la movilidad de los vehículos en el entrenamiento colaborativo. Experimentos de simulación demuestran que, en comparación con los métodos de referencia, nuestro enfoque reduce el impacto de la movilidad en la colaboración, logrando grandes mejoras en la velocidad de entrenamiento y el tiempo de convergencia del aprendizaje federado.