We present a multi-agent Deep Reinforcement Learning (DRL) framework for managing large transportation infrastructure systems over their life-cycle. Life-cycle management of such engineering systems is a computationally intensive task, requiring appropriate sequential inspection and maintenance decisions able to reduce long-term risks and costs, while dealing with different uncertainties and constraints that lie in high-dimensional spaces. To date, static age- or condition-based maintenance methods and risk-based or periodic inspection plans have mostly addressed this class of optimization problems. However, optimality, scalability, and uncertainty limitations are often manifested under such approaches. The optimization problem in this work is cast in the framework of constrained Partially Observable Markov Decision Processes (POMDPs), which provides a comprehensive mathematical basis for stochastic sequential decision settings with observation uncertainties, risk considerations, and limited resources. To address significantly large state and action spaces, a Deep Decentralized Multi-agent Actor-Critic (DDMAC) DRL method with Centralized Training and Decentralized Execution (CTDE), termed as DDMAC-CTDE is developed. The performance strengths of the DDMAC-CTDE method are demonstrated in a generally representative and realistic example application of an existing transportation network in Virginia, USA. The network includes several bridge and pavement components with nonstationary degradation, agency-imposed constraints, and traffic delay and risk considerations. Compared to traditional management policies for transportation networks, the proposed DDMAC-CTDE method vastly outperforms its counterparts. Overall, the proposed algorithmic framework provides near optimal solutions for transportation infrastructure management under real-world constraints and complexities.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《图机器学习》课程
专知会员服务
45+阅读 · 2月18日
专知会员服务
19+阅读 · 2021年5月1日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
143+阅读 · 2020年7月6日
机器学习相关资源(框架、库、软件)大列表
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
CVE-2018-7600 - Drupal 7.x 远程代码执行exp
黑客工具箱
14+阅读 · 2018年4月17日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
36+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 3月1日
VIP会员
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
CVE-2018-7600 - Drupal 7.x 远程代码执行exp
黑客工具箱
14+阅读 · 2018年4月17日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
36+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员