Модель децентралізованого керування групою агентів у вигляді Dec-POMDP з динамічною топологією взаємодії та стохастичними порушеннями комунікації

DOI 10.31673/2412 9070.2026.318107

Анотація

Стаття присвячена теоретичному обґрунтуванню та розробці математичної моделі децентралізованого керування динамічними групами автономних агентів, зокрема роями безпілотних літальних апаратів, в умовах фундаментальної невизначеності та ворожого операційного середовища. Авторами запропоновано удосконалення класичної моделі децентралізованого частково спостережуваного процесу прийняття рішень Маркова (Decentralized Partially Observable Markov Decision Process – Dec-POMDP) в модель, яка враховує динамічну топологію взаємодії між агентами (Dynamic Topology Decentralized Partially Observable Markov Decision Process – DT-Dec-POMDP). Ключова відмінність полягає в інтеграції динамічної топології взаємодії та експліцитному моделюванні стохастичних порушень каналів зв’язку як ендогенних факторів, що визначають інформаційний простір кожного агента. Доведено, що ігнорування зазначених аспектів призводить до втрати стійкості теоретично оптимальних політик у реальних сценаріях, зокрема під час розвідки, електронного придушення та пошуково-рятувальних операцій. Для подолання інформаційних лакун, спричинених втратою пакетів, запропоновано архітектурний блок Comm-Disturbance Filter, що реалізує механізм предиктивної компенсації на основі рекурсивної екстраполяції станів сусідніх агентів. Для обробки стабілізованого потоку спостережень та контекстно-залежної агрегації інформації запроваджено Multi-agent Transformer, здатного адаптивно зважувати вхідні дані в умовах мінливої мережевої структури. Результати дослідження виявляють критичні пороги стійкості системи залежно від інтенсивності збоїв зв’язку та демонструють здатність запропонованої архітектури підтримувати функціональність у зоні компенсації. Робота закладає теоретичні підстави для створення нового класу стійких, масштабованих та адаптивних автономних систем, здатних до ефективної координації в умовах екстремальної невизначеності та протидії.

Ключові слова: рій БпЛА, динамічна топологія, стохастичне порушення зв’язку, трансформер, мульти-агентні системи, кооперативна автономія.