Reinforcement Learning 一:历史发展背景与介绍

本文介绍了强化学习的历史发展,从1956年的动态规划到2015年的Deep-Q-Network,以及强化学习的基本概念和与监督学习、非监督学习的区别。文章还概述了强化学习中的马尔科夫决策过程、矩阵博弈和常用算法,如Q-learning、Sarsa、Policy Gradient等。此外,提到了Model-free与Model-based、Policy-based与Value-based等不同类型的强化学习方法。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

大家好,今天跟大家分享一下强化学习。


1.强化学习的历史发展

  1. 1956年Bellman提出了动态规划方法。
  2. 1977年Werbos提出只适应动态规划算法。
  3. 1988年sutton提出时间差分算法。
  4. 1992年Watkins 提出Q-learning 算法。
  5. 1994年rummery 提出Saras算法。
  6. 1996年Bersekas提出解决随机过程中优化控制的神经动态规划方法。
  7. 2006年Kocsis提出了置信上限树算法。
  8. 2009年kewis提出反馈控制只适应动态规划算法。
  9. 2014年silver提出确定性策略梯度(Policy Gradents)算法。
  10. 2015年Google-deepmind 提出Deep-Q-Network算法。

2.强化学习的介绍

  1. Supervised learning:监督学习有标签,能告诉你训练结果的对与错。可以看成根据监督者的先验知识提供的先例进行监督学习。
  2. Unsupervised learning:非监督学习无标签,算法能够通过数据之间的关联性将数据分类进行处理。
  3. Reinforcement learning:强化学习的目标是使得回报最大化。强化学习和非监督学习的关键部分就是回报的选择。强化学习是学习状态和行为之间的映射关系,以使得数值回报达到最大化。换句话说,在未知采取何种行为的情况下,学习者必须通过不断尝试才能发现采取哪种行为能够产生最大回报。

随机博弈包括两个框架:
1.马尔科夫决策过程(MDP)MDP包括一个智能体和多个状态。
2.矩阵博弈矩阵博弈包括多个智能体和一个状态。

随机博弈可以看成是多个智能体和多个状态的问题。


3.常用强化学习算法介绍

强化学习从提出到现在,也差不多半个世纪左右。到目前为止,常见的强化学习的算法有下面几种,以及不同的分类。

这里写图片描述

  1. Model-free:不尝试去理解环境, 环境给什么就是什么,一步一步等待真实世界的反馈, 再根据反馈采取下一步行动。
  2. Model-based:先理解真实世界是怎样的, 并建立一个模型来模拟现实世界的反馈,通过想象来预判断接下来将要发生的所有情况,然后选择这些想象情况中最好的那种,并依据这种情况来采取下一步的策略。它比 Model-free 多出了一个虚拟环境,还有想象力。
  3. Policy based:通过感官分析所处的环境, 直接输出下一步要采取的各种动作的概率, 然后根据概率采取行动。
  4. Value based:输出的是所有动作的价值, 根据最高价值来选动作,这类方法不能选取连续的动作。
  5. Monte-carlo update:游戏开始后, 要等待游戏结束, 然后再总结这一回合中的所有转折点, 再更新行为准则。
  6. Temporal-difference update:在游戏进行中每一步都在更新, 不用等待游戏的结束, 这样就能边玩边学习了。
  7. On-policy:必须本人在场, 并且一定是本人边玩边学习。
  8. Off-policy:可以选择自己玩, 也可以选择看着别人玩, 通过看别人玩来学习别人的行为准则。

4.基本的数学知识和理论

1.LS算法
inputs:x(n) outputs:y(n)

y(n)=ax(n)+b;y(n)=ϕTθ

ϕT=[x(n),1];θ=[a,b]

成本函数为:

V=n=1N
<think>好的,我现在要处理用户关于“基于强化学习的广告策略,利用众包车辆数据进行研究”的问题。首先,我需要理解用户的具体需求。他们想了解在信息技术背景下,如何结合强化学习和众包车辆数据来制定广告策略。接下来,我需要拆解这个问题,考虑涉及的各个技术点,并确保回答结构清晰且符合用户的要求。 首先,强化学习Reinforcement Learning, RL)的基本原理是智能体通过环境互动,根据奖励信号调整策略以最大化累积奖励。在广告策略中,智能体可以是广告投放系统,环境则是用户的行为和反馈,奖励可能包括点击率、转化率等指标。需要解释如何将广告投放问题建模为RL问题,比如状态空间、动作空间和奖励函数的设计。 然后,众包车辆数据(Crowdsensing Vehicular Data)指的是通过车辆上的传感器或移动设备收集的大量数据,可能包括位置、速度、路线、停留时间等信息。这些数据可以用来分析用户的移动模式、常去地点、兴趣区域等,进而为广告投放提供上下文信息。需要探讨如何整合这些数据到RL框架中,例如作为状态信息的部分,或者用于动态调整奖励函数。 接下来,需要考虑具体的应用场景。例如,在智能交通系统中,车辆数据可以反映用户的实时位置和移动趋势,广告策略可以根据用户的当前位置和目的地,实时推送附近的商家广告。RL在这里的作用是动态优化广告内容、投放时机和频率,以提高广告效果。需要讨论如何设计状态空间(如用户位置、时间、历史行为)、动作空间(如选择哪个广告、何时推送)以及奖励函数(如点击、购买等反馈)。 此外,技术实现方面可能需要使用深度强化学习(DRL)来处理高维的状态空间,比如使用深度Q网络(DQN)或者策略梯度方法(如PPO)。需要提到如何处理车辆数据的实时性和大规模性,可能需要分布式计算或流数据处理技术。同时,数据隐私和安全问题也是需要考虑的,特别是在使用众包数据时,如何匿名化处理和保护用户信息。 还需要引用相关的研究或案例,比如是否有已有的研究将RL车辆数据结合用于广告策略,或者类似的应用在IT领域中的实践。例如,某些论文可能探讨了基于位置的广告推荐系统,或者使用车辆数据进行用户行为分析的方法,这些可以作为支持。 最后,生成的相关问题需要围绕用户可能感兴趣的扩展方向,比如具体算法选择、数据处理技术、评估指标、隐私保护措施等。确保问题能够引导用户进步深入探讨该主题的各个方面。 在组织回答时,按照用户的要求分步骤说明,并确保使用正确的中文和LaTeX格式。注意检查是否有遗漏的技术点,比如如何解决RL中的探索利用问题,或者如何处理车辆数据中的噪声和缺失值。同时,确保回答中的引用标识正确添加,尽管用户提供的引用部分没有具体来源,但可能需要假设或指出般性的参考文献。</think>[用户可见层] # 基于强化学习的广告策略众包车辆数据融合研究 ## 1. 核心框架设计 ### 1.1 强化学习建模 将广告投放过程建模为马尔可夫决策过程$(\mathcal{S}, \mathcal{A}, \mathcal{P}, \mathcal{R})$: - **状态空间$\mathcal{S}$**:用户位置$l_t$、时间戳$t$、历史点击率$h_{CTR}$、车辆移动模式$m$ - **动作空间$\mathcal{A}$**:广告内容选择$a_c$、投放时机$a_t$、展示形式$a_f$ - **奖励函数$\mathcal{R}$**:$$r(s,a) = \alpha \cdot CTR + \beta \cdot CVR - \gamma \cdot Cost$$ 其中权重系数满足$\alpha + \beta + \gamma = 1$ ### 1.2 车辆数据整合 通过众包车辆传感器获取: - 实时位置数据:GPS坐标$(x,y)$序列 - 移动模式:速度$v$、加速度$a$、停留时间$\Delta t$ - 上下文信息:POI类型、交通状况$T$ 数据预处理流程: $$ \text{原始数据} \xrightarrow{\text{卡尔曼滤波}} \text{清洗数据} \xrightarrow{\text{DBSCAN聚类}} \text{语义特征} $$ ## 2. 关键技术实现 ### 2.1 深度强化学习架构 采用双深度Q网络(DDQN)解决探索-利用困境: ```python class DQN(nn.Module): def __init__(self, state_dim, action_dim): super(DQN, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(state_dim, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 64) self.fc3 = nn.Linear(64, action_dim) def forward(self, x): x = F.relu(self.fc1(x)) x = F.relu(self.fc2(x)) return self.fc3(x) ``` ### 2.2 时空特征编码 使用Transformer结构处理时空数据: $$ \text{Attention}(Q,K,V) = \text{softmax}\left(\frac{QK^T}{\sqrt{d_k}}\right)V $$ 其中位置编码采用:$$ PE_{(pos,2i)} = \sin(pos/10000^{2i/d}) $$ ## 3. 应用场景示例 1. **动态地理围栏广告**:当车辆进入商业区$B_i$时触发相关广告 2. **行程预测推送**:根据移动轨迹预测目的地$D$,提前$t$分钟推送 3. **拥堵时段营销**:结合实时交通流量$F_t$推荐替代路线周边服务 ## 4. 技术挑战对策 | 挑战 | 解决方案 | |------|----------| | 数据稀疏性 | 生成对抗网络(GAN)数据增强 | | 实时性要求 | 边缘计算部署 | | 隐私保护 | 联邦学习框架 | | 多目标优化 | Pareto最优策略 |
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值