一、成果简介
湖南工商大学大学党委书记、湘江实验室主任、中国工程院院士陈晓红教授,在期刊《IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems》(影响因子:10.2)上发表了题为“Multicenter Hierarchical Federated Learning With Fault-Tolerance Mechanisms for Resilient Edge Computing Networks”的文章。
二、研究亮点
本研究提出了一种创新的多中心分层联邦学习(MCHFL)框架,突破了传统双层架构对中心服务器的高度依赖,解决了设备和服务器故障时可能导致的通信和安全问题。与现有的端—边—云分层联邦学习模型(HFL)相比,MCHFL通过在边缘部署多个全局聚合中心,显著增强了系统的容错能力,尤其在边缘网络中断时仍能保持高效运行。同时,通过MNIST、FashionMNIST和CIFAR-10数据集进行的广泛实验表明,MCHFL在面对高达50%的故障率时,精度下降幅度仅为2.60%、5.12%和16.73%,远优于传统单中心模型在类似条件下的表现。此外,MCHFL不仅具有更高的准确性和更快的收敛速度,还展现出更强的鲁棒性,标志着边缘多中心联邦学习的开创性突破。
图1 多中心分层联邦学习框架示意图
三、完成人简介
陈晓红,第一作者,湖南工商大学大学党委书记、湘江实验室主任、中国工程院院士,研究兴趣为数据决策、人工智能;
许冠英,第二作者,中南大学商学院博士研究生(陈晓红院士博士生),研究兴趣为联邦学习、边缘计算;
徐雪松,通讯作者,湖南工商大学人工智能与先进计算学院执行院长,教授,博士生导师,研究兴趣为物联网、分布式计算
附:成果链接
https://ieeexplore.ieee.org/document/10483107