論文の概要: TSC: Topology-Conditioned Stackelberg Coordination for Multi-Agent Reinforcement Learning in Interactive Driving

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.23896v1
• Date: Fri, 27 Feb 2026 10:46:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.762806
• Title: TSC: Topology-Conditioned Stackelberg Coordination for Multi-Agent Reinforcement Learning in Interactive Driving
• Title（参考訳）: TSC:対話運転における多エージェント強化学習のためのトポロジコンディション付きStackelbergコーディネーション
• Authors: Xiaotong Zhang, Gang Xiong, Yuanjing Wang, Siyu Teng, Alois Knoll, Long Chen,
• Abstract要約: トポロジ条件付きStackelberg Coordinationは、コミュニケーションフリー実行下での分散インタラクティブ運転のための学習フレームワークである。 TSCは,主要な指標をまたいだ代表的MARLベースラインよりも優れた性能を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.09409794849228
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Safe and efficient autonomous driving in dense traffic is fundamentally a decentralized multi-agent coordination problem, where interactions at conflict points such as merging and weaving must be resolved reliably under partial observability. With only local and incomplete cues, interaction patterns can change rapidly, often causing unstable behaviors such as oscillatory yielding or unsafe commitments. Existing multi-agent reinforcement learning (MARL) approaches either adopt synchronous decision-making, which exacerbate non-stationarity, or depend on centralized sequencing mechanisms that scale poorly as traffic density increases. To address these limitations, we propose Topology-conditioned Stackelberg Coordination (TSC), a learning framework for decentralized interactive driving under communication-free execution, which extracts a time-varying directed priority graph from braid-inspired weaving relations between trajectories, thereby defining local leader-follower dependencies without constructing a global order of play. Conditioned on this graph, TSC endogenously factorizes dense interactions into graph-local Stackelberg subgames and, under centralized training and decentralized execution (CTDE), learns a sequential coordination policy that anticipates leaders via action prediction and trains followers through action-conditioned value learning to approximate local best responses, improving training stability and safety in dense traffic. Experiments across four dense traffic scenarios show that TSC achieves superior performance over representative MARL baselines across key metrics, most notably reducing collisions while maintaining competitive traffic efficiency and control smoothness.
• Abstract（参考訳）: 密集交通における安全で効率的な自律運転は、基本的に分散化されたマルチエージェント協調問題であり、マージやウィービングのような競合点における相互作用は、部分的な可観測性の下で確実に解決されなければならない。 局所的および不完全なキューのみによって、相互作用パターンは急速に変化し、しばしば振動の収量や安全でないコミットメントのような不安定な振る舞いを引き起こす。 既存のマルチエージェント強化学習(MARL)アプローチは、非定常性を悪化させる同期決定法を採用するか、あるいはトラフィック密度が増加するにつれて低下する集中的なシーケンシング機構に依存する。 これらの制約に対処するため,通信自由な実行下での分散型インタラクティブ運転のための学習フレームワークであるTopology- Conditioned Stackelberg Coordination (TSC)を提案する。 このグラフ上に条件付きで、TSCはグラフローカルなStackelbergサブゲームに密接な相互作用を不均一に分解し、集中的なトレーニングと分散実行(CTDE)の下で、行動予測を通じてリーダーを予測し、行動条件付き値学習を通じてフォロワーを訓練するシーケンシャルな調整ポリシーを学び、局所的なベストレスポンスを近似し、密集トラフィックのトレーニング安定性と安全性を向上させる。 4つの密集した交通シナリオに対する実験により、TSCは主要な指標をまたいだ代表的MARLベースラインよりも優れた性能を達成し、特に衝突を低減し、競合する交通効率と制御のスムーズさを維持した。

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