【技术实现步骤摘要】
一种基于APF-PSO算法的污染源定位方法
本专利技术涉及环境监测领域，尤其涉及一种基于APF-PSO算法的污染源定位方法。
技术介绍
日益发展的经济带来了生活质量的提升、科技的进步，但也造成了环境污染问题。化学物品及危险品在生产、运输、使用过程中由于人为疏忽、错误操作造成泄漏等等导致突发性环境污染，在处理此类污染事件时，需第一时间对污染物源头进行定位，并提供污染物的扩散情况，为事故处理提供强有力的帮助。以水环境为例，常用的污染源定位及追踪方法有遥感探测、移动机器人探测、人工探测等，但这些技术在水污染源探测与定位中存在很大的局限性，例如，遥感技术只能观测到扩散较为缓慢的水体表面污染，人工探测成本较高且受到地形限制。无线传感器网络具有节点分布密集、多节点协同工作、成本相对低廉、监测范围广、地理位置限制小等诸多优点，但现有基于无线传感器节点的污染源定位算法大部分都随机固定节点位置，定位结果过多依赖定位模型和算法，缺少移动性和灵活性，对特殊情况的适用性较低；另一方面，对于移动传感器节点定位算法，大多没有考虑节点在复...
【技术保护点】
1.一种基于APF-PSO算法的污染源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、随机选取各个移动节点的初始位置，并设置移动节点的初始能量E
【技术特征摘要】
1.一种基于APF-PSO算法的污染源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、随机选取各个移动节点的初始位置，并设置移动节点的初始能量E0以及每一次运动的时间t，所有移动节点根据初始速度进行第1次运动；
S2、完成第k次运动后，对于任一移动节点，计算所述移动节点运动后的剩余能量，判断能量是否低于能量阈值Eth，若是，则能量低于能量阈值Eth的所述移动节点停止工作，对所有移动节点进行判断，若所有移动节点均停止工作则执行步骤S6，否则能量不低于能量阈值Eth的移动节点继续执行步骤S3；
S3、对于任一移动节点，采集所述移动节点的当前位置的污染物浓度，记录所述移动节点采集到的最大浓度及对应的位置，并对所有移动节点采集到的最大浓度及对应的位置进行更新，计算所述移动节点在当前位置采集的污染物浓度与上一位置采集的污染物浓度的浓度差值，根据所述浓度差值判断移动节点是否到达污染物中心区域，若是，则到达污染物中心区域的所述移动节点停止工作；对所有移动节点进行判断，若所有移动节点均停止工作则执行步骤S6，否则未到达污染物中心区域的移动节点继续执行步骤S4；
S4、根据步骤S3中记录和更新的数据对移动节点的运动速度进行调整，得到更新速度
S5、根据斥力场计算出移动节点受到的斥力速度从而得到移动节点下一次运动的速度并根据所述下一次运动的速度以及时间t运动到下一位置，运动次数k增加1次；判断运动次数k是否小于阈值N，若是则回到步骤S2，否则执行步骤S6；
S6、根据移动节点的移动轨迹以及最终分布，重构整个环境中的污染物分布，从而确定污染源中心。
2.根据权利要求1所述的基于APF-PSO算法的污染源定位方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述更新速度的计算公式如下：
式中，表示移动节点第k次运动的速度；△Ck表示移动节点在当前位置xk处与采集到最大浓度的位置pk处的浓度的差值，ρp表示移动节点的当前位置xk与采集到最大浓度的位置pk之间的距离；△Cmax表示移动节点在当前位置xk处与所有移动节点采集到最大浓度的位置gk处的浓度的差值，ρg表示移动节点当前位置xk与所有移动节点采集到最大浓度的位置gk之间的距离；c1、c2均为固定系数，rand1、rand2均为[-1,1]之间的随机值。
3.根据权利要求1所述的基于APF-PSO算法的污染源定位方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述斥力场根据人工势能场法在移动节点和障碍物周围抽象得到，通过斥力场的排斥作用来避免...
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