一种应急环境中有限通信资源调配方法及装置制造方法及图纸

技术编号:34372432 阅读:41 留言:0更新日期:2022-07-31 11:49
本发明专利技术公开了一种应急环境中有限通信资源调配方法及装置,该方法包括如下步骤:步骤S1,基于应急通信资源流网络描述,以通信项目各活动之间的通信资源转移数量及活动开始时间作为决策变量,建立SSAGFD问题优化模型;步骤S2,基于重构邻碳编排M

A method and device for allocating limited communication resources in emergency environment

【技术实现步骤摘要】
一种应急环境中有限通信资源调配方法及装置


[0001]本专利技术涉及资源调配
,特别是涉及一种应急环境中有限通信资源调配方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来,我国因自然灾害或人为因素造成的人员被困事件频发。由于救援环境恶劣,通信方式和设施存在较大的不确定性。为顺利开展救援工作,首要是确保应急环境中如洪水地震或火灾爆炸等天灾人祸恶劣环境中通信工作的通畅,保证现场中有限的可用通信资源的合理调配。通常,应急环境中搜救工作作为突出工作任务,其相关配备的通信功能务必优先保障和调配,以确保人民群众的生命财产安全。但由于灾区通信资源的局限,现如今采取的应急调配方案较为单一,未能提供与应急通信需求相当的资源信号处理能力。从已有的文献来看,大多数文献所描述的资源调配方式仍难以满足实际需求,对灾区通信终端的资源供给服务还不够完善。
[0003]申请号为200910011633.1的中国专利技术专利申请提供了一种基于搜索和均衡思想的工业无线网络通信资源分配方法,其涉及到一种基于搜索和均衡思想的工业无线网络通信资源分配方法,该方法包括:网络设备向网络管理器发起端到端的通信资源申请;路由计算模块计算通信资源申请的网络设备的路径;路由计算模块将路径计算结果提交给通信资源分配模块;通信资源分配模块计算路由计算模块所提交的路径所需要的通信资源;如果空闲的通信资源满足通信资源数量要求,则依策略搜索满足要求的通信资源;通信资源分配模块根据路由计算模块提交的路径信息对资源进行预分配。
[0004]上述专利技术专利申请技术的缺点是通信资源分配流程繁杂,过程时延较高,且不能确保灾区应急通信信号网络传输的稳定性和抗干扰性,其导致原因主要是因为:应急环境中对移动通信需求存在较大的需求量,但却有因为灾情等造成通信资源受限,对原有通信资源分配方式对冲应急情况下庞大的数据供给缺乏稳定性和实时性,从而存在有限资源配给不均的现象。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术存在的不足,本专利技术之目的在于提供一种应急环境中有限通信资源调配方法及装置,以更好地适配应急环境通信下各移动终端的通信需求,为调节不同级别通信任务的资源科学分配提供较可靠的参考依据。
[0006]为达上述目的,本专利技术提出一种应急环境中有限通信资源调配方法,包括如下步骤:
[0007]步骤S1,基于应急通信资源流网络描述,以通信项目各活动之间的通信资源转移数量及活动开始时间作为决策变量,建立SSAGFD问题优化模型;
[0008]步骤S2,基于重构邻碳编排M
reroute
与反转邻碳编排M
reverse
,实现了改进的重构邻碳编排并基于改进的重构邻碳编排实现求解最优应急通信资源流网络
的SSAGFD自适应算法,对步骤S1所构建的SSAGFD问题优化模型实现应急通信资源配置最优解。
[0009]优选地,于步骤S1中,在应急通信资源流网络结构中,所有通信资源都是从虚拟起始节点出发,经过通信资源弧转移,最后汇聚到虚拟结束节点;当两个活动之间存在多种通信资源发生转移时,则相应两个传输节点之间存在多条通信资源弧。
[0010]优选地,于步骤S1中,采用节点式网络G=(M,A)表示一个通信项目,记应急通信活动集合为J'={s,1,

,M,e},其中s和e分别代表虚拟首活动和虚拟尾活动,A代表应急通信活动之间的结束

开始型工序优先关系集合,记有限资源种类集合为R,第r(r=1,2,

,R)种通信资源的可用量为R
r
,以f
ijr
(i,j∈J

,r∈R)表示从通信活动i转移到通信活动j的通信资源r的数量,f
ijr
>0表示活动i和j之间存在通信资源转移关系,通信资源r从活动i流向活动j需要一定的通信资源转移时间Δ
ijr
,且满足三角形规则,即
[0011]优选地,构建如下SSAGFD问题优化模型如下:
[0012]mins
e
ꢀꢀ
(公式1),
[0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020][0021]其中,公式1为目标函数,表示应急通信项目工期最小化,对于具体的灾区通信模型而言,则有上述公式2的约束条件,其为应急通信活动优先关系约束,即通信活动i完成之前,其紧碳通信活动j不能开始;公式3表示应急通信活动开始时间与通信资源转移时间的关系,即如果通信资源r在通信活动i与其紧碳活动j之间发生了需求转移,那么通信活动j的开始时间必须大于等于通信活动i的结束时间与应急通信资源转移时间Δ
ijr
之和,其中T表示应急通信周期可能的最大值;公式4表示非特定应急通信活动j只能在一个时间点开始;公式5表示应急通信活动开始时间s
j
与服务器决策变量f
jt
的关系;公式6为有限资源流平衡约束,表示流入活动j的资源r的总量与流出该活动的资源r的总量须相等,且等于该救援活动的资源需求量;公式7表示有限资源转移数量不能超出活动所需数量;公式8描述了有效服务器决策变量y
ijk
和f
ijk
之间的关系;公式9为有限资源需求约束,表示任意时刻正在进行的活动对于资源r的消耗量不超过资源总供应量。
[0022]优选地,步骤S2进一步包括:
[0023]步骤S200,设计邻碳结构和决策变量;
[0024]步骤S201,基于重构邻碳编排M
reroute
与反转邻碳编排M
reverse
,实现了改进的重构邻碳编排
[0025]步骤S202,基于改进的重构邻碳编排实现一种求解最优应急通信资源流网络的SSAGFD自适应算法,以对步骤S1所构建的SSAGFD问题优化模型实现应急通信资源配置最优解。
[0026]优选地,对于各有效服务器决策变量的可行域,做出以下约束条件:
[0027][0028][0029][0030]优选地,于步骤S202中,基于重构邻碳编排只有满足条件f
ijk
≤f
uvk
的邻碳编排才有可能找到时间更短的关键路径,从而得到改进后的重构邻碳编排
[0031]优选地,于步骤S203中,该求解最优应急通信资源流网络的SSAGFD自适应算法的基本思想是优先选择有望改进当前解的邻碳编排当邻碳解能够改进当前解时,则进行邻碳变换,不再访问其他邻碳结构,以此来提高算法搜索效率。
[0032]优选地,于步骤S203中,当流入某大型通信活动的可用通信资源总量超过该活动所需资源数量时,通过所述SSAGFD自适应算法可选择通信资源最早到达时间与活动开始时间之差最小的活动进行资源转移和调配,从而适配应急环境中有限的通信资源同大量的受灾用户需求之间的平衡与适配。
[0033]为达到上述目的,本专利技术还提供一本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应急环境中有限通信资源调配方法,包括如下步骤:步骤S1,基于应急通信资源流网络描述,以通信项目各活动之间的通信资源转移数量及活动开始时间作为决策变量,建立SSAGFD问题优化模型;步骤S2,基于重构邻碳编排M
reroute
与反转邻碳编排M
reverse
,实现了改进的重构邻碳编排并基于改进的重构邻碳编排实现求解最优应急通信资源流网络的SSAGFD自适应算法,对步骤S1所构建的SSAGFD问题优化模型实现应急通信资源配置最优解。2.如权利要求1所述的一种应急环境中有限通信资源调配方法,其特征在于,于步骤S1中,在应急通信资源流网络结构中,所有通信资源都是从虚拟起始节点出发,经过通信资源弧转移,最后汇聚到虚拟结束节点;当两个活动之间存在多种通信资源发生转移时,则相应两个传输节点之间存在多条通信资源弧。3.如权利要求2所述的一种应急环境中有限通信资源调配方法,其特征在于,于步骤S1中,采用节点式网络G=(M,A)表示一个通信项目,记应急通信活动集合为J'={s,1,

,M,e},其中s和e分别代表虚拟首活动和虚拟尾活动,A代表应急通信活动之间的结束

开始型工序优先关系集合,M为通信资源转移数量,记有限资源种类集合为R,第r(r=1,2,

,R)种通信资源的可用量为R
r
,以f
ijr
(i,j∈J

,r∈R)表示从通信活动i转移到通信活动j的通信资源r的数量,f
ijr
>0表示活动i和j之间存在通信资源转移关系,通信资源r从活动i流向活动j需要一定的通信资源转移时间Δ
ijr
,且满足三角形规则,即,且满足三角形规则,即4.如权利要求3所述的一种应急环境中有限通信资源调配方法,其特征在于,构建如下SSAGFD问题优化模型如下:mins
e
(公式1),(公式1),(公式1),(公式1),(公式1),(公式1),(公式1),(公式1),其中,公式1为目标函数,表示应急通信项目工期最小化,对于具体的灾区通信模型而言,则有上述公式2的约束条件,其为应急通信活动优先关系约束,即通信活动i完成之前,其紧碳通信活动j不能开始;公式3表示应急通信活动开始时间与通信资源转移时间的关
系,即如果通信资源r在通信活动i与其紧碳活动j之间发生了需求转移,那么通信活动j的开始时间必须大于等于通信活动i的结束时间与应急通信资源转移时间Δ
ijr
之和,其中T表示应急通信周期可能的最大值;公式4表示非特定应急通信活动j只能在一个时间点开始;公式5表示应急通信活动开始时间s
j
与服务器决策变量f
j...

【专利技术属性】
技术研发人员:林凡吴派霖陈宣竹
申请(专利权)人:广州杰赛科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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