一种基于多目标优化的隧道双能源分簇路由方法技术

技术编号:46569759 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:17
一种基于多目标优化的隧道双能源分簇路由方法,包括:构建一种单管隧道的三维空间模型,用于表征隧道的几何结构;提出多目标分簇路由算法(Tunnel Clustering Routing,TCR)及其双能源动态供给算法(Dual Energy‑basedTunnel Clustering Routing,DETCR);在部落竞争与成员合作算法(Competition ofTribes and Cooperation ofMembers,CTCM)基础上,提出多目标部落竞争与成员合作算法(Multi‑Objective Competition ofTribes and Cooperation ofMembers,MOCTCM),综合考虑节点的剩余能量、通信距离、能量消耗以及中继节点(RelayNode,RN)选举频率等因素,为最优簇头(Optimal Cluster Head,Optima‑CH)与最优中继节点(Optimal Relay Node,Optima‑RN)的选取提供更具适应性与全局优化能力的决策依据。本发明专利技术有效解决动态、能源受限的隧道环境中节点能量消耗不均和能源供给受限的问题,显著延长网络生命周期并提高其能效水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物联网领域,涉及一种基于多目标优化的隧道双能源分簇路由方法


技术介绍

1、无线传感器网络(wireless sensor network,wsn)分簇路由算法在提高网络效率、延长网络寿命和优化资源利用等方面扮演着重要角色。根据算法的分布式和集中式特性,现有的研究可大致分为两类。早期的代表性算法,如heinzelman等人提出的leach(low-energy adaptive clustering hierarchy)采用分布式结构,在网络中每个节点根据一定的概率自主选择ch,旨在减少能量消耗并提高网络寿命。尽管leach算法具有较高的能量效率和较低的拓扑管理开销,但由于缺乏全局信息,它无法有效处理ch选择中的能量不均衡问题。为了解决这一问题,heinzelman等人进一步提出了集中式路由算法leach-c(leach-centralized),该算法通过bs获取全局能量信息及节点距离等因素来优化ch的选择,从而实现更好的能量均衡并延长网络寿命。

2、在leach算法的基础上,越来越多的改进算法应运而生,尤其是智能优化算法的引入本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多目标优化的隧道双能源分簇路由方法,其特征在于,具体包括:构建一种单管隧道的三维空间模型,用于表征隧道的几何结构;其次,提出多目标分簇路由算法Tunnel Clustering Routing,TCR及其双能源动态供给算法Dual Energy-based TunnelClustering Routing,DETCR;在部落竞争与成员合作算法Competition ofTribes andCooperation of Members,CTCM的基础上,设计一种多目标部落竞争与成员合作算法Multi-Objective Competition ofTribes and Coop...

【技术特征摘要】

1.一种基于多目标优化的隧道双能源分簇路由方法,其特征在于,具体包括:构建一种单管隧道的三维空间模型,用于表征隧道的几何结构;其次,提出多目标分簇路由算法tunnel clustering routing,tcr及其双能源动态供给算法dual energy-based tunnelclustering routing,detcr;在部落竞争与成员合作算法competition oftribes andcooperation of members,ctcm的基础上,设计一种多目标部落竞争与成员合作算法multi-objective competition oftribes and cooperation ofmembers,moctcm,综合考虑节点的剩余能量、通信距离、能量消耗以及中继节点relaynode,rn选举频率因素,为最优簇头optimal cluster head,optima-ch与最优中继节点optimal relaynode,optima-rn的选取提供适应性与全局优化能力的决策依据;tcr算法利用moctcm生成的pareto解集,通过technique for order preference by similarity to ideal solution,topsis方法选择optima-ch,并结合变异系数法对各目标函数进行动态加权,以确定optima-rn;在此基础上,detcr...

【专利技术属性】
技术研发人员:火久元曹芳杨继广魏文亮阚甲赟穆聪
申请(专利权)人:兰州交通大学
类型:发明
国别省市:

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