基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由

针对无线传感器网络中三维路由算法的能耗问题,提出了基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由(3D-SMEER)。该路由算法根据自适应多跳机制确定跳数,利用协同节点转发消息包到邻居最优胞父,从而减轻当前胞父的传输负担。同时,对协同节点的选择区域进行了研究,并且考虑节点的剩余能量和相关位置信息选择协同节点,以平衡网络的能耗。仿真结果表明,与其他算法相比3D-SMEER算法节省了网络的平均能耗,有效地提高了网络的能耗平衡度。

基于三维胞元空间的MA双向并行路由算法

针对传统移动代理(MA)在监测无线传感器网络(WSNs)的感兴趣信息时产生的延迟较大和能耗较多问题,提出了基于三维胞元空间的MA双向并行(3D—BPMA)路由算法。3D—BPMA将MA与传统的客户/服务器(C/S)模式相结合,在胞元内利用C/S模式搜集信息,在单层胞元系统和路由器与路由器之间采用MA双向并行的策略进行传输。仿真结果表明:3D—BPMA与LCF,DSG—MIP算法相比减少了平均响应时间和网络平均能耗,提高了MA发送率。

基于三维元胞空间的多目标元胞遗传算法

元胞遗传算法是一种将元胞自动机与遗传算法相结合的进化算法,这种算法具有遗传算法的适用性、并行性和扩展性,但是在后期的二维元胞空间扩散速度过慢。提出了一种基于三维球形元胞空间的多目标元胞遗传算法,其基本思想是:取元胞空间为三维球,根据Pareto支配关系找出种群中的非支配解并保存到精英集,根据元胞自动机中拓扑结构和邻居等机制,使精英集中的Pareto非支配解在种群中扩散。指标分析和数值实验表明,新算法的解不仅多样性和均匀性较好,而且在后期具有较快的扩散速度。

林火蔓延模拟元胞自动机算法研究

二维元胞自动机模型常用于林火蔓延中,但其存在迭代次数过多、进化过程不充分以及结束迭代的条件不明确等缺点。针对上述问题,提出一种基于多目标遗传算法的三维元胞空间林火蔓延模型。首先,将影响和决定林火蔓延因子的主体作为元胞引进二维元胞自动机模型中;其次,为了减少二维元胞自动机模型的迭代次数,明确结束迭代的条件,首先对初始化方式改进,采用三维球形元胞空间对二维元胞空间进行改进,其次通过多目标遗传算法对元胞自动机算法进行改进,从而提高林火蔓延模型预测精度。通过仿真结果,对比分析传统的二维元胞自动机模型、王正非模型以及Rothermel模型与本文提出的方法,可知本文提出的方法迭代次数大幅减少,运行时间大幅下降,使得元胞自动机的运行效率得到了显著提高。此外元胞自动机的终止条件得到了明确,且实际林火蔓延过程与提出的林火蔓延模型的实验仿真结果具有较高的相似性。

基于3维胞元空间的MA并行能量高效路由

针对无线传感器网络中移动代理在3维空间上的双向传输问题,提出了基于3维胞元空间的MA(mobile agent)并行能量高效路由算法(3D-PEMA).结合胞元空间模型和数据融合模型判断移动代理节点迁移时是否进行数据融合,提出了数据融合判定距离;同时在单层胞元系统中将派遣单MA和多MA的方法相结合,在MA双向并行路由算法(BPMA)基础上对其横向上的传输策略作了优化.仿真结果表明,3D-PEMA算法相比3D-BPMA和MIP(Mult I-agent Planning)算法节省了网络的平均能耗,响应时间快,系统可靠性高.