基于改进随机移动算子的人工鱼群算法

人工鱼群基本算法在求解多峰函数最优值时,存在计算精度有限,易陷入局部最优,鲁棒性较差以及收敛速率较慢和搜索效率较低的缺点,而随机移动算子的随机性是造成这些缺点的重要因素。通过引入粒子群算法思想和自适应扰动的思想对随机移动算子进行改进,进而提出了基于粒子群算法的人工鱼群算法(PSO-AFSA)和包含自适应扰动项的改进人工鱼群算法(ADI-AFSA),并证明了两种改进算法的收敛性。利用公认测试函数集进行仿真实验,结果表明两种改进算法与人工鱼群基本算法及其传统改进算法相比,提高了计算精度、收敛速率、搜索效率并且具有更好的鲁棒性。

基于随机移动模型的移动sinks无线移动传感器网络性能分析与改进

引入移动sinks节点是解决网络连通性、能耗平衡、提高网络生命周期和网络容量的有效方法。针对移动sinks节点的移动机制直接与网络性能相关,结合mWSNs体系结构,分析了基于随机移动模型的网络性能,提出了零数据包分片率的随机移动模型。理论分析与仿真结果表明,该模型能够保证数据零分片,提高了网络的时延性能和数据包传输成功率。

随机移动模型下移动自组网无序传输端到端延迟闭解分析

针对移动自组网端到端延迟在封闭形式分析方面的局限性,该文提出一种有效的针对无序传输,单副本两跳中继算法的网络延迟建模方案,并给出其严格的理论延迟上界。首先针对多种随机移动模型,证明了移动节点的相遇间隔时间可归纳为统一表达式。然后,综合分析了媒介竞争、流量竞争、排队延迟等问题,合理划分并精确求解出了各延迟关键时间段,从而构造了数据包排队服务模型。最后推导出移动自组网端到端延迟的封闭形式理论上界。仿真结果表明,该理论延迟与实验数据紧密吻合。

随机移动终端协同干扰下的安全传输增强机制

终端用户移动是移动网络的一个主要特征。目前,关于物理层安全的研究很少考虑用户移动性对通信安全性能的影响。该文研究了随机移动用户的协同干扰物理层安全机制,推导了随机移动场景中协同干扰下的遍历安全容量,并与静态场景下的协同干扰方案进行了比较。通过数学证明,揭示了具体参数对安全性能的影响。数值结果表明,随机移动场景下协同干扰机制的安全容量和安全能效均有提高,实现了传输安全性的增强。

认知无线网络中非授权用户的随机移动性探讨

认知无线网络采用频谱感知技术和频谱共享技术,在不影响授权用户正常使用信道的前提下使非授权用户机会式地接入空闲频谱,以此提高频谱利用率。文章分析了现有认知无线网络MAC协议分析模型的特点及存在的问题,阐述了非授权用户的随机移动性的重要性,并提出了在认知无线网络MAC协议性能分析模型中如何体现非授权用户随机移动性的具体方法。

面向用户移动场景的无人机中继功率分配与轨迹设计

在无人机(UAV)中继通信中,中继无人机的通信资源分配与运动规划是需要重点解决的问题。为了提升无人机中继通信系统的通信效率,该文提出一种基于近端策略优化算法的无人机中继功率分配与轨迹设计联合规划方法。该方法将用户移动场景下无人机中继功率分配与轨迹设计联合规划问题建模为马尔可夫决策过程,考虑用户位置信息获取不精确的情形,在满足用户中断概率约束的前提下,以中继通信系统的吞吐量最大为优化目标设置奖励函数,采用一种收敛速度较快的深度强化学习算法——近端策略优化算(PPO)法求解,实现中继无人机飞行轨迹优化和中继发射功率合理有效分配。仿真实验结果表明,针对用户随机移动的无人机中继通信场景,该文所提方法与基于随机策略和传统深度确定性策略梯度(DDPG)的方法相比,系统吞吐量分别提升22%和15%。结果表明,所提方法能够有效地提高系统的通信效率。

随机采样移动轨迹时空热点区域发现及模式挖掘

针对随机采样条件下移动轨迹在时间轴分布疏密不均的特点,在将三维时空轨迹转换为一维时间投影数据的基础上,提出一种基于密集时间区间自动检测的时空热点区域发现与移动模式挖掘方法。通过自底向上的动态聚类方式以探测密集时间区间,进而在密集时间区间内进行移动轨迹的时空热点区域发现。最后,采用深度优先的序列模式挖掘算法挖掘频繁移动模式集合。基于合成数据的仿真试验,验证了算法在有效性及可扩展性方面均具有较好的性能。

适于高动态环境下的随机方向移动模型改进算法研究

大规模高动态复杂异构网络的研究是一个热点,由于实际部署经验的匮乏,使得仿真成为一种必不可少的手段,移动模型的选取则是仿真验证各种协议性能的关键。随机方向移动模型是一种应用比较广泛的模型,本文在随机方向移动模型基础上,通过变速和分段变速等方法,提出了两种更适于高动态环境下的节点运动特征的移动模型,仿真结果验证了该算法的正确性。

移动随机荷载作用下梁桥非平稳随机振动的PEM-FFT方法

针对移动随机载荷作用下桥梁结构非平稳随机振动问题,建立了一种基于频域分析的虚拟激励-傅里叶变换方法(PEM-FFT)。与通常的非平稳随机振动的时频分析方法不同,提出的方法完全在频域上执行。其主要特色是能够给出随机输入与随机输出的频域关系,表明移动载荷作用下结构非平稳随机振动分析仅需对载荷的确定性移动函数项进行计算。数值算例考虑了等截面/变截面简支梁受移动随机载荷作用的问题,首先与通常的时频分析方法进行对比,验证了PEM-FFT方法的正确性和有效性,进一步讨论了不同结构形式以及不同载荷移动速度对响应演变统计量的影响。

随机停留点移动模型下AODV路由协议性能仿真

随机停留点移动模型是无线自组网协议性能仿真中常见且广泛使用的移动模型,在仿真过程中存在节点平均移动速度衰减和节点空间分布边界效应问题。讨论分析了造成问题的主要原因,并给出避免节点平均移动速度衰减的方案。最后通过设置不同的节点最大移动速度和节点停留时间这两个移动参数,借助NS-2仿真分析了AODV路由协议性能的变化。仿真结果表明,节点移动速度的变化对AODV路由协议性能影响大,停留时间越长、移动速度越慢,AODV路由协议的分组投递率越大、分组端到端平均传输延时越小。

移动的“床位”

作为一名幼儿教师,从早上踏进幼儿园大门,到晚上下班离园,我已经习惯了每天和孩子们在一起。午休的时间,不当班的老师可以回家休息,但我心里总是放不下孩子们,在家里睡不踏实。于是,在孩子们的一排排小床之间,就有了我午间小憩的一个“床位”。孩子们的活动室和寝室是一体的,床需要每天抬、放,床的位置也不是固定的,经常会随机移动。有时候,我会故意调整“床位”,守着调皮点儿的宝宝一起入睡。每天的生活流程大致如此,直到有一天,我跟暖暖的床挨在了一起……

考虑移动荷载随机性的裂纹梁动响应分析与裂纹定位

对简支裂纹梁在移动随机荷载作用下的位移响应及裂纹定位问题进行研究。发展了含横向开口裂纹的Euler-Bernoulli梁在单个匀速移动随机荷载作用下位移响应理论解,研究了移动荷载噪声标准差恒定情形下裂纹梁的随机动力响应问题,并采用Monte Carlo数值模拟法对提出的移动随机荷载作用下裂纹梁位移响应理论解的正确性进行验证。此外,提出了一种基于时–空转换的梁结构损伤统计定位方法,利用移动荷载的匀速性,将有限测点传感器采集的时域随机响应信号分别转换为梁结构的空间域随机响应,利用Daubechies离散小波变换揭示裂纹引起的空间域响应曲线突变可识别性与随机荷载噪声程度之间的关系,并通过一系列不同速度随机移动荷载下裂纹梁的空间域响应及其均值的离散小波变换分析,实现随机荷载噪声情况下的裂纹定位。

基于网络编码的延迟容忍移动传感器网络低时延广播传输机制

针对延迟容忍移动传感器网络(Delay Tolerant Mobile Sensor Networks,DTMSN)提出一种基于网络编码的广播传输机制(Netcoding-based Broadcast Transmission scheme,NBT)。NBT中,基站(Base Station,BS)将原始数据分批进行传输,每个批次包含的原始数据包的数量一定;BS将同一批次数据包以单播方式传输给不同传感器节点时采用的编码向量互不相关,传感器节点之间采用泛洪的机制交换彼此缺少的编码数据包。由于BS对原始数据包进行了编码,因此传感器节点具有相同编码数据包的可能性大大降低,从而减小了节点间的数据相关度,有效降低了广播时延。在随机路点移动模型(Random WayPoint,RWP)下的仿真结果表明,与目前广播时延最小的泛洪机制相比,NBT能够在通信开销基本相同的情况下有效降低广播传输时延。

无线移动通信网络拓扑有效性的研究

主要研究无线移动通信网络中节点初始位置、覆盖半径和速度对链路和拓扑的影响.采用二维随机行走方法,构建基于移动性时元的随机移动模型.通过数学分析和推导获得节点在不同时刻的链路有效性测度,并在此基础之上研究一定覆盖下所有节点移动总体特性,采用数学推导方法得出了拓扑有效性测度函数.数值仿真结果表明所提出的有效性测度能够用来描述节点的移动特性对链路和拓扑的影响.

一种延迟容忍移动传感器网络自适应连接探测机制

连接探测效率对延迟容忍移动传感器网络(Delay-Tolerant Mobility Sensor Network,DTMSN)的性能有着重要的影响。该文在对随机路点(Random Way-Point,RWP)移动模型统计特性研究的基础上,提出一种面向RWP的DTMSN自适应连接探测机制(Adaptive Contact-Probing Scheme,ACPS)。其基本思想是节点根据每次移动过程中连接到达率的不同,自适应地调整连接探测次数和探测时间,通过提高探测效率和探测准确性来降低探测能量开销和连接发现延迟。仿真结果表明,与固定周期探测机制(Fixed-cycle Probing Scheme,FPS)相比,ACPS能够以较低的能量开销取得更高的探测成功率和更短的连接发现延迟。

用于堆料机的移动式四季除尘自动供水装置

介绍了一种移动式四季自动供水装置的设计思路,可解决北方港口煤炭堆场和码头堆、取料机和装船机在装卸煤炭的作业中四季水除尘的难题。

随机宽线检测方法

为消除基本宽线检测算子中的冗余计算量,提高算法的运算速度,该文提出一种宽线算子的快速实现方法随机移动宽线算子。基本宽线算子采取逐像素移动模板的方式检测图像中的宽线特征,与之不同,随机移动宽线算子在检测时,随机地在图像中放置检测模板,并根据当前像素类型采用启发式的准则确定模板移动的策略,从而加快了模板移动速度,较好地消除了基本宽线检测算法中的冗余运算;在此基础上,提出了两种提前结束条件,可根据检测情况提前结束循环,进一步节省了运算量。利用测试图像对快速算子进行了实验分析,结果表明,随机移动宽线算子在取得相当检测性能的同时,提高了基本宽线算子的运算速度。

多层三角网格轨迹模型的移动传输控制策略

针对新型多层移动传感网络结构下的传输移动控制问题,提出一种三角网格轨迹模型。在三角网格模型下设计F-connect移动策略,给出动态二锚节点定位算法triangle-grid,绘制区域三角网格节点分布图,结合EHCC-communication性质控制F-collect移动以收集S节点的数据信息。模拟实验结果表明,该模型能较好地解决随机移动节点带来的网络不稳定、信息丢失率高等问题,且适用于大规模的无线传感网络,只需布置少量F-collect节点就能获得较高的网络覆盖率和较低的数据丢失率。

基于移动机器人的无线传感器网络数据收集方法

稀疏无线传感器网络中各传感器节点距离较远,而传统的静态数据收集方法要求各传感器节点直接通信,导致网络延迟时间长,能耗高。针对该问题,提出一种基于移动机器人的无线传感器数据收集方法。该方法首先由静态节点选择与路径最短的移动机器人作为簇头,移动机器人比较一定周期内检测到的邻居节点的平均剩余能量与整个网络传感器节点平均剩余能量,根据比较结果决定其是否移动,若移动则采用范围可控的随机移动策略;当移动机器人移动到新位置时,传感器节点更新路由,选择新的移动机器人作为簇头。仿真结果表明,与传统的静态无线传感器网络数据收集方法相比,基于移动机器人的无线传感器网络数据收集方法大大降低了数据传输延迟和节点能量消耗。

移动传感网中基于虚拟货币的路由策略

移动无线传感器网络中,针对节点基于随机运动模型的路由问题,提出一种基于虚拟货币的低能耗路由策略——DTVC。根据节点的属性和数据消息的属性进行买方和卖方的定价并据此选择转发节点。为了提升网络性能,通过控制数据消息的副本数以及对节点的缓存队列中的数据消息排序,把网络中的节点分为源节点和中继节点,只有数据消息的源节点可以复制该数据消息,并依据数据消息的延迟容忍度对消息进行排序,延迟容忍度越小则优先级越高。为了减少网络中的能量消耗,根据sink节点广播的消息删除缓存队列中已经传输成功的数据消息。在Matlab上的仿真实验结果表明,与基于消息容错的自适应数据传输算法(FAD)、基于距离和能量感知模糊逻辑的路由算法(FLDAER)和基于能耗自选演进机制的路由算法相比,DTVC的数据消息投递率至少提高2.5%,平均副本数至少减少25%。