一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及電力載波通信網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是指一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]電力線載波通信因其不需要額外鋪設(shè)線路、且現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、范圍廣而成為一種很有潛力的通信方式，尤其是在智能電網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。但是由于電力線信道的強(qiáng)噪聲、高衰減和時(shí)變性，使得電力線載波網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)比較復(fù)雜。[0003]在電力線載波組網(wǎng)中，如何快速找到最優(yōu)的組網(wǎng)算法、并且能夠適應(yīng)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)困難的問題。[0004]現(xiàn)在已有的組網(wǎng)算法主要有洪泛算法、分簇算法以及融合遺傳算法的蟻群算法。其中洪泛算法和分簇算法難以適應(yīng)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而融合遺傳算法的蟻群算法搜索時(shí)間過長、容易陷入局部最優(yōu)路徑。[0005]因此，迫切需要一種新的更優(yōu)的電力線載波網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)算法。【
發(fā)明內(nèi)容】[0006]本發(fā)明提出一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電力線載波組網(wǎng)方法難以適應(yīng)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的問題。[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：[0008]一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法，其方法步驟如下：[0009](1)初始化信息素，設(shè)定如下參數(shù)值：啟發(fā)因子a、期望因子0、局部信息素?fù)]發(fā)系數(shù)I、全局信息素?fù)]發(fā)系數(shù)P、每次迭代中發(fā)出的搜索幀個(gè)數(shù)、迭代次數(shù)、初始信息素值%、搜索時(shí)間上限N和區(qū)間[0，1]內(nèi)的一個(gè)常數(shù)qQ;[0010]⑵開始一次迭代過程，每一個(gè)搜索幀從集中器出發(fā)，根據(jù)一定策略選擇下一個(gè)要訪問的節(jié)點(diǎn)；[0011]⑶在區(qū)間[0,1]內(nèi)選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)q，當(dāng)q<qQ時(shí)，選擇概率最大的節(jié)點(diǎn)；當(dāng)q多時(shí)，用輪盤賭方法根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的概率選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)；[0012](4)當(dāng)前搜索幀訪問節(jié)點(diǎn)時(shí)間到達(dá)搜索時(shí)間上限N時(shí)，若還沒有找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則停止當(dāng)前搜索幀，啟動(dòng)另一個(gè)新的搜索幀；當(dāng)本次迭代中發(fā)出的搜索幀個(gè)數(shù)全部用完后，結(jié)束本次迭代過程；[0013](5)當(dāng)一次迭代過程結(jié)束后，將所有搜索路徑存入數(shù)據(jù)庫，包含目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑為成功路徑，記錄所有成功路徑中每個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)，出現(xiàn)次數(shù)超過1的節(jié)點(diǎn)為公共節(jié)點(diǎn)，對(duì)每一條成功路徑根據(jù)公式Tij=(1-UTij+|^更新路徑上的信息素；[0014](6)對(duì)每兩個(gè)公共節(jié)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)庫中所有搜索路徑中找到這兩個(gè)公共節(jié)點(diǎn)之間的最短連接路徑，存入公共節(jié)點(diǎn)最短連接路徑表；[0015](7)將所有公共節(jié)點(diǎn)及其相互之間的最短連接路徑畫成一張連通圖，利用迪科斯徹算法找到本次迭代的最優(yōu)路徑；[0016](8)根據(jù)公式tu=(1-p)tu+pAtu更新信息素，其中【主權(quán)項(xiàng)】1.一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法，其特征在于，其方法步驟如下：(1)初始化信息素，設(shè)定如下參數(shù)值：啟發(fā)因子a、期望因子0、局部信息素?fù)]發(fā)系數(shù)I、全局信息素?fù)]發(fā)系數(shù)P、每次迭代中發(fā)出的搜索幀個(gè)數(shù)、迭代次數(shù)、初始信息素值搜索時(shí)間上限N和區(qū)間[0，1]內(nèi)的一個(gè)常數(shù)qQ;(2)開始一次迭代過程，每一個(gè)搜索幀從集中器出發(fā)，根據(jù)一定策略選擇下一個(gè)要訪問的節(jié)點(diǎn)；(3)在區(qū)間[0,1]內(nèi)選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)q，當(dāng)q<qQ時(shí)，選擇概率最大的節(jié)點(diǎn)；當(dāng)q彡qQ時(shí)，用輪盤賭方法根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的概率選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)；⑷當(dāng)前搜索幀訪問節(jié)點(diǎn)時(shí)間到達(dá)搜索時(shí)間上限N時(shí)，若還沒有找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則停止當(dāng)前搜索幀，啟動(dòng)另一個(gè)新的搜索幀；當(dāng)本次迭代中發(fā)出的搜索幀個(gè)數(shù)全部用完后，結(jié)束本次迭代過程；(5)當(dāng)一次迭代過程結(jié)束后，將所有搜索路徑存入數(shù)據(jù)庫，包含目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑為成功路徑，記錄所有成功路徑中每個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)，出現(xiàn)次數(shù)超過1的節(jié)點(diǎn)為公共節(jié)點(diǎn)，對(duì)每一條成功路徑根據(jù)公式Tij=(1-Utij+|^更新路徑上的信息素；(6)對(duì)每兩個(gè)公共節(jié)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)庫中所有搜索路徑中找到這兩個(gè)公共節(jié)點(diǎn)之間的最短連接路徑，存入公共節(jié)點(diǎn)最短連接路徑表；(7)將所有公共節(jié)點(diǎn)及其相互之間的最短連接路徑畫成一張連通圖，利用迪科斯徹算法找到本次迭代的最優(yōu)路徑；(8)根據(jù)公式Tij=(1-p)Tij+pATij更新信息素，其中(9)當(dāng)本次迭代過程沒有成功路徑且之前也沒有過成功路徑時(shí)，本次迭代過程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)每訪問一次，該節(jié)點(diǎn)的訪問次數(shù)加1;(10)當(dāng)本次迭代過程沒有成功路徑且之前有過成功路徑和迭代最優(yōu)路徑時(shí)，根據(jù)公式(1-p)Tij+pATij更新信息素，其中(11)開始下一次迭代過程，直至達(dá)到規(guī)定的迭代次數(shù)，得到最優(yōu)路徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法，其特征在于，所述步驟(2)中的一定策略具體是指：當(dāng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)沒被找到時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)被選擇的概率是當(dāng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被找到時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)被選擇的概率是式中，visit_table(j)指節(jié)點(diǎn)j被訪問過的次數(shù)，allowed指所有在節(jié)點(diǎn)i處允許被訪問的節(jié)點(diǎn)的集合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法，其特征在于，所述tu是指從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的信息素。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法，其特征在于，所述步驟(8)中K是一個(gè)常數(shù)，Lbs是迭代最優(yōu)路徑的跳數(shù)。【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電力線載波網(wǎng)絡(luò)蟻群組網(wǎng)算法，基于改進(jìn)后的蟻群算法，使用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)已找到的路徑，在未找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)前降低已訪問過的節(jié)點(diǎn)被訪問的概率，并且使用了迪徹斯特算法找到迭代最優(yōu)路徑。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明基于改進(jìn)后的蟻群算法，使用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)已找到的路徑，在未找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)前降低已訪問過的節(jié)點(diǎn)被訪問的概率，并且使用了迪徹斯特算法找到迭代最優(yōu)路徑。實(shí)驗(yàn)證明該算法可以大幅度減少找到全局最優(yōu)路徑的時(shí)間，提高找到全局最優(yōu)路徑的概率；不僅可以適應(yīng)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而且可以大幅度縮短尋找全局最優(yōu)路徑的時(shí)間，提高找到全局最優(yōu)路徑的概率。【IPC分類】H04B3-54【公開號(hào)】CN104579425【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410796598【發(fā)明人】張林山,曾宇,周年榮,黃星,楊家全,周曉方【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院【公開日】2015年4月29日【申請(qǐng)日】2014年12月22日