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物联网中物资传送实时性调度仿真

更新时间：2019-12-16 22:30:54 大小：691K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

对物联网中物资的传送进行实时性调度,能够有效提高救灾现场物资传送效率.物资传送的实时性调度,需要确定物资物资传送路径约束参数,进行优化求解,完成对物资传送实时性调度.传统方法先收集周围环境信息,产生简捷有效的物资物资传送轨迹,但忽略了路径约束参数的确定,导致调度精度偏低.提出基于萤火虫优化的物联中物资传送调度方法.用一个向量代表物联网网络中所有路由节点的通信量情况,获取网络全部路由节点的物资物资传送通信量总和,计算出实际供应信息流中物资物资传送路径长度,确定物资物资传送路径约束参数,获取物资物资传送路径规划目标函数,选择满足当前供应信息流中物资物资传送约束条件的路径,由此实现物联中物资传送调度.实验结果表明,所提方法能够提升物资物资传送控制精度,且控制效率较优.

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2017年7月

第34卷第7期

计算机仿真

文章编号：1006—9348(2017)07—0248—04

物联网中物资传送实时性调度仿真

张莹1．李家军1。王蒋风2

(1．西北工业大学管理学院，陕西西安710000；2．哈尔滨工业大学理学院，黑龙江哈尔滨150000)

摘要：对物联网中物资的传送进行实时性调度。能够有效提高救灾现场物资传送效率。物资传送的实时性调度，需要确定物

资物资传送路径约束参数，进行优化求解，完成对物资传送实时性调度。传统方法先收集周围环境信息，产生简捷有效的物

资物资传送轨迹，但忽略了路径约束参数的确定．导致调度精度偏低。提出基于萤火虫优化的物联中物资传送调度方法。

用一个向量代表物联网网络中所有路由节点的通信量情况，获取网络全部路由节点的物资物资传送通信量总和，计算出实

际供应信息流中物资物资传送路径长度，确定物资物资传送路径约束参数，获取物资物资传送路径规划目标函数，选择满足

当前供应信息流中物资物资传送约束条件的路径．由此实现物联中物资传送调度。实验结果表明，所提方法能够提升物资

物资传送控制精度，且控制效率较优。

关键词：物联网：物资传送：实时性调度

中图分类号：TP39t

文献标识码：B

Real Time

of Material

in Internet of

Scheduling

Delivery

Things

ZHANG

Yin91，LI Jia—junl，WANG

Jiang—fen92

School

(1．Northwestern

Polytechnical University

2．Harbin Institute of

Shanxi，710000，China；

ofManagement，Xi’an

Science，Harbin

50000，China)

Technology，School

Heilongjiang

research focuses on

method of material transmission in intemet of

based on

things

ABSTRACT：This

scheduling

glow—

worl／l

used

vector to

situation of communication traffic of all

routing

node in inter—

optimization．First，we

represent

net

and

total of the communicationtraffic of material

worked out the

length

of the addi-

path．In

things

acquired

transmission，then

path

of material transmission in actual

information stream and confirmed constraint

and selected

supply

function of

parameter

the constraint condition of mate·

path satisfying

tion，we acquired objective

rial transmission in current

path programming

information

results show that the method

control

improve

stream．Experimental

supply

of material transmission and has better control

precision

efficiency．

KEYWORDS：Internet

things；Material transmission；Real-time scheduling

引言

随着物联网技术的不断发展，我国相关领域越来越重视

时性物资物资传送，存在物资信息分配准确性低的问题[4一。

在这种情况下，如何有效进行物联中物资传送调度．是现阶

段处于高度关注的重点问题”一。

物联网的应用，以及系统开发，由于物联网的用途逐渐广泛。

目前物联网引起国内学术界、工业界和媒体的高度重视f-2—1。

现如今，自然灾害也在逐年增多，在灾害之后．应急物资送达

的及时性是十分关键的，在混乱的现场，对于物资的智能化

管理也尤为重要，因为对于物资的供应，存在地域差异性，且

分布不稳定，各个地域需求也各不相同，具有很强的流动性，

由于灾害现场环境相对复杂。所以对于物资的应急配送以及

现场管理一直困扰着相关领域的相关人士”-。虽然现在目

前看来，物联网技术逐渐成熟，但该问题还是没有得到很好

的解决，现阶段物资配送管理结构功能不完善．难以实现实

现阶段。可扩展性较强的物联中物资传送调度方法有：

文献[6]提出一种基于遗传算法的物联中物资传送调度方

法。该方法先建立物联中物资传输环境信息的神经网络模

型，并利用该模型建立物资物资传送路径与神经网络输出的

关系，然后将需规划控制的路径的二维编码简化为一维编

码，并将供应要求和物资传输最短路径要求融合为适应度函

数，由此完成物联中物资传送调度。该方法控制效果较好，

但存在控制过程较为繁琐的问题。文献[7]提出一种基于神

经网络的物联中物资传送调度方法。该方法采用神经元阵

列表示物联网环境，通过自带传感器收集周围环境信息以及

目标点的距离信息．通过局部神经网络的实时训练产生简捷

有效的物资物资传送轨迹，由此完成物联中物资传送调度。

基金项目：中央高校基本科研项目(3102015BJ(II)MYZ05)

收稿日期：2017—02—13修回日期：2017—03—03

---——248---——

万方数据

该方法控制效率较高．但存在控制精度较低的问题。文献

[8]提出一种基于时变适应度函数的物联中物资传送调度方

法。该方法先将人类搜索经验与粒子群理论相结合，利用神

经网络描述物联网物资传输环境约束和距离信息。并构造粒

子的适应度函数．在迭代过程中通过利用权值的改变合理地

控制适应度函数。由此完成物联中物流传输信息智能控制。

该方法实时性较强，但存在控制速率较低的问题(9。1 。

针对上述问题．提出一种基于萤火虫优化的物联中物资

传送调度方法。实验结果表明，所提方法能够提升物资物资

传送控制精度。且控制效率较优。

增加1或是减半，其概率八P。，cn￡?)如式(4)所示，则从物联

中物资物资传送状态i变化至状态j的状态转移概率

P(j

i，n。)可利用式(5)进行表示。

“

cnt'：

：

{

f‘1咄’“。删*加1

(4)

(5)

f(pk,cnt：)P

【1一(1一P★)“”，c毗减半

P(Jl

i，Ⅱ。)=n以n，cn￡?)

^E拧”

式中，P(j i，o)代表在状态为i时采取行动口后状态转移至

j的概率，P。代表路径k(k R。)经过cm?个分组的概率。

假设，反馈R(i，o。)代表在物资物资传送状态i时选择

行动后a。的瞬时吞吐量，在物联网多路并行传输物资信息

时，各个路径的往返时延不同，物资信息数据包到达接收端

的时间不同，在物资物资传送时，由于需要等待晚到达的物

资信息数据包，利用式(6)定义反馈

2物联网中物资传送实时性调度原理

在进行物联中物资传送调度过程中，首先综合考虑物联

中物资物资传送往返时延和丢包率对吞吐量的影响，依据最

优策略动态地选择不同的路径进行物资物资传送，由此实现

物联中物资传送调度．具体过程如下所述：

(6)

R(i^)-汹P(jI i,am)。善cw'J。max。Tk

其中，c以代表在物资物资传送状态J时路径k的窗口值。

综上所述可以说明．物联网中物资传送调度原理。利用

该原理完成了对物资传送实时性调度。

假设，共有n条物联中物资传输路径，瓦、P。和阢分别代

表n条路径的往返时延、丢包率和最大窗口，k：1，2，，n。

物联中物资传输路径的拥塞窗口具有马尔可夫性，与下一时

刻的窗口大小相关，利用式(1)选择物联中传输路径的拥塞

窗口构成的状态集：

基于萤火虫优化的物资传送调度方法

3．1

多约束网络物资物资传送路径规划数学模型

(1)

S={(c叫1，，c埘。)I c"^ [1，阢]}

在进行物联中物资传送调度过程中．先用一个向量代表

式中，c”。(k=l，2，，k)代表在某状态下物资传输路径k的

窗口大小。

物联网网络中所有路由节点的通信量情况，获取物联网网络

全部路由节点的物资物资传送通信量总和，计算出实际供应

信息流中物资物资传送路径长度，确定物资物资传送路径约

束参数，获取物资物资传送路径规划目标函数，具体过程如

下所述：

假设，行动代表不同的物资物资传送路径选择策略，凡条

t代表

物资传输路径共有2”1种策略，令A。一={al’．一，a：q

所有行动的集合，令R。代表物资传输路径选取策略a。所包

含的所有传输路径，m=I，2，，2”一l代表策略数，若A。

代表行动集合．则可能出现物资信息并行传输吞吐量大于最

大单路径传输物资信息吞吐量的情况，所以在状态i时所选

取的策略要满足其吞吐量不大于最大单路径传输物资信息

在一个物联中物资物资传送路径组合方案i’中，首先用

一个向量表示各条物资信息的传输路径，向量的各个分量为

物联网网络传输路径中的路由节点，用一个向量代表物联网

网络中所有路由节点的通信量情况，利用式(7)进行计算

吞吐量，即A(i)={。。I‰

A。。}，c埘：代表在状态i时物资

(7)

STV：y．仰E’X邶r’

‘

传输路径k的窗口大小，满足条件

暑

(2)

式中，御K’代表供应信息流中一条物资传送调度路径向量，

艺c埘：／瓦罂警阢／瓦

—I

拈Rm

MST,’代表一条物资物资传送的通信量，利用式(8)获取物

依据物联中物资传送调度联合拥塞控制机制，在使用行

联网网络全部路由节点的物资物资传送通信量总和

动a时，物联网物资物资传送路径自上每收到一个应答包，m

物资物资传送路径^的拥塞窗口c似。就增加rain(am／cw。，，

1／cw。)。物资物资传送路径Ji}上一旦发生丢包，物资物资传

送路径k的拥塞窗口CW。就减少到c埘；／2，利用式(3)表示使

用行动a。时的智能控制过程

(8)

sr：y．STVC．’

式中．STVC．’代表物资物资传送通信量向量的分量，利用式

(9)计算出实际供应信息流中物资物资传送路径长度

APL：NMPvC一1

t9、

(3)

o。=cw“(maxcw^／瓦)21( c毗／瓦)‘

’m

ER“

式中．NMPVC代表物资信息路径向量中值等于1的分量数

量，利用式(10)计算出供应信息流中传输一条物资信息的

绕远程度

式中，c埘。d代表拥塞窗口总数。

假设在使用物联中物资传送调度行动。。后，物资物资

传送路径七(I R。)经过cn￡?个分组后窗口增加l，物联中

物资物资传送路径c训。窗口的变化形式有两种可能，窗口c训。

MDE．=(APL—PLmin)／PLmin

(10)

式中．PLmin代表最短路径长度，则利用式(11)得到供应信

．．．——249．---——

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