用于自动化质监的电子秤无线自组网路由算法设计

提出了一种基于ZigBee无线自组网络用于自动化质监的电子秤路由算法.以DGT-CC为蓝本,使用更加完善的局部流量均衡策略来规避拥塞,并为无线自组网构建流量均衡的数据汇集树路由.通过本路由算法可以高效、快速地收集电子秤数据信息,实现高效方便的质监.     

一种基于虚拟簇头的拥塞控制算法

在大规模、高密度的无线传感器网络中,使用多跳分簇的层次结构有利于管理整个网络,且节省传感器节点的能量,但容易发生网络拥塞。针对该问题,提出一种基于虚拟簇头节点的拥塞控制算法,在簇内建立最短路径树,在簇间构造多元路径。实验结果表明,该算法能在保证网络吞吐量的同时,缩短数据的传输时延。     

考虑负载均衡的无线传感器网络数据汇集算法

基于最小生成树策略的数据汇集算法使得数据传输效率高,但是树的构造使得转发节点负载过高,能量消耗过大,还会造成无线传感器网络的负载不均衡。针对这种情况,提出一种考虑负载均衡的数据汇集算法,该算法基于最小代价树的建立策略,在构造树的过程中避开剩余能量小的节点,最大化无线传感器网络的生存时间。     

一种新型的WSN冗余覆盖与节能路由算法

针对无线传感器网络的冗余覆盖问题,在K-覆盖判定算法和部分冗余覆盖算法基础上,提出一种可调冗余覆盖算法。该算法遵循覆盖最大化原则,能降低网络能耗。在可调冗余覆盖算法处理后的高效网络中,给出结合最短路径和最小生成树的最短路径树算法,在网络中构建若干棵以Sink节点为根的最短路径树,进一步降低网络能耗。仿真结果表明,在随机部署网络中,当规定网络覆盖冗余度为2时,2种算法平均可降低能耗20.27%左右。     

传感网中延迟限定的非汇聚数据移动式收集

在大规模的无线传感器网络中收集数据,不仅需要考虑节点的能量消耗,而且还需要考虑数据收集延迟.如何有效地均衡节点的能量消耗,同时最小化数据收集延迟,是一个具有挑战性的问题.为了均衡节点的能量消耗,利用移动数据收集器收集数据.以此为基础,提出一种DC-Collection算法来解决数据收集延迟和能耗的问题.首先,在网络中构造最短路径树,网络非连通时,不同的网络子图可以构造多棵最短路径树,它们构成一个最短路径树集合;其次,在每一棵最短路径树上选取部分节点作为采集节点和逗留节点,使得以采集节点为根的限高树的高度不超过h,且在每个采集节点的通信区域内至少有一个逗留节点;再次,在每棵限高树内调整树的结构,让能量高的节点承担更多的子孙节点,最大化限高树的生命周期;最后,移动数据收集器从Sink出发,遍历逗留节点所在位置收集数据,最终回到起点,并将数据发送给Sink.通过理论分析和大量仿真实验,其结果表明:与现有的数据收集协议相比,DC-Collection不仅能够均衡各节点的能量消耗从而延长网络生命周期,而且能够缩短移动数据收集器收集数据行走的路径长度,从而缩短数据收集延迟.     

无线传感器网络中数据融合算法的研究

本文提出一种在无线传感器网络环境下的基于最大生存周期的数据融合算法。该算法将整个网络中的节点构造成一棵以sink节点为根的树结构,算法在构造树的过程中,考虑传输距离最短,每次选择相对于sink节点偏转角最小的节点作为下一跳节点,同时也考虑了节点的剩余能量,实现了负载均衡,最大化了网络的生存时间。     

无线传感器网络最优路由算法研究

无线传感器网络存在拓扑规模庞大、Mesh组网及传感器结点能量有限和处理能力差的缺点。为提高无线传感器网络路由效率,提出一种简单的全局路由最优算法。该算法根据变量r的不同取值,使算法输出路径不同,进而预防网络拥塞的发生。仿真实验表明,并行近似最短路由算法所耗时间是Dijkstra算法的1/3,该算法既能满足无线传感器路由需求,又能解决无线传感器网络拥塞的问题。     

时延受限组播路由的最短路径加速算法求解

分析了时延受限的Steiner树问题,总结了在构建组播树过程中的代价和计算复杂度变化规律,并根据实际网络环境,从优化最短路径出发,提出了一种基于优化最短路径的时延受限组播路由算法AOSPMPH。该算法以MPH算法为基础,利用Floyd最短路径优化算法求出节点对之间的最短路径,选择满足时延要求的最小代价路径加入组播树,进而产生一棵满足时延约束的最小代价组播树。仿真结果表明,AOSPMPH不但能正确地构造时延约束组播树,而且其代价和计算复杂度与其他同类算法相比得到了优化。     

传感器网络中基于应用规则与概率的动态路由算法

针对连续数据分发型传感器网络，提出了一种基于应用规则和概率的动态路由算法RPDR。算法基于节点的状态信息，与应用规则交互后周期性地构造一棵广度优先的数据汇集树形成动态路由路径。数据汇集树由初始生成树建立与生成树修补两阶段完成，算法首先将节点状态作为输入参数提供给应用规则，再由规则使用预定义公式计算出节点当前轮成为树节点的概率，形成初始树；而后在树修补阶段，通过添加一些新的普通节点为路由节点对初始树进行修补，完成树的连通覆盖。仿真结果表明，与TinyOS信标算法相比，在本文设计应用规则下的路由算法具有高数据传输率、时延短、平均能耗低的优点，能延长网络生存时间。     

分布式Delaunay三角剖分在栅栏覆盖中的应用

提出了一种有效的双向边分布式造构Delaunay三角剖分拓扑图算法（MEDDEL）,该算法仅利用一跳邻居节点的信息,高效构造MEDDEL拓扑图,避免了大量通信代价和能量消耗。然后给出了MEDDEL拓扑图下支撑值计算的证明。最后在传感器能量模型和MEDDEL拓扑图下,利用分布式最佳覆盖路下的最短穿越和最小能耗算法（SMBCP）解决无线传感器网络中栅栏覆盖最佳路径的问题。仿真实验结果分析表明,与RNG、GG、PLDEL、UDEL、DEL相比较,在MEDDEL拓扑结构下寻找到路径支撑值最小的情况下,运行SMBCP算法能找到最佳覆盖路径下的最短穿越路径和最小能耗路径。     

具有树和路约束的平行机排序问题

考虑具有树和路约束的平行机排序问题,其工件集对应于无向图(有向图)的边(弧)集。目标是选取工件集的一个子集使其满足树或路的约束,将其放在平行机上处理,使得机器的最大完工时间(makespan)尽可能地小。通过分析此类问题的组合性质,得到如下结论：在K-树约束下,利用最小支撑K-树的性质可得一个有效多项式时间近似方案;在两固定点间路的约束下,通过构造辅助实例以控制边的权重,分析辅助实例的输出值与目标实例最优值之间的关系,利用最短路的性质可以得到一个2-近似算法;在单源点最短路径树的约束下,根据最短路径树的性质可以得到一个有效多项式时间近似方案;在两固定点间最短路的约束下,在所有的两点间最短路构成的子图基础上,通过构造新的辅助图以控制弧的权重,再利用最短路的性质可以得到一个1.618-近似算法。     

Data-driven approaches for emissions-minimized paths in urban areas

Concerns about air quality and global warming have led to numerous initiatives to reduce emissions. In general, emissions are proportional to the amount of fuel consumed, and the amount of fuel consumed is a function of speed, distance, acceleration, and weight of the vehicle. In urban areas, vehicles must often travel at the speed of traffic, and congestion can impact this speed particularly at certain times of day. Further, for any given time of day, the observations of speeds on an arc can exhibit significant variability. Because of the nonlinearity of emissions curves, optimizing emissions in an urban area requires explicit consideration of the variability in the speed of traffic on arcs in the network. We introduce a shortest path algorithm that incorporates sampling to both account for variability in travel speeds and to estimate arrival time distributions at nodes on a path. We also suggest a method for transforming speed data into time-dependent emissions values thus converting the problem into a time-dependent, but deterministic shortest path problem. Our results demonstrate the effectiveness of the proposed approaches in reducing emissions relative to the use of minimum distance and time-dependent paths. In this paper, we also identify some of the challenges associated with using large data sets.     

动态网络最短路问题的复杂性与近似算法

有向网络的最短路问题在交通、通信系统的最优路径计算以及多阶段决策过程的最优轨线设计等实际问题中有着重要应用.经典模型及算法解决固定弧权条件下的最短路问题,而实际中,网络往往是动态的,即弧权依赖于时间变化,例如在交通拥堵时运行时间会变长,这时经典的最短路算法不再适用.文中证明了动态网络的最短路问题是NP-困难的;给出了最短路稳定性的充要条件,并在此基础上提出一种基于稳定区间的近似算法,通过模拟实验验证了该算法的有效性.     

流量工程中多维目标优化的路由算法综述

互联网中传统的最短路径路由算法本质上存在导致拥塞的可能。网络拥塞不仅会降低网络性能,而且会使得服务提供商难以完成对客户的服务质量保证。通过在路由选择阶段面向流量工程实施优化,能够避免拥塞,提高网络资源利用率。概述面向流量工程的约束路由算法的研究进展。首先阐述了三类主要的流量工程优化目标：最小化网络资源占用、负载平衡和最小干涉,然后分析了各类典型算法,最后对此方向的研究进行了总结和展望。     

最小割多路径路由算法

在最小割理论基础上提出了最小割多路径(min-cut multi-path,简称MCMP)路由算法,为流量请求选取少量关键路径,并在这些路径间均衡流量,在获得方法易实现性的同时能够有效地控制网络瓶颈链路拥塞通过实际流量数据在北美和欧洲骨干网络中的实验,对比常用的OSPF(open shortest path first)路由算法和模型中的多路径路由算法,MCMP路由算法可降低拥塞链路负载分别达到41％和20％以上.     

基于最短路径树的优化生存时间路由算法

为提高无线传感网的生存时间,提出基于最短路径树的优化生存时间路由算法(LORA_SPT).该算法引入节点分类概念,构造基于链路能耗因子、自身节点剩余能量因子、邻居节点剩余能量因子和类型权重因子等多个因子的权值函数.针对不同类型的节点采用不同的权重因子,最后利用dijkstra算法完成最短路径树,所有节点沿着最短路径树将...     

基于道路风险评估的城市路网实时路径选择

为了缓解城市交通拥堵、避免交通事故的发生,城市路网的路径选择一直以来是一个热门的研究课题.随着边缘计算和车辆智能终端技术的发展,城市路网中的行驶车辆从自组织网络朝着车联网(Internet of vehicles,IoV)范式过渡,这使得车辆路径选择问题从基于静态历史交通数据的计算向实时交通信息计算转变.在城市路网路径选择问题上,众多学者的研究主要聚焦如何提高出行效率,减少出行时间等.然而这些研究并没有考虑所选路径是否存在风险等问题.基于以上问题,首次构造了一个基于边缘计算技术的道路风险实时评估模型(real-time road risk assessment model based on edge computing, R³A-EC),并提出基于该模型的城市路网实时路径选择方法(real-time route selection method based on risk assessment, R²S-RA). R3A-EC模型利用边缘计算技术的低延迟,高可靠性等特点对城市道路进行实时风险评估,并利用最小风险贝叶斯决策验证道路是否存在风险问...     

低代价最短路径树快速算法的时间复杂度研究

低代价最短路径树是一种广泛使用的多播树,它能够在保证传送时延最小的同时尽量降低带宽消耗.快速低代价最短路径树算法FLSPT是在DDSP算法的基础上,通过改进节点的搜索过程,该算法构造的最短路径树与DDSP算法构造的树具有相同的性能,但其时间复杂度低于DDSP,其时间复杂度为O(nlog n e).FLSPT是利用Fibonacci堆来选择图中未计算点的最小值来计算时间复杂度的.通过对FLSPT的程序和Fibonacci堆的分析发现,用O(log(n!) e)来表示FLSPT算法的时间复杂度比文献[6]中分析的O(nlog(n) e)更能体现FLSPT算法高效率.     

基于最优方案VANET协议的研究

由于网络拓扑结构频繁变化,节点之间物理物理距离超过通信距离时,消息不能转发,信息没有及时更新。目前市场销售的大部分导航软件一般采用的是最短路径策略或最少收费策略,这种方式在一般情况下能够满足人们的某一出行要求,但对于当前交通路况拥堵的情况下,这几种策略显然是行不通的,最短路径或最少收费的方式不仅不能给使用者节省时间,还可能降低了出行的效率。这种方式以远远不能满足人们出行的需求,如何保障即尽可能选择最短路径又能够保证通信的畅通,是本论文研究的方向。     

交通道路网中任意两点之间最短路径的快速算法

寻找交通道路网中任意两点之间最短路径的算法已有许多 ,其中Dijkstra算法是最有效的算法之一 ,其时间复杂性为O(n2 )。本文提出的算法与Dijkstra算法不同 ,其主要思想是依据从始点至终点的直线段方向选择边产生二叉树 ,并采取有效方法降低二叉树的规模及缩短路径长度 ,然后由二叉树节点的标记计算出近似最短路径及其长度。反复执行常数次该算法可以求得最短路径及其长度。