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。     

基于元胞蚁群优化算法的农业无线传感器网络路由研究

无线传感器网络(WSNs)进行农业信息采集时,针对传感器节点数量多,能量消耗不均衡的特点,提出基于元胞蚁群优化(CACO)的WSNs路由算法。算法将网络中的节点映射成CACO算法中的元胞,通过改进蚂蚁信息素更新模型,引入睡眠唤醒机制,有效地减少了节点间的通信,从而改善能量消耗不均衡。仿真结果表明:该算法有效地减少了网络耗能、节点消亡数量,延长了网络生命期。     

基于元胞蚂蚁算法的故障诊断

提出一种基于元胞蚂蚁算法的故障诊断方式。该方法利用模式识别中的近邻准则,使用元胞蚂蚁算法实现故障的分类,达到故障诊断的目的。最后用一实例进行仿真,结果表明该方法拥有较强的可行性和实用性。     

并行DSP系统消息传递路由算法

为了提高DSP系统软件的移植性,设计消息传递路由算法。采用邻接表存储并行系统硬件拓扑结构,增加节点数据流信息为算法搜索的限制条件以提高算法效率。以ADSPTS101并行系统为例,使用VisualDSP＋＋平台实现并验证该算法。结果表明,该算法有效解决并行DSP系统的消息传递问题,提高系统性能,在并行DSP系统中有较强通用性。     

基于耦合触发元胞自动机的并行加密模型

介绍了耦合触发元胞自动机构造的一般方法，根据耦合触发元胞自动机的特性，提出了一种耦合触发元胞自动机并行加密模型．仿真实验表明：耦合触发元胞自动机并行加密模型与其迭代加密模型相比，大大提高了加密解密速度，具有更好的实时性、普适性．     

基于并行-交替式双向JPS算法的机器人路径规划

针对跳点搜索(JPS,jump point search)算法在障碍物位置随机的栅格地图中路径规划时间较长的问题,提出了并行-交替式双向跳点搜索(PA-BJPS,parallel alternate bidirectional jump point search)算法;首先,在起始点与目标点间确定一个中心热点区域;其次,采用改进了预计代价函数的并行式双向跳点搜索算法,分别规划从起始点抵达中心热点区域以及目标点抵达中心热点区域的路径;然后,采用交替式双向跳点搜索算法,规划中心热点区域内部的路径;最后,提出迭代式路径修正方法来改良危险路径,并采用3次B-样条曲线替代拐角来平滑路径;仿真结果表明,并行-交替式双向跳点搜索算法有效地缩短了路径规划时间,同时提高了路径的安全性和平滑性。     

一种基于移动代理的并行路由算法研究

提出了一种基于移动代理的并行路由算法,通过对网络节点间的多条并行链路的充分利用,提高网络带宽的利用率,减少移动代理从源节点到目的节点的迁移响应时间。仿真实验结果表明,与著名的蚁群算法和遗传算法的性能相比,该并行路由算法具有更高的网络利用率,同时具有更短的平均延迟时间,提高了应用系统的运行效率。     

基于元胞自动机的教与学优化算法

为解决教与学优化(TLBO)算法易陷入局部最优的问题,提出了一种基于元胞自动机的教与学优化算法(CATLBO)。算法建立了四边形网状元胞自动机模型并指定其邻域结构和规则。为保持种群多样性,在教学阶段提出以一定的概率接收退步个体的策略;为加快收敛并保证解的精度,在学习阶段制定不同学习规则,劣势个体向优势个体学习,优势个体执行混沌扰动进行自我学习。使用多个Benchmark测试函数和经典TSP问题对算法进行了仿真。结果表明:CATLBO算法全局搜索能力强,与基本TLBO等算法相比,在处理高维多峰问题上更具优势。     

基于元胞自动机模型的域间路由仿真分析

由于域间路由系统的大规模性和拓扑关系的复杂性,使得分析宏观路由行为成为一个难题。提出一种基于元胞自动机模型的域间路由仿真模型,用于分析域间路由系统的宏观行为。研究结果表明,仿真模型在一定程度上可以较好地反映域间路由系统的宏观行为特征。仿真结果发现,在域间路由系统中,小范围短时间的不稳定路由行为经过广泛传播,会导致整个路由系统出现不良系统行为。     

基于空间密铺的并行Stencil算法

Stencil计算是一种科学和工程应用中常见的循环模式,而分块技术是一种提高数据局部性和并行性的强大转换方法。与以往直接对整个迭代空间进行分块的分块技术不同,提出了一种新的两层密铺分块的并行算法。首先,利用不同分块密铺数据空间;然后,所有分块沿时间维度扩展密铺迭代空间。该算法有以下优点:(1)最大化并发执行;(2)无冗余计算;(3)简洁的循环条件;(4)适应Stencil不同的尺寸、形状、阶数和边界条件。实验结果表明,对于3D27p Stencil,非周期边界的性能比Pluto高12%,周期边界的性能比Pochoir最高提升40%。     

基于APIT的三维移动代理路由算法研究*

针对现有的移动代理路由算法都是基于二维环境的不足,提出了一种能应用于三维环境中的移动代理路由算法。首先,使用APIT定位法来获取三维空间中的传感器坐标;在获取传感器节点坐标后,引入蚁群算法对移动代理访问传感器节点的路径进行优化,由此,得到了一种全新的基于APIT的三维移动代理路由算法。仿真实验表明,新移动代理路由算法能较好地适应无线传感器网络的实际应用环境,且路径优化效果明显。     

基于新路由表的双向搜索chord路由算法

针对结构化P2P（Peer to Peer）网络资源高效搜索问题,提出了一种基于新路由表的双向搜索chord路由算法。该算法为解决chord算法路由表中存在着大量冗余信息,查找资源效率低下等缺点,提出了一个新的路由表构造公式。该公式首次加入路由因子概念,充分考虑了网络中节点个数和资源个数对路由表的影响,在不增加路由表项的前提下,不仅基本删除了路由表的冗余项,还实现了chord环的双向查找以减少平均查找跳数。实验仿真结果表明,该算法基本消除了路由表中的冗余信息,减少了平均查找跳数,有效地提高了资源的查找效率。     

A parallel optimal routing algorithm

In this paper we propose a new approach for solving optimal routing problems in packet-switched networks, a particular class of multicommodity convex network flow problems. The method developed here is designed to obtain a good rate of convergence while maintaining algorithmic simplicity and making effective use of parallel computing facilities.     

交叉立方体网络上的一种双向搜索路由算法

交叉立方体是近年提出的一种互联网络。虽然直径大约是超立方体直径的一半,但由于节点连接方式比超立方体复杂,所以在交叉立方体中利用节点编码研究路由算法比在超立方体中复杂的多。针对交叉立方体互联网络节点编码的特点,在理论分析的基础上采用双向搜索的方法,给出了一个基于交叉立方体节点编码的多项式路由算法,证明了在交叉立方体上采用该算法求得的任意两节点间的路长不超过该交叉立方体的直径。     

基于OpenMP的三维并行Delaunay网格生成算法及实现

针对大多数并行Delaunay网格生成算法无法充分利用多核共享内存结构的问题,在原有面向共享内存的二维并行算法基础上,根据三维问题的特点提出基于OpenMP的三维并行Delaunay网格生成算法。算法采用划分求解区域为方格的方法实现候选点集的划分和并行插点。使用OpenMP对算法进行实现,并利用多种实现技术避免线程间的同步等待,提升算法效率。实验结果表明,本文算法及所采用的实现技术可以在三维条件下快速生成大量网格单元,具有较高的并行效率,同时能够保证良好的网格质量。     

Partitioning 3D space for parallel many-particle simulations

In a common approach for parallel processing applied to simulations of many-particle systems with short-ranged interactions and uniform density, the cubic simulation box is partitioned into domains of equal shape and size, each of which is assigned to one processor. We compare the commonly used simple-cubic (SC) domain shape to domain shapes chosen as the Voronoi cells of BCC, FCC, and HCP sphere packings. The latter three are found to result in superior partitionings with respect to communication overhead. Scaling of the domain shape is used to extend the range of applicability of these partitionings to a large set of processor numbers. The higher efficiency with BCC and FCC partitionings is demonstrated in simulations of the sillium model for amorphous silicon.     

基于思维进化与空间分解并行演化算法研究

在分析已有的演化计算并行化实现策略的基础上,构造一种基于思维进化与空间分解并行策略的演化算法(MLSP-PEA).将思维进化与空间分解技术相结合,采用趋同与异化操作,获得了较好的解精度以及可扩展性.自强3000上的实验结果表明,在处理多维函数优化问题时,MLSP-PEA与基于空间分解并行策略的演化算法(SP-PEA)相比具有更好的解精度以及更快的收敛速度.     

Branch pipe routing based on 3D connection graph and concurrent ant colony optimization algorithm

Pipe routing, in particular branch pipes with multiple terminals, has an important influence on product performance and reliability. This paper develops a new rectilinear branch pipe routing approach for automatic generation of the optimal rectilinear branch pipe routes in constrained spaces. Firstly, this paper presents a new 3D connection graph, which is constructed by extending a new 2D connection graph. The new 2D connection graph is constructed according to five criteria in discrete Manhattan spaces. The 3D connection graph can model the 3D constrained layout space efficiently. The length of pipelines and the number of bends are modeled as the optimal design goal considering the number of branch points and three types of engineering constraints. Three types of engineering constraints are modeled by this 3D graph and potential value. Secondly, a new concurrent Max–Min Ant System optimization algorithm, which adopts concurrent search strategy and dynamic update mechanism, is used to solve Rectilinear Branch Pipe Routing optimization problem. This algorithm can improve the search efficiency in 3D constrained layout space. Numerical comparisons with other current approaches in literatures demonstrate the efficiency and effectiveness of the proposed approach. Finally, a case study of pipe routing for aero-engines is conducted to validate this approach.     

基于多层立方体簇结构的3D-Ad hoc网络路由算法

针对三维Ad hoc网络拓扑结构复杂和节点随机移动导致寻路困难的问题,提出了基于多层立方体簇结构的路由算法。借助节点的位置信息构建多层立方体,成簇过程简便并且扩展性强;由于节点随机移动,引入了簇重构机制。利用多层立方体簇进行拓扑转化及簇间通信编号。簇间通信编号能够提供到达地址的相关路径信息,有效简化了路由过程。仿真分析表明,提出的策略正确可行,达到了简化三维Ad hoc网络拓扑、正确路由的目的。