放眼當下,全球范圍內海洋資源利用、海事交通運輸以及海上貿易往來等方面的活動呈現(xiàn)出前所未有的蓬勃態(tài)勢,這對于海上通信的要求不斷提高。在萬物互聯(lián)的時代背景下,移動邊緣計算的出現(xiàn)推動通信領域進入了更高更快的發(fā)展層次,將其應用于傳統(tǒng)海上通信網絡的改進,必定會為智慧海事注入新的活力,以此為初衷,本文展開了對于海上通信網絡的優(yōu)化研究。在海事云的建設基礎上,本文引進移動邊緣計算技術對現(xiàn)有體系架構進行拓展延伸,構建了一個新型的海事通信網絡總體模型,并將協(xié)同運行機制應用于整個系統(tǒng)中各級設備的工作運轉。根據總模型的特點,本文對其中的兩個子系統(tǒng),即協(xié)同邊緣側與船舶的通信模型、海事云端與協(xié)同邊緣側的通信模型分別進行了詳細設計,與此同時明確了各部分的具體運行思路。對于協(xié)同邊緣側與船舶的通信網絡,本文通過對協(xié)同邊緣服務器與船舶間的任務調度問題進行探究,從而達到優(yōu)化該部分網絡的目標。為此提出一種基于合作型協(xié)同進化的任務調度機制,任務的分配按照有利于進化的方式自動調整,經過合作協(xié)同得出全局優(yōu)化方案。相應仿真結果表明,采用本文提出的調度策略,當整體時延與能耗達到相對最小時,網絡系統(tǒng)處于最優(yōu)狀態(tài)。底層系統(tǒng)的優(yōu)化方案為上層... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１移動邊緣計算基本框架??Ｆｉｇ．?２．１?Ｂａｓｉｃ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ＭＥＣ??

紹。??（２）合作型協(xié)同進化算法??ＣＣＧＡ早在１９９５年就己經被Ｍ．?Ａ．?Ｐｏｔｔｅｒ等人提出［４９］，它的基本思想是將復雜的大??問題按需分解成多個小問題即多個種群，通過在各個種群中求解，經過相互協(xié)同完成整??體的評價，按照“分而治之”的基本思想實現(xiàn)種群間的合作［５＜）］。在ＣＣＧＡ中，多個種??群在合作關系中進化，對于每個種群來說，其最優(yōu)解只是整個問題解的一部分，需要把??全部種群的解都連接起來，才能得到完整的解［５１］。以優(yōu)化兩個參數為例，則需劃分兩個??種群，方法示意見圖２．２。??個體編號?種群＾?＿種群二??①?１０００１１?０１０１００??②?０１０１０１?１０１０１０??③?０００１００?００１００１??④?１０１０１１?０１１１００??⑤?１１１００１?１００００１??⑤?００１０１１?１１１０１０??圖２．?２種群劃分方法??Ｆｉｇ．?２．２?Ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ??ＣＣＧＡ的原理可具體描述如下：設求解的目標函數為Ｍ／？／（ｘ），需要優(yōu)化的部分即??自變量共》個，表示為１?＝?．．．。設合作協(xié)同進化過程中共有兩個種群ｇ和巧??且各自規(guī)模均為種群一中包含變量１？／？，種群二中包含變量ｍ?＋?１？ｎ，那么ｆ第＾代??的第／個個體⑴和第ｆ代全體可分別表示為式（２．１）：??＼ｘＸｉ（ｔ）?＝?ｘｉＸ｛ｔ）ｘｉ２（ｔ）．．．ｘｉｍ｛ｔ）?（２?〇??＝?｛尤丨丨（０，義１２?（’），＿．．，Ａｓ?（’）｝??同理，可相應地表示ｐ２第〖代的第／個個體ｘ２；⑴和第〖代全體為：??－１１?－??

群巧中的最優(yōu)個體６組成。??目前，在調度優(yōu)化、博弈策略設計、模式識別、數值優(yōu)化與數據挖掘等領域，都應??用到了?ＣＣＧＡ作為解決方案，可見ＣＣＧＡ因其自身優(yōu)勢而有著光明的研究前景。??２．?２．?２灰狼優(yōu)化??灰狼優(yōu)化算法（Ｇｒｅｙ?Ｗｏｌｆ?Ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ，?ＧＷＯ）是Ｍｉｒｊａｌｉｌｉ等人提出的一種新型群體??智能優(yōu)化算法［５３］。通過對自然界中狼的群居捕獵行為進行模擬，ＧＷＯ算法以同樣思路??實現(xiàn)優(yōu)化應用�；依撬惴ㄖ袑⒗侨簞澐譃榻鹱炙降乃膫€等級，分別為ａ、０、５和??如圖２．３所示，它們的支配地位也嚴格按照等級模型中自上而下的順序劃分。??一?ｕ??圖２．?３灰狼種群等級示意圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｒｅｙ?ｗｏｌｆ?ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ?ｌｅｖｅｌｓ??在整個捕獵過程中，《、／？、５領導整個狼群包圍并攻擊獵物。ＧＷＯ算法將全局??最優(yōu)解用獵物的位置標記，記為狼群個體的位置記為歹，那么當迭代次數為〖時，??狼群個體與獵物的距離萬以及狼群個體下一代的位置Ｔ（（?＋?ｌ）如下列公式所示：??Ｄ?＝?Ｃ?－ＹＡｔ）－Ｘ｛ｔ）??二?＿?（２．３）??ｌ（｛ｔ?＋?＼）?＝?ＹＬ｛ｔ）－Ａ－Ｄ??式中系數乂用一個在［０，２］區(qū)間內線性遞減的數值〇與一個［０，１］區(qū)間內的隨機數ｒ，??表示，即乂?＝?同時Ｃ也是系數，用一個［０，１］區(qū)間內的隨機數＆表示，即??－１２?－??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]協(xié)同進化算法的研究及其應用[D]. 李碧.華南理工大學 2010

碩士論文
[1]e-Navigation架構下的洋山港航海保障系統(tǒng)研究[D]. 周杏利.集美大學 2015



本文編號：3460225