基于遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化的流域傳感器覆蓋網(wǎng)優(yōu)化方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化的流域傳感器覆蓋網(wǎng)優(yōu)化方法，其使用遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化將河流流域傳感器覆蓋網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為0/1多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)染色體的遺傳、交叉及變異等遺傳算法操作，并通過(guò)監(jiān)測(cè)傳感器覆蓋網(wǎng)適應(yīng)度值的比較最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感器覆蓋網(wǎng)的合理優(yōu)化選取。另外，本發(fā)明的算法采用了多個(gè)評(píng)估指標(biāo)對(duì)監(jiān)測(cè)傳感器覆蓋網(wǎng)適應(yīng)度進(jìn)行加權(quán)評(píng)估，分別是“監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)流域特征系數(shù)”，“監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸范圍系數(shù)”，“監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)傳感器使用費(fèi)用系數(shù)”和“監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)環(huán)境干擾系數(shù)”，這可以供決策者根據(jù)河流流域傳感器覆蓋網(wǎng)布局的需要，靈活調(diào)整指標(biāo)權(quán)重，從而提升算法的適應(yīng)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化的流域傳感器覆蓋網(wǎng)優(yōu)化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化的流域傳感器覆蓋網(wǎng)優(yōu)化方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)幅員遼闊、環(huán)境復(fù)雜、江河眾多、南北差異較大，對(duì)河流流域水文數(shù)據(jù)進(jìn)行采 集和管理是一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)性工作，各江河管理部門(mén)每年都投入了大量人力、物力以 完成水文數(shù)據(jù)的采集和整理工作。尤其是近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自然環(huán)境遭受了極大程 度的破壞，水污染日益嚴(yán)重，采取現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段構(gòu)建流域傳感器覆蓋網(wǎng)以完成水文數(shù)據(jù) 的實(shí)時(shí)采集和匯總，已十分重要。
[0003] 目前對(duì)于流域水文數(shù)據(jù)采集，比較常見(jiàn)的方法是在流域內(nèi)特定位置設(shè)置人工監(jiān)測(cè) 或設(shè)備監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并定期收集水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后再集中進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和管理利用。近年來(lái)， 隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)推出了若干可以對(duì)流域水文數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的電子設(shè) 備，并且借助通信技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建傳感器通信網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流域水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳 輸。然而，就目前流域水文數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置方法，其對(duì)于水文數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè) 置仍然是根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行點(diǎn)狀分散式布置的，并沒(méi)有依據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)流域特征以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè) 備運(yùn)行成本、環(huán)境干擾等其它因素進(jìn)行綜合分析而形成合理、科學(xué)、完備的流域傳感器覆蓋 網(wǎng)。因此為了進(jìn)一步提高流域水文數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和覆蓋能力，需要建立一種能夠覆蓋河流流 域的流域傳感器覆蓋網(wǎng)?？紤]到流域水文環(huán)境復(fù)雜，還需要根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)流域特征、監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳 感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸范圍、各種監(jiān)測(cè)傳感器使用成本以及可能存在的干擾因素等進(jìn)行綜合分 析，對(duì)流域傳感器覆蓋網(wǎng)分布進(jìn)行合理優(yōu)化。
[0004] 目前，通過(guò)公開(kāi)文獻(xiàn)可以查閱到關(guān)于傳感器覆蓋網(wǎng)優(yōu)化方法相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)以及 學(xué)術(shù)期刊論文，包括
【發(fā)明者】李喆, 譚德寶, 申邵洪, 張穗, 陳蓓青, 文雄飛, 向大享 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院