基于量子狼群进化的多目标汇聚节点覆盖算法

作     者：金杉 金志刚 JIN Shan;JIN Zhigang

作者机构：天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津市公安消防局天津300020 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2017年第39卷第5期

页      面：1178-1184页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61571318) 青海省科技项目(2015-ZJ-904) 海南省科技项目(ZDYF2016153)~~ 

主　　题：无线传感器网络 量子狼群进化算法 覆盖 多目标 汇聚节点 

摘      要：在构建双层无线传感器网络中,汇聚层覆盖需要考虑无重复覆盖面积、汇聚节点连通性和能耗平衡这3个关键问题。该文将上述3个问题统筹为多目标优化难题(MOP),提出一种面向汇聚节点覆盖的量子狼群进化算法(QWPEA),选择出候选头狼(CLW)群体,以滑模交叉、量子旋转门、非门变异等方法产生寻优高效的下一代量子编码人工狼。仿真结果表明,该文所提算法能够有效减少汇聚节点数,提高汇聚层结构稳定性,并平衡网络能耗,适于大范围,大规模传感器节点网络部署环境。在800 m×800 m面积部署传感器节点达到1000个时,汇聚有效覆盖率较MOPSO,NSGA-II算法分别高29.55%和25.93%,汇聚通信能耗率分别高15.27%和18.63%,汇聚占通率分别低14.01%和15.46%。