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基于改进灰狼优化算法的无线传感器网络路由协议

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传感技术学报 2022年第5期35卷 676-682页

作者：安葳鹏邵一帆河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454003

为了提高无线传感器网络的生存时间、连通性以及网络中节点的活跃数,提出一种基于改进灰狼优化算法的分区多链无线传感器网络路由协议。该协议采用分区成链的方法,按网络中节点密度分布,以基站为圆心将整个网络空间划分为多个扇形环带区... 详细信息

为了提高无线传感器网络的生存时间、连通性以及网络中节点的活跃数,提出一种基于改进灰狼优化算法的分区多链无线传感器网络路由协议。该协议采用分区成链的方法,按网络中节点密度分布,以基站为圆心将整个网络空间划分为多个扇形环带区域,每个分区内的节点按位置分簇,每个分簇构造一条最优簇内链,同扇区各分簇间的簇头构造一条簇头链,最终通过这条链将采集到的信息朝基站方向传递。在后续迭代过程中,采用改进的灰狼优化算法进行簇头寻优,并根据狼群与猎物的距离以及系数向量对权重进行动态更新。MATLAB仿真表明:改进协议相比PEGASIS(Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems)在避免长链、均衡能耗、延长网络周期等方面均有提升,能有效提高无线传感器网络的性能。

关键词：无线传感器网络分区多链灰狼优化算法 PEGASIS 路由协议

基于混合PSO的分区多链无线传感网络路由算法

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传感技术学报 2020年第4期33卷 586-591页

作者：安葳鹏樊坤河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000

针对PEGASIS算法中节点能耗不均、容易产生长链等缺点,提出了一种分区多链的改进路由算法。该算法按节点密度将圆形监测区域划分为多个扇形子区域,子区域内通过混合PSO构造一条最优的簇内链,以减少链路的总距离。同时,为了平衡和减少能... 详细信息

针对PEGASIS算法中节点能耗不均、容易产生长链等缺点,提出了一种分区多链的改进路由算法。该算法按节点密度将圆形监测区域划分为多个扇形子区域,子区域内通过混合PSO构造一条最优的簇内链,以减少链路的总距离。同时,为了平衡和减少能耗,建立安全带,并根据剩余能量和距离因素来选择簇头。MATLAB仿真表明:改进算法相比于PEGASIS算法在避免长链、延长网络生存、平衡能耗等方面均有提升,能有效提高无线传感网络的性能。

关键词：无线传感网络分区多链混合PSO 路由算法

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快速差分进化算法

吉林大学学报（理学版） 2017年第4期55卷 866-873页

作者：安葳鹏屈星龙河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000 河南理工大学物理与电子信息学院河南焦作454000

提出一种快速差分进化(FDE)算法.该算法采用根据上一代最优个体确定下一代搜索区间的技术不断更新和缩小搜索区域,从而加快收敛速率,提高收敛精度和鲁棒性.通过对21个极值函数仿真试验分析表明,该算法在问题维数多时,极值函数的收敛速... 详细信息

提出一种快速差分进化(FDE)算法.该算法采用根据上一代最优个体确定下一代搜索区间的技术不断更新和缩小搜索区域,从而加快收敛速率,提高收敛精度和鲁棒性.通过对21个极值函数仿真试验分析表明,该算法在问题维数多时,极值函数的收敛速率、收敛鲁棒性和收敛精度明显优于其他算法,且种群初始化形式不影响算法的收敛性能.

关键词：快速差分进化(FDE)算法收敛精度鲁棒性收敛速度

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决策树C4.5算法的改进与分析

计算机工程与应用 2019年第12期55卷 169-173页

作者：安葳鹏尚家泽河南理工大学计算机科学与技术学院

C4.5算法在选择分裂属性时只考虑了每个条件属性和决策属性之间的关系,而没有考虑到条件属性间的相关性,直接影响构建树的准确率。提出一种基于Kendall和谐系数的C4.5决策树优化算法,用于解决条件属性之间相关性的问题,提高算法属性选... 详细信息

C4.5算法在选择分裂属性时只考虑了每个条件属性和决策属性之间的关系,而没有考虑到条件属性间的相关性,直接影响构建树的准确率。提出一种基于Kendall和谐系数的C4.5决策树优化算法,用于解决条件属性之间相关性的问题,提高算法属性选择的准确性。在引入系数的基础上运用等价无穷小原理对计算公式进行简化,提高了算法的效率。对改进后的C4.5算法和传统的算法进行仿真实验,结果表明,改进的C4.5算法在准确度和效率上都有较大提高。

关键词： C4.5算法 Kendall和谐系数决策树

Fleiss’ Kappa系数在贝叶斯决策树算法中的应用

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计算机工程与应用 2020年第7期56卷 137-140页

作者：安葳鹏程小博刘雨河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000

针对决策树C4.5算法处理小规模缺失数据以及二义性数据时不稳定、效率低,以及在分裂节点时条件属性之间关系的问题,提出了一种在决策树C4.5算法与朴素贝叶斯算法结合的基础上,引入Fleiss’Kappa系数的改进算法,从而解决了C4.5算法在处... 详细信息

针对决策树C4.5算法处理小规模缺失数据以及二义性数据时不稳定、效率低,以及在分裂节点时条件属性之间关系的问题,提出了一种在决策树C4.5算法与朴素贝叶斯算法结合的基础上,引入Fleiss’Kappa系数的改进算法,从而解决了C4.5算法在处理小规模缺失数据、二义数据效率低以及条件属性之间相关性的问题。通过理论分析和在标准UCI数据集实验结果表明,该算法在牺牲一定执行效率的基础上,分类精度得到明显的提高。

关键词： C4.5算法二义性数据 Fleiss’Kappa系数朴素贝叶斯算法

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基于改进蚁群算法的滚筒截割轨迹规划

测控技术 2018年第6期37卷 29-34页

作者：安葳鹏徐玉平河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000

针对采煤机滚筒容易截割到岩石等情况,造成采煤机部件损坏、增加煤中矸石含量等问题,提出了一种基于改进蚁群算法的滚筒截割轨迹规划方法。通过分析普氏系数与电流、牵引速度等参数之间的数学关系模型,根据其参数对工作面信息进行描述,... 详细信息

针对采煤机滚筒容易截割到岩石等情况,造成采煤机部件损坏、增加煤中矸石含量等问题,提出了一种基于改进蚁群算法的滚筒截割轨迹规划方法。通过分析普氏系数与电流、牵引速度等参数之间的数学关系模型,根据其参数对工作面信息进行描述,采用栅格建模法构建栅格工作面模型;对蚁群算法的信息素更新机制进行了改进,利用改进后的算法在虚拟栅格工作面中对滚筒截割轨迹进行规划,并采用三次B样条对其规划得出的最优或次优截割轨迹离散点进行拟合,从而得到一条平滑的滚筒截割轨迹。仿真结果表明,在复杂地质条件下,改进算法能较好地对截割轨迹进行规划,有效避免滚筒从任意起点截割到岩石等情况,三次B样条能很好地进行曲线拟合,拟合后的截割轨迹更加平滑,有利于引导采煤机滚筒自动截割。

关键词：采煤机滚筒轨迹规划蚁群算法栅格法

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基于改进极限学习机的煤与瓦斯突出预测研究

矿业研究与开发 2024年第5期44卷 98-105页

作者：乔威豪安葳鹏赵雪菡吕常周河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作市454000 河南理工大学软件学院河南焦作市454000

为提高煤与瓦斯突出预测的准确率和效率,提出了一种基于数据预处理的多策略改进烟花算法(IFWA)优化极限学习机(ELM)的煤与瓦斯突出预测模型。首先,针对于非线性多维特征数据,使用灰色关联度分析(GRA)进行特征选取,利用主成分分析(PCA)... 详细信息

为提高煤与瓦斯突出预测的准确率和效率,提出了一种基于数据预处理的多策略改进烟花算法(IFWA)优化极限学习机(ELM)的煤与瓦斯突出预测模型。首先,针对于非线性多维特征数据,使用灰色关联度分析(GRA)进行特征选取,利用主成分分析(PCA)进行特征约简,将数据预处理后的数据指标作为模型的输入;其次,引入引力搜索算子和混合变异策略改进烟花算法(FWA)易陷入局部最优的问题;最后,利用IFWA对ELM的输入层到隐含层的权重和偏差进行优化,构建最优的煤与瓦斯突出风险预测模型。结果表明,IFWA-ELM模型的RMSE和R2可达0.074,0.968,与ELM、GA-ELM、PSO-ELM和FWA-ELM模型相比均有所提升,IFWA-ELM模型对煤与瓦斯突出危险等级预测的准确率可达100%,具有更好的收敛速度和预测精度。研究成果可为煤矿瓦斯突出多数据融合预测提供可靠的理论依据。

关键词：煤与瓦斯突出烟花算法极限学习机数据预处理风险预测模型

基于S3C6410的矿用信息传输接口的设计

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仪表技术与传感器 2016年第6期 40-43,47页

作者：安葳鹏魏利亚河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000

针对传统的信息传输接口存储量小,自身处理能力不足、通信方式单一等缺点,设计了一种基于S3C6410的矿用信息传输接口,该接口以S3C6410芯片为核心处理器,与监控主机之间提供RS232和USB通讯方式,与监控工作站之间提供RS485、CAN和以太网... 详细信息

针对传统的信息传输接口存储量小,自身处理能力不足、通信方式单一等缺点,设计了一种基于S3C6410的矿用信息传输接口,该接口以S3C6410芯片为核心处理器,与监控主机之间提供RS232和USB通讯方式,与监控工作站之间提供RS485、CAN和以太网通讯方式。通过基于Win CE的流接口驱动程序设计,实现了接口与外部设备之间的通讯,自检程序使接口通讯方式能够自适应选择。按照监控系统数据类型,对系统内存进行了合理的分配,设计应用程序,实现了监控主机与信息传输接口、接口与井下工作站之间的数据交换任务。实验表明,基于S3C6410的信息传输接口满足矿井监控系统对接口的技术要求。

关键词： S3C6410处理器信息传输接口设备驱动自适应

多媒体煤矿安全生产综合监控系统软件的研究与设计

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多媒体煤矿安全生产综合监控系统软件的研究与设计

作者：安葳鹏电子科技大学

学位级别：硕士

煤炭是我国的重要能源,合理开采、安全生产至关重要。目前,威胁煤矿安全生产的主要因素是瓦斯,防治瓦斯灾害的有效方法是实时监测煤矿瓦斯含量,超限时报警,提醒生产人员,并切断相应区域电源。煤矿安全生产综合监控系统就是为保障煤矿的... 详细信息

煤炭是我国的重要能源,合理开采、安全生产至关重要。目前,威胁煤矿安全生产的主要因素是瓦斯,防治瓦斯灾害的有效方法是实时监测煤矿瓦斯含量,超限时报警,提醒生产人员,并切断相应区域电源。煤矿安全生产综合监控系统就是为保障煤矿的安全生产而产生的,是现代化煤矿安全生产的重要保证。本文首先介绍了煤矿监控系统的发展概况,接着对煤矿监控系统软件的设计进行了需求分析,然后对监控系统软件进行了总体设计和实现。系统软件由数据采集层、实时应用层和数据处理层组成。数据采集层负责与硬件交互,实现数据的采集和变换;实时应用层完成数据存储、实时数据显示、报警处理和图形模拟功能;数据处理层完成数据查询显示、模拟量曲线显示、开关量累计显示、报表打印等功能。在具体的设计和实现过程中,还对语音文件进行了详细的研究和分析,通过语音文件与实时瓦斯数据匹配的方法,实现了实时瓦斯数据语音播放功能。采用静态图形和动态图元相结合的方式,通过程序控制,实现系统的图形模拟功能。该图形模拟子系统可以创建、编辑、保存、运行图形界面,动态显示煤矿井下安全生产工况。另外,采用组态软件设计的图形模拟界面有效地补充了系统的图形处理功能。为了满足煤矿各智能部门查看数据的要求,设计了网络数据接口,用户可以通过局域网浏览监控数据,大大提高了系统的功能。软件的设计符合《MT/T1008-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》的规定,在煤炭行业中有着广泛的应用前景。

关键词：监控系统程序设计语音播放图形模拟网络浏览