基于多目标混合蛙跳算法的移动群智感知多任务调度

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjjelly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
移动群智感知是一种全新的物联网感知模式,它通过人们持有的各种移动智能终端设备获取大范围区域内的实时数据,被广泛认为是感知城市环境从而为公众提供智慧服务的崭新技术。任务调度是移动群智感知中的关键环节,合理的任务-用户调度方案应能在任务截止时间、数据可靠性、用户精力和设备电量有限等多重约束下,最优化任务发布者、服务平台和用户等多方的利益。混合蛙跳算法作为一种元启发式优化算法,特点是结构简单、全局寻优能力强等,适用于求解移动群智感知多任务调度这类具有多个优化目标的NP-hard难题。根据以上背景,本文对基于多目标混合蛙跳算法的移动群智感知多任务调度进行研究,研究内容如下:首先,提出一种用于求解多目标组合优化问题的三阶段混合蛙跳框架。该框架基于阶段化、模块化的设计思想,将种群的进化过程分为快速收敛、探索扩展、极值挖掘三个阶段。对于不同阶段的不同模块,设计不同的策略以提升框架的求解性能。采用经典的多目标背包问题作为测试问题,设计了离散跳跃规则、贪婪生成策略和放松约束修复算子。与六种已有算法进行对比,结果表明,所提框架具有良好性能,基于该框架设计的混合蛙跳算法具有更好的收敛性与分布性。其次,建立了具有约束多目标优化特征的移动群智感知变速多任务调度模型,将用户报酬和任务完成时间作为优化目标。提出一种三阶段多目标混合蛙跳算法。引入了基于启发信息的目标锚定混合初始化算子、对外部存储器的个体区域挖掘策略、改进的离散跳跃规则和约束处理算子。在四个真实算例和八个人工合成算例上,将所提算法与五种已有算法进行对比,结果表明,所提算法具有更好的收敛性和分布性,能够寻找到更佳的Pareto最优调度方案,从而为平台进行合理的任务调度提供有效的辅助决策。最后,建立考虑用户设备电量的移动群智感知变速多任务超多目标调度模型。该模型除了用户报酬和任务完成时间外,还同时优化了用户设备剩余电量和平台收益。为了有效求解所提模型,提出了代理辅助的三阶段超多目标混合蛙跳算法。设计了个体关系配对矩阵和基于代理辅助的比较算子。仿真实验结果表明,改进策略能够使得算法在所建超多目标优化模型中搜索到收敛性和多样性均较佳的Pareto非支配调度方案。
其他文献
为了实现氢能取代传统能源的目标,学者们研究了一系列方法来提高电解水的析氢效率。本研究主要通过调节催化剂的电子结构,构建催化剂的氧缺陷以及添加有机小分子辅助电解水以实现高效制氢。(1)通过在不同氛围中采用退火法制备了具有八面体Co2+的CoO/NF和具有八面体Co3+和四面体Co2+的Co3O4/NF。在碱性电解液中,CoO/NF表现出比Co3O4/NF更优异的电催化性能,是因为CoO中的八面体Co
学位
近年来我国空气污染明显改善,但是大气重污染事件在各地仍时有发生。研究表明大气重污染事件与静稳天气条件有紧密联系。静稳天气条件通常与低风速、低边界层高度、稳定大气条件、无降雨等条件相关。目前已经有研究提出了能够评估大气污染情况的静稳天气指数。为了探究气候变化对静稳天气的影响,本研究采用动力降尺度模拟方法,以CMIP5提供的三个RCP情景下(RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)CESM模式的气候
学位
近年来,全球经济快速发展的同时,能源短缺、环境污染等问题愈发严重。因此,急需寻找一种节能、环保且高效的水污染治理方法。半导体光催化技术由于能够利用太阳能将水中的污染物分解成为二氧化碳和水而备受青睐。钛酸镧因其独特的晶体结构在光催化领域有着广阔的研究前景。但是,钛酸镧无法响应可见光、光生电子-空穴复合率较高,它在实际应用方面仍有限制。本课题以钛酸镧为基底材料,通过构建异质结的方式对含有环丙沙星(CI
学位
基于网状化学中金属-有机框架(MOFs)、超分子有机框架(SOFs)和氢键有机框架(HOFs)构筑思想启发,本论文在瓜环基超分子自组装体设计与制备过程中,引入系列刚性有机酸配体进入“Q[n]-Mn+”体系中,通过有机酸配体“桥连”作用,使得瓜环与金属离子易得的“分子碗”、分子胶囊、一维超分子链等简单结构,构筑成二维或三维超分子框架结构。可预见多孔的瓜环基超分子框架结构将在气体分子、有机污染物、重金
学位
电芬顿技术作为一种高效绿色的水污染处理方法被广泛应用于降解水中有机污染物,这项技术的关键是阴极催化剂生成H2O2的效率。然而目前电催化剂较高的成本、复杂的合成方法、较低的H2O2产率,限制了它们进一步的发展,因此探索合成方法简单、电化学性能优异的催化剂具有重要意义。本文通过简单的高温退火法制备出高效稳定的硼基催化剂,并探究其电催化生成H2O2的机理,以及电芬顿降解磺胺甲基嘧啶(SM)的性能。主要研
学位
在我国PM2.5污染治理进入深水区的背景下,NH3防治的重要性日渐凸显。NH3不仅和SO2与NOx共同反应生成PM2.5,也作为碱性成分影响酸碱程度,进一步影响大气化学过程。NH3排放估算的准确性对了解NH3特征、评估NH3减排效应以及改善空气质量都至关重要。本研究基于MEIC人为源排放清单和Metop(IASI)卫星观测数据,使用区域空气质量模式WRF-Chem,利用迭代回归的“自上而下”的清单
学位
光催化降解污水的技术具有效率高、成本低、催化剂工艺简单等特点,成为研究的热点。研究者们基于光催化反应的物化特征,开发了一系列的具有潜在商业应用价值的光催化剂。其中,具有阿伦尼乌斯相的铋基钙钛矿氧化物,具有合适的禁带宽度、层状晶体结构、优异的光电性能被广泛关注。该类催化剂快速的光生—电子空穴对的复合特性,导致了较低的光催化降解活性。如何延长光生电子—空穴复合时间、延长催化稳定性、扩展其光响应范围,成
学位
二维金属有机骨架(MOFs)纳米片具有丰富的配位不饱和原子、高导电性、高孔隙率、大表面积和结构可调等优点,在电催化领域引起了广泛的研究兴趣。在过去的几年中,原始的2D-MOFs纳米片作为高效电催化剂的直接应用方面取得了重大进展。本文利用有机配体HOB和HHTP合成了二维导电MOFs,并对其结构和电化学性质进行了探索,主要研究内容如下:(1)利用Langmuir-Blodgett(LB)法结合逐层生
学位
我们应用全球3-D化学传输模式GEOS-Chem在中国实行《大气污染防治行动计划》的2013-2017年期间,研究了中国人为排放的变化对韩国和日本的PM2.5的影响。2013-2017年,中国人为排放的减少缓解了韩国和日本的PM2.5污染。其主要结论如下:(1)中国人为排放的变化使得中国对韩国和日本PM2.5的贡献在2013-2017年是逐渐减少的。相比较于2013年的PM2.5浓度水平,在只有中
学位
近年来,果园种植面源污染对水环境的影响日益严重,已受到广泛关注。其中,悬浮颗粒物(SS)和无机氮是其主要污染物。目前,常用的治理手段主要是过程拦截中的物理沉淀、过滤技术。但是,这种技术存在见效慢、去除效果差等问题。电混凝利用原位产生混凝剂对SS具有良好的去除效果,具有水力停留时间短、形成混凝剂速度快等优势,已在污水预处理中得到广泛应用。而电混凝对果园种植径流无机氮去除规律的研究相对匮乏,为此,本研
学位