基于自适应遗传算法的频谱传感器部署方法研究

1

作者 王文兵 窦雪倩 李明惺 《舰船电子对抗》 2024年第5期6-9,13,共5页

频谱监测是快速、高效实施频谱决策、管制和制定用频计划的重要依据。高质量的传感器部署方案能够提升对电磁环境的全域、精细化感知能力,是准确获得电磁态势信息的重要基础。首先构建传感器监测能力模型,采用区域栅格化方法对监测覆盖... 频谱监测是快速、高效实施频谱决策、管制和制定用频计划的重要依据。高质量的传感器部署方案能够提升对电磁环境的全域、精细化感知能力,是准确获得电磁态势信息的重要基础。首先构建传感器监测能力模型,采用区域栅格化方法对监测覆盖面积进行快速计算;然后以栅格化的区域坐标点作为传感器备选部署位置,以使用最少数量传感器部署实现对监测区域最大面积覆盖为优化目标,构造遗传算法模型,通过迭代计算得到最优的传感器部署结果。仿真结果表明该方法相较于传统传感器部署方法具有更好的效果。 展开更多

关键词 频谱监测 传感器部署 栅格化 自适应遗传算法

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巷道竖直方向瓦斯传感器部署 被引量：7

2

作者 孙继平 唐亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期993-996,共4页

针对煤矿井下瓦斯传感器的安放位置参数缺乏提供理论依据,首先建立了巷道几何模型,根据湍流状态下的守恒方程以及湍流动能方程和湍流耗散率方程以及标准k-ε模型,仿真了井下巷道数值方向上瓦斯的分布情况.通过比较巷道纵断面瓦斯的分布... 针对煤矿井下瓦斯传感器的安放位置参数缺乏提供理论依据,首先建立了巷道几何模型,根据湍流状态下的守恒方程以及湍流动能方程和湍流耗散率方程以及标准k-ε模型,仿真了井下巷道数值方向上瓦斯的分布情况.通过比较巷道纵断面瓦斯的分布情况,得出:瓦斯传感器应放置在距顶板小于等于0.3 m的位置.该结论与煤矿安全标准中的规定吻合. 展开更多

关键词 巷道 瓦斯传感器部署 瓦斯分布 标准κ-ε模型

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温室微喷空气湿度场重建的传感器优化部署研究 被引量：1

3

作者 付聪 郑世健 刘知贵 《节水灌溉》 北大核心 2020年第7期69-73,80,共6页

针对温室变量微喷作业中空气湿度传感器部署问题,在经典连续粒子群思想和算法框架基础上,重新定义问题的表示方法和速度-位置规则来优化空气湿度传感器部署;利用时空协同克里金插值方法构建适应度函数。针对适应度函数,利用设计的离散... 针对温室变量微喷作业中空气湿度传感器部署问题,在经典连续粒子群思想和算法框架基础上,重新定义问题的表示方法和速度-位置规则来优化空气湿度传感器部署;利用时空协同克里金插值方法构建适应度函数。针对适应度函数,利用设计的离散粒子群算法的迭代计算得到传感器位置与数目。通过仿真实验,对最终传感器部署的采样值使用Kriging插值与未优化的数据三维图进行空气湿度场重建精度对比和统计方法验证,验证了该算法的有效性,为温室变量微喷作业奠定基础。 展开更多

关键词 湿度场 离散粒子群算法 逐步累积和算法 传感器部署

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无线传感器网络中目标检测节点的优化部署 被引量：10

4

作者 胡宁 张德运 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期906-910,共5页

为提高无线传感器网络的目标检测精度,提出了一种基于遗传算法的节点部署优化方法.通过把传感区域模型化为网格,将目标定位问题转化为确定目标在某个网格点的问题.随后,将传感器节点部署问题形式化为一个组合优化问题,其目标是在有限的... 为提高无线传感器网络的目标检测精度,提出了一种基于遗传算法的节点部署优化方法.通过把传感区域模型化为网格,将目标定位问题转化为确定目标在某个网格点的问题.随后,将传感器节点部署问题形式化为一个组合优化问题,其目标是在有限的成本和完全覆盖条件下减小最大分辨误差.遗传算法采用二进制编码表示节点的位置,使用单亲交叉算子和单亲变异算子来提高算法的执行速度和进化效率.实验结果表明,基于遗传算法的求解方案能快速地求出传感器节点位置优化问题的全局最优解,并满足目标定位的精度要求. 展开更多

关键词 无线传感器网络 传感器节点部署 目标定位 遗传算法

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基于多目标局部变异-自适应量子粒子群优化算法的复杂地形多传感器优化部署 被引量：8

5

作者 徐公国 段修生 +1 位作者 单甘霖 童俊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2192-2201,共10页

对复杂地形下的多传感器部署问题进行研究,提出了基于多目标局部变异-自适应量子粒子群优化(LM-AQPSO)算法的多传感器多目标优化部署方法。该方法对复杂地形进行多属性网格建模,给出了传感器探测模型和优化目标。引进局部变异和参数自... 对复杂地形下的多传感器部署问题进行研究,提出了基于多目标局部变异-自适应量子粒子群优化(LM-AQPSO)算法的多传感器多目标优化部署方法。该方法对复杂地形进行多属性网格建模,给出了传感器探测模型和优化目标。引进局部变异和参数自适应策略对量子粒子群优化算法进行改进,并提出了基于LM-AQPSO的多目标Pareto最优解集优化算法。考虑多目标部署需求,构建了基于Pareto最优解集的多传感器优化部署模型。仿真实验结果表明:相对于经典的改进非支配排序遗传算法,所提算法优化的Pareto最优解有着更好的收敛性和分布性,且寻优时间更短;所提模型能有效解决多目标多传感器部署问题,并能同时提供更多的决策方案。 展开更多

关键词 传感器部署 复杂地形 多目标优化 量子粒子群 PARETO最优解

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星载天线传感器优化部署的均匀设计方法 被引量：1

6

作者 李文博 王有懿 +1 位作者 赵志刚 赵阳 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期35-42,共8页

为提高模态密集大型星载天线在轨模态参数辨识精度,提出基于均匀设计的遗传算法对传感器数量和位置进行优化部署。根据模态空间H2范数确定参振模态阶数;分别以测量信息正交性和能量最大为优化目标,引入均匀设计方法对传感器数量、种群... 为提高模态密集大型星载天线在轨模态参数辨识精度,提出基于均匀设计的遗传算法对传感器数量和位置进行优化部署。根据模态空间H2范数确定参振模态阶数;分别以测量信息正交性和能量最大为优化目标,引入均匀设计方法对传感器数量、种群规模、交叉概率和变异概率4个组合参数进行选取;采用特征实现算法进行在轨模态参数辨识研究。数学仿真表明:所提出的方法可以有效解决传感器数量和位置的优化部署问题,避免了以往人为经验选取参数时存在的主观性和盲目性问题。 展开更多

关键词 H2范数 均匀设计 模态参数辨识 传感器优化部署 星载天线

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星载天线反射面传感器多目标优化部署方案 被引量：1

7

作者 李文博 王有懿 +1 位作者 赵志刚 赵阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期123-127,148,共6页

传感器数量和位置的优化部署,是实现大型星载天线在轨获取高精度模态参数亟待解决的关键技术。为克服以往研究中采用单一优化准则所带来的局限性和片面性,设计观测信息正交性最大和能量最大的双优化准则,引入NSGA-Ⅱ算法进行多目标传感... 传感器数量和位置的优化部署,是实现大型星载天线在轨获取高精度模态参数亟待解决的关键技术。为克服以往研究中采用单一优化准则所带来的局限性和片面性,设计观测信息正交性最大和能量最大的双优化准则,引入NSGA-Ⅱ算法进行多目标传感器优化部署求解。考虑到该算法仅适合连续性优化变量,存在收敛速度及多样性保持方面的不足,对其在编码方式和遗传算子设计两方面进行改进,并给出所有指标权重组合且分布均匀的Pareto最优解集。设计四种优化方案,进行仿真比较可得:基于改进NSGA-Ⅱ算法的星载天线传感器多目标优化部署方案,较其他三种方案在性能指标上更优,且该方案更加符合实际工程的多指标优化设计要求,保证优化结果具有更高的灵活性和适应性。 展开更多

关键词 星载天线 在轨辨识 传感器多目标优化部署 NSGA-Ⅱ

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智能温室精细化控制中传感器布点的研究 被引量：3

8

作者 万博雨 付聪 +2 位作者 郑世健 范玉德 刘知贵 《节水灌溉》 北大核心 2017年第10期74-78,83,共6页

针对智能温室变量施水作业中土壤水分传感器部署问题,提出一种将规则网格化和Delaunay三角剖分算法相结合的布点方法。该方法通过规则网格化,将温室种植区域土壤离散成多个正方形网格,再对每个正方形网格进行Delaunay三角剖分。考虑到... 针对智能温室变量施水作业中土壤水分传感器部署问题,提出一种将规则网格化和Delaunay三角剖分算法相结合的布点方法。该方法通过规则网格化,将温室种植区域土壤离散成多个正方形网格,再对每个正方形网格进行Delaunay三角剖分。考虑到土壤含水量存在空间变异性,利用变异系数对剖分的三角网格进行约束,将局部变异性较大的三角网格再次细分,实现少量传感器确定温室土壤含水量分布特征。利用MATLAB确定土壤含水量变异系数阈值,对最终部署点的采样值使用Kriging插值与实际土壤含水量三维分布图对比验证,并通过对照实验验证了算法的正确性,为温室精细化变量施水作业奠定基础。 展开更多

关键词 传感器部署 规则网格 DELAUNAY三角剖分 空间变异性 KRIGING插值

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基于Fisher信息矩阵的多目标最优传感器配置 被引量：2

9

作者 王琦少 王青云 段志生 《指挥与控制学报》 CSCD 2021年第4期443-448,共6页

考虑到在复杂战场下,传感器部署对敌我双方的态势感知有较大影响,针对使用多信号接收强度传感器对三维目标感知时的传感器最优部署问题,采用费舍尔信息矩阵(Fisher Information Matrix,FIM)的行列式作为最优性能指标,给出了多传感器执... 考虑到在复杂战场下,传感器部署对敌我双方的态势感知有较大影响,针对使用多信号接收强度传感器对三维目标感知时的传感器最优部署问题,采用费舍尔信息矩阵(Fisher Information Matrix,FIM)的行列式作为最优性能指标,给出了多传感器执行单目标感知任务时的最优部署几何构型.进一步导出了多传感器在三维情形下的FIM行列式的显式表达.基于该显式表达,得到多目标感知的传感器最优分配以及传感器最优部署几何构型.该方法实现了对敌方目标的精确感知,弥补了因感知误差导致的对战场形势的误判.数值仿真验证了结果的有效性. 展开更多

关键词 战场态势感知 传感器最优部署 多传感器系统 信号接收强度传感器 费舍尔信息矩阵

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室内障碍环境下空气质量监测异构WSN部署 被引量：2

10

作者 赵建豪 宋华 南新元 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期91-100,共10页

针对室内空气质量中污染性气体众多、浓度分布不均,单一传感器无法有效监测,而且室内障碍物会对传感器部署位置造成影响的问题,通过改进北方苍鹰优化算法(improved northern goshawk optimization,INGO)对障碍下异构传感器进行部署研究... 针对室内空气质量中污染性气体众多、浓度分布不均,单一传感器无法有效监测,而且室内障碍物会对传感器部署位置造成影响的问题,通过改进北方苍鹰优化算法(improved northern goshawk optimization,INGO)对障碍下异构传感器进行部署研究。首先,采用SPM混沌映射对种群进行初始化,以解决原始北方苍鹰算法初始化种群多样性不高、覆盖率低、冗余度高的问题;其次,使用非线性步长权重改进Lévy飞行策略,对种群位置进行更新;最后,融合柯西变异和反向学习,解决算法后期种群易陷入局部最优的问题。结果表明,改进的优化算法在无障碍和障碍环境下覆盖率分别达到了94.2%和93.0%,与其他学者在无障碍环境下提出的算法进行对比,覆盖率分别提高了0.8%,1.2%,2.8%,7.1%。INGO算法能够对室内障碍环境下的空气质量监测传感器进行最优部署,为室内空气质量监测等复杂环境异构传感器的部署问题提供科学依据。 展开更多

关键词 环境质量监测与评价 无线传感器网络部署 北方苍鹰优化算法 室内障碍环境 异构无线传感器 Lévy飞行

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基于实体交互模型巷道瓦斯监测WSNs的可用性检验 被引量：2

11

作者 鲍宇 赵亮 +2 位作者 陈树召 陆翔 朱紫维 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期836-844,共9页

若煤矿瓦斯监测WSNs(Wireless Sensor Networks)系统的功能设计忽略了被监测实体的交互行为,会造成WSNs本身可靠而被监测实体的安全不满足情况,这在生产安全中是非常危险的。为检验WSNs监测系统功能设计的可靠性和可用性,利用时间自动... 若煤矿瓦斯监测WSNs(Wireless Sensor Networks)系统的功能设计忽略了被监测实体的交互行为,会造成WSNs本身可靠而被监测实体的安全不满足情况,这在生产安全中是非常危险的。为检验WSNs监测系统功能设计的可靠性和可用性,利用时间自动机模型检验方法建立WSNs监测系统模型,检验WSNs系统的可靠性。然后,根据传感器与环境实体间的交互关系,分析煤矿中多个实体的并发行为,提出了监测WSNs与被监测实体交互并发行为的时间自动机模型和可用性性质描述的建立方法,从监测功能设计角度,将被监测实体的安全并入WSNs监测生产安全的功能性质,然后用模型检验方法进行机器检验,保障了监测系统的可用性。对含有并发结构的实体模型,利用分支行为等价构建并发时间自动机模型,再利用实体间的并发分支汇聚行为互模拟的方法,进行了并发行为模型的状态约减,并通过互模拟等价证明了该方法的正确性。状态约减前后的实验对比表明该方法提高了检验效率。最后,对现行巷道中瓦斯传感器的部署标准,利用该方法对其中的实际部署方案进行建模并检验,在模型中考虑实体的并发行为,发现在并发事件发生时,其中一个含支巷的瓦斯部署模型存在一个潜在的瓦斯泄露漏检问题。利用实体建模的模型检验方法需要建立自动建模机制,以提高该方法的实用性。 展开更多

关键词 无线传感器网络 模型检测 时间自动机 瓦斯传感器部署 UPPAAL

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基于Kriging插值算法的粮堆内部温度可视化研究 被引量：3

12

作者 王润芝 祝玉华 甄彤 《中国粮油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期103-108,共6页

为了更直观地获得粮堆内部三维温度分布信息以及变化情况,本文对Kriging插值算法进行研究。建立了粮仓内部温度可视化插值模型,并将其运用到实验过程。经过采样点的数据插值,分别对1000个数据点和27000个数据点进行仿真可视化,并对2700... 为了更直观地获得粮堆内部三维温度分布信息以及变化情况,本文对Kriging插值算法进行研究。建立了粮仓内部温度可视化插值模型,并将其运用到实验过程。经过采样点的数据插值,分别对1000个数据点和27000个数据点进行仿真可视化,并对27000个数据点进行单切片专题图分析比较。在可视化程度相比较分析中,原始216个数据远远不能实现粮堆内部的温度可视化,在将温度插值分为27000个点后再次进行可视化,便能直观清楚的反映粮仓粮堆内部温度信息。从而验证了Kriging插值算法在粮堆内部温度可视化中的有效性,通过采用Kriging插值算法对粮堆内部温度进行可视化研究有前瞻应用意义。 展开更多

关键词 KRIGING插值 可视化 温度模型 传感器部署

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面向小型无人艇健康监测系统方案设计与实施 被引量：1

13

作者 殷文慧 郭栋 +2 位作者 王飞 郭煜 张安通 《装备环境工程》 CAS 2023年第9期160-168,共9页

详细阐述了小型无人艇健康监测系统的设计与实施过程。首先,分析了小型无人艇健康管理的特性及所面临的挑战,确定了以动力电力系统为重点的监测对象。随后,准确设定了测点位置以及传感器的选择,并在实艇上部署安装。数据处理方面,采用... 详细阐述了小型无人艇健康监测系统的设计与实施过程。首先,分析了小型无人艇健康管理的特性及所面临的挑战,确定了以动力电力系统为重点的监测对象。随后,准确设定了测点位置以及传感器的选择,并在实艇上部署安装。数据处理方面,采用了数据预处理和分析的方法。通过采集传感器的数据,并使用时域分析、时频谱分析、基于自编码器的异常检测方法对柴油机上的振动数据进行预处理和分析,证明健康监测系统的有效性。最后,对未来的研究展望进行探讨,提出了进一步优化监测系统的多元发展路径,为小型无人艇健康管理提供了宝贵的启示和参考。 展开更多

关键词 小型无人艇 健康管理 健康监测系统 方案设计 传感器部署 数据预处理

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