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专利号: 2022100264659
申请人: 江西理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于软间隔支持向量机的车载容迟网网络编码最大流设定方法,具体步骤为:(1)通过浮动车数据,可以得到路段当前行驶的车辆数,计算车载容迟网单元路段节点的最小度概率和密度,确定每个单元路段节点的连通概率及单元路段节点密度;

(2)单位路段节点的连通概率和单位路段节点密度作为软间隔支持向量机预测模型的输入,其中单位路段密度作归一化处理,使其与单位路段节点的连通概率在一个数量级,找到使得节点连通与不连通分类间隔最大的超平面,在下一个浮动车数据提取时间周期,统计单元路段节点的连通性,取其和,判断路段节点是否具有连通性,路段节点具有连通性,则该路段已不适合使用容迟网络路由协议,它不再作为车载容迟网动态网络拓扑图中的边,从而使得车载容迟网拓扑图得到优化;

(3)使用安德伍德交通模型计算路段车流量,根据路段车流量与路段转发的数据流量有一个线性的对应关系,得到路段数据流量,把它作为车载容迟网动态拓扑图边的权重,确定车载容迟网有向拓扑图;

(4)源节点某一分代网络编码数据的最大流为车载容迟网动态拓扑图的最小割,通过获得浮动车数据,在短时间内,收集车载容迟网的全局拓扑知识,车载容迟网可看作由各个路段形成的一个网络拓扑已知的单源多播有向网络,为使网络不存在任何增广路,与有向网络逆向的路段车流量应为0,路段车流量全部计算在与有向网络同向的路段,源点至宿点的最大数据传输速度即为最大流,不能超过分离源点与宿点间的最小割的容量,源点的最大流:W=mincut(S,D)

其中,S表示源点,D表示宿点,源节点发送的某一分代网络编码数据最大流为W;

(5)判断源节点是否传输完成数据段,否则进行入下一个浮动车数据获取周期,传输下一分代网络编码数据,返回(1)。

2.根据权利要求1所述基于软间隔支持向量机的车载容迟网网络编码最大流设定方法,其中步骤(1)中所述车载容迟网单元路段节点的最小度概率和密度的计算:2

设路段长度为L米,以Z米长度为一个计算单位路段,每个单位路段面积为A米 ,不足Z米时,按四舍五入计算,整个路段按计算单位分割成m份;某个单位路段有n个节点随机分布,每个节点的通信半径为r米,单位路段节点的密度为ρ=n/A,某节点到其最近邻点之间的距离定义为最近邻距离d,当d>r,最小度为0,其概率为:其中,x是节点通信半径为r的圆内节点的个数,当最小度为0时,表示圆内没有节点,当d≤r,最小度大于0,表示两节点之间是连通的,其概率为:设车辆长度均为5米,单位路段有Z/5个车身位,n个节点,则单位路段节点密度:

3.根据权利要求1所述基于软间隔支持向量机的车载容迟网网络编码最大流设定方法,其中步骤(2)中所述判断路段是否具有连通性的计算:假设获得了路段节点训练集(x1,y1),…,(xm,ym),y∈{+1,‑1},xi由(pi,qi)组成,支持向量机超平面方程为:T

ωxi+b=0i∈(1,2,…,m)      (4)

支持向量机的最终目标就是找到使得单位路段节点连通与不连通分类间隔最大的超平面,软间隔支持向量机允许有错误分类的数据点,我们定义支持向量到超平面的距离为2

这一距离被称作分类间隔,要使间隔最大,则||ω|| 最小化,软间隔支持向量机的目标公式:T

s.t.yi(ωxi+b)≥1‑ξi

其中,ω=(ω1;ω2;…;ωm)是超平面法向量,代表了超平面的方向,b是偏移项,代表了超平面与坐标系原点间的距离,xi是节点数据集中任一数据点;yi是与xi对应的单位路段节点连通性标签,yi=1代表单位路段节点之间是连通的,yi=‑1代表单位路段节点之间是不连通的;ξi是松弛变量,与xi一一对应,是一个非负值,C是惩罚系数,为常量;如果意味数据点被错误分类,只有落在超平面分类间隔中以及被分错的点对应的松弛变量ξi是正实数,其余数据点对应的松弛变量为0,且偏离得越严重,松弛变量的值越大;利T用拉格朗日对偶问题得到最优解:ω ,b,把这两个值代入超平面方程,得到线性可分超平面方程(6)和线性可分决策函数(7):T

ωxi+b=0 i∈(1,2,…,m)       (6)T

yi=sgn(ωxi+b) i∈(1,2,…,m)    (7)在下一个浮动车数据提取时间周期,统计单元路段节点的连通性,取其和,判断路段是否具有连通性,可用公式(8)表示:Y=y1+y2+…+ym    (8)

当Y>0,说明该路段节点具有连通性。

4.根据权利要求1所述基于软间隔支持向量机的车载容迟网网络编码最大流设定方法,其中步骤(3)中所述路段数据流量的计算:由于安德伍德交通模型适用于车辆密度小的交通环境,可以用于车载容迟网路段车流量的计算:其中,vf表示道路上行驶车辆的平均最大速度,也叫畅行速度,km表示道路流量最大时车辆的密度,k表示路段的车辆密度:其中,N表示某时段在长度L的路段上行驶的车辆数,L表示路段长度;

路段上行驶的车辆速度和车辆个数均可由浮动车数据获得,在车载容迟网中,由于车辆稀疏,车辆作为网络节点,传递数据包只能采用“存储‑携带‑转发”的模式,因此,路段车流量与路段转发的数据流量有一个线性的对应关系,可用公式表示:s=βF+t    (11)

其中,s表示数据流量大小,β为系数,是一个常量,t为偏移量,也是一个常量。