Một số thuật toán metaheuristic giải bài toán bao phủ diện tích và đối tượng trong mạng cảm biến không dây tt

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Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 27/11/2019, 06:50

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t❤ù❝ ✭✹✳✸✮✱ ✭✹✳✹✮ ✈➔ ✭✹✳✺✮ ❧➔ r➔♥❣ ❜✉ë❝ ②➯✉ ❝➛✉ tø ♠é✐ ✤è✐ t÷đ♥❣ ❧✉ỉ♥ tỗ t ữớ tr t ổ út tr↕♠ ❝ì sð ✤÷í♥❣ tr✉②➲♥ t✐♥ ♣❤↔✐ ✤→♣ ù♥❣ ❝→❝ r➔♥❣ ❜✉ë❝ ❦➳t ♥è✐ ✤➳♥ tr↕♠ ❝ì Ti B ✱ ♠é✐ sð B ✈➔ ♥ót ✤➛✉ t✐➯♥ ð ♠é✐ ✤÷í♥❣ tr✉②➲♥ t✐♥ ♣❤↔✐ ❧✉ỉ♥ ❧➔ ♥ót ❝↔♠ ❜✐➳♥✳ ✹✳✶✳✷✳ ●✐↔✐ t❤✉➟t ✤➲ ①✉➜t ❚→❝ ❣✐↔ ✤➲ ①✉➜t sû ❞ö♥❣ t❤✉➟t t rst ỗ qt t♦→♥ ✤➦t r❛✱ tr♦♥❣ ✤â ♣❤❛ ✤➛✉ t✐➯♥ s➩ t➻♠ t➟♣ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ♥❤ä ♥❤➜t ✤➸ ❝â t❤➸ ❜❛♦ ♣❤õ ❤➳t t➜t ❝↔ ✤è✐ t÷đ♥❣ ✈➔ ♣❤❛ t❤ù ❤❛✐ s➩ ✤↔♠ ❜↔♦ t➼♥❤ ❦➳t ♥è✐ ❝â ❝❤à✉ ❧é✐ tr♦♥❣ ♠↕♥❣ ❲❙◆s✳ ❈❤✐ t✐➳t ❝õ❛ tø♥❣ ♣❤❛ ✤÷đ❝ tr➻♥❤ ❜➔② ♥❤÷ s❛✉✿ P❤❛ ✶✳ ❚➻♠ t➟♣ ❝→❝ ❝↔♠ ❜✐➳♥ tè✐ t❤✐➸✉ ✤➸ ❜❛♦ ♣❤õ t➜t ❝↔ ❝→❝ ✤è✐ t÷đ♥❣ ⑩♣ ❞ư♥❣ t❤✉➟t t♦→♥ t❤❛♠ ❧❛♠ t➻♠ t➟♣ ❝→❝ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✤➸ tt ố tữủ ữủ ỵ t SSCAT sr t r rts ỗ t ữủ t tr A ợ sè ❧÷đ♥❣ ♥❤ä ♥❤➜t t❤ä❛ ♠➣♥ ❜❛♦ ♣❤õ t➜t ❝↔ ✤è✐ t÷đ♥❣✳ ❙❛✉ ❦❤✐ t➜t ❝↔ ❝→❝ ✤è✐ t÷đ♥❣ t❤✉ë❝ ❜✐➳♥ tr♦♥❣ SSCAT ✱ T ✤➲✉ ✤÷đ❝ ❜❛♦ ♣❤õ ❜ð✐ ➼t ♥❤➜t ♠ët ❝↔♠ ✤➸ ✤↔♠ ❜↔♦ t➼♥❤ ❝❤à✉ ❧é✐ t❤➻ ♠é✐ ✤è✐ t÷đ♥❣ ♣❤↔✐ ✤÷đ❝ ❜❛♦ SSCAT t❛ ✤➦t SSCAT ✳ ◆❤÷ ✈➟②✱ ♣❤õ ❜ð✐ ➼t ♥❤➜t ✷ ❝↔♠ ❜✐➳♥✳ ❚↕✐ ♠é✐ ✈à tr➼ ❝õ❛ ❝↔♠ ❜✐➳♥ tr♦♥❣ t❤➯♠ 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♠↕♥❣ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ❝â sû ❞ö♥❣ ❝→❝ ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t ❞✐ ✤ë♥❣✳ ✹✳✷✳✶✳ P❤→t ❜✐➸✉ ❜➔✐ t♦→♥ T = {(xi , yi ) | ≤ xi ≤ W, ≤ yi ≤ H, i = n} ✈➔ D1 , , Dm ❧➔ m sè ❝→❝ ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t ❞✐ ✤ë♥❣ ✭♠♦❜✐❧❡ s✐♥❦s✮ s❛♦ ❝❤♦ Di (xDi , yDi ) ❧➔ tå❛ ✤ë 2D ❝õ❛ ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t Di s❛♦ ❝❤♦ (0 ≤ xDi ≤ W, ≤ yDi ≤ H) ✈➔ B ❧➔ sè ❈❤♦ n ✤è✐ t÷đ♥❣ ❝â tå❛ ✤ë ❧÷đ♥❣ ❝→❝ ❝❤✉ ❦ý ❝➛♥ ✤♦✳ ●✐↔ t❤✐➳t r➡♥❣ ❝→❝ ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t ❞✐ ✤ë♥❣ s➩ ❞✐ ❝❤✉②➸♥ ✤➳♥ ✈à tr➼ ♠ỵ✐ s❛✉ ♠é✐ ♠ët ❝❤✉ ❦ý✳ ❚r♦♥❣ t➜t ❝↔ ❝→❝ ❝❤✉ ❦ý t❤➻ q✉ÿ ✤↕♦ ❞✐ ❝❤✉②➸♥ ❝õ❛ tø♥❣ ✤✐➸♠ t t ữủ t trữợ tr ❈ö t❤➸✱ ð ❝❤✉ ❦ý t❤ù ✈à tr➼ ❝õ❛ ✈➔ (b) Pi m ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t ❝â tå❛ ✤ë ❧➔ ✈à tr➼ ❝õ❛ ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t P (b) = (b) (b) P1 , , Pm Di (i = 1, , m) ✱ tr♦♥❣ ✤â tr♦♥❣ ❝❤✉ ❦ý t❤ù b b = 1, , B b✳ ❨➯✉ ❝➛✉ ✤➦t r❛ ❧➔ ❝➛♥ tr✐➸♥ ❦❤❛✐ ❝→❝ ♥ót s❛♦ ❝❤♦ t➜t ❝↔ ❝→❝ ✤è✐ t÷đ♥❣ ✤÷đ❝ ❜❛♦ ♣❤õ ❜ð✐ ➼t ♥❤➜t ♠ët ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✈➔ t↕✐ ♠é✐ ♠ët ❝❤✉ ❦ý ❧✉æ♥ ✤↔♠ ❜↔♦ ộ s ữủ t ố ợ t t ♠ët ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t t❤ỉ♥❣ q✉❛ ❝→❝ ♥ót ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✈➔ ❝→❝ ♥ót ❝❤✉②➸♥ t✐➳♣✳ ▼ư❝ t✐➯✉ ❝õ❛ ❜➔✐ t♦→♥ ❧➔ tè✐ t❤✐➸✉ ❤â❛ sè ❧÷đ♥❣ ♥ót sû ❞ư♥❣✳ ❚r♦♥❣ ❜➔✐ t♦→♥ ♥➔②✱ ❣✐↔ sû r➡♥❣ t➜t ❝↔ ❝→❝ ❝↔♠ õ ũ ỵ (Rc = × Rs ) Rs ✮ ✈➔ ❝ò♥❣ tr tổ ỵ Rc s ❝❤♦ tr♦♥❣ ❬✹✵❪✳ ❚→❝ ❣✐↔✱ ❝ơ♥❣ sû ❞ư♥❣ ♠ỉ ❤➻♥❤ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✤➽❛ trá♥ ✤➣ ✤÷đ❝ tr➻♥❤ ❜➔② tr♦♥❣ ❈❤÷ì♥❣ ✶ ❝õ❛ ❧✉➟♥ →♥ ✈➔ ❦❤↔ ♥➠♥❣ ♠ët ✤è✐ t÷đ♥❣ ✤÷đ❝ ✷✵ ❜❛♦ ♣❤õ ❜ð✐ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✤÷đ❝ t❤➸ ❤✐➺♥ ð ❝æ♥❣ t❤ù❝ ✭✹✳✽✮✳ ●å✐ F ✤➸ ❜❛♦ ♣❤õ t➜t ❝↔ ❝→❝ ✤è✐ t÷đ♥❣ tr♦♥❣ t➜t ❝↔ ❝→❝ ❝❤✉ ❦ý s❛♦ ❝❤♦ ●å✐ F= R R= B✱ ✈ỵ✐ ♠é✐ ✈à tr➼ l i=1 fi ✳ ❧➔ t➟♣ ❝→❝ ♥ót ❝❤✉②➸♥ t✐➳♣ ❝â t❤➸ ✤➦t ✤➸ ✤↔♠ ❜↔♦ ❦➳t ♥è✐ tr♦♥❣ t♦➔♥ ♠↕♥❣ tr♦♥❣ t➜t ❝↔ ❝→❝ ❝❤✉ ❦ý ❝❤♦ A fi ∈ F ❧➔ t➟♣ t➜t ❝↔ ❝→❝ ✈à tr➼ ❝õ❛ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ❝â t❤➸ ✤÷đ❝ tr✐➸♥ ❦❤❛✐ tr➯♥ ♠✐➲♥ B✱ ✈ỵ✐ ♠é✐ ✈à tr➼ ♠ët ♥ót ❝❤✉②➸♥ t✐➳♣ h j=1 rj ✳ ri ∈ R s❛♦ ❇➔✐ t♦→♥ ❜❛♦ ♣❤õ ✤è✐ t÷đ♥❣ ✤↔♠ ❜↔♦ ❦➳t ♥è✐ tr♦♥❣ ♠↕♥❣ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ❦❤ỉ♥❣ ❞➙② sû ❞ư♥❣ ❝→❝ ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t ❞✐ ✤ë♥❣ ❝â t❤➸ ♠ỉ ❤➻♥❤ ❤â❛ ❜➡♥❣ t♦→♥ ❤å❝ ♥❤÷ s❛✉✿ ❚➻♠ ❝ü❝ t✐➸✉ |Q| ; ✭✹✳✾✮ Q⊆Q ✈ỵ✐ ✤✐➲✉ ❦✐➺♥✿ l Q∈ h fi , i=1 l+h rj = j=1 qi ✭✹✳✶✵✮ i=1 fi ∈ F, rj ∈ R; i = 1, , l; j = 1, , h ✈ỵ✐ ♠é✐ Ti ∈ T (b) Di ✭✹✳✶✶✮ ✭✹✳✶✷✮ ∈ P (b) ✭✹✳✶✸✮   d(Ti , qi1 ) ≤ Rs d(qie , qie +1 ) < Rc ; ∀e = 1, k − 1;  (b) d(qik , Di ) < Rc s❛♦ (F, R) A bB ợ ♠é✐ ∃ qi1 , , qik ∈ Q ✈➔ ✭✹✳✶✹✮ ❈ỉ♥❣ t❤ù❝ ✭✹✳✾✮ ♠ỉ t↔ ♠ư❝ t✐➯✉ ❝õ❛ ❜➔✐ t♦→♥✱ tù❝ ❧➔ tè✐ t❤✐➸✉ ❤â❛ tê♥❣ sè ❧÷đ♥❣ ❝→❝ ♥ót ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✈➔ ❝→❝ ♥ót ❝❤✉②➸♥ t✐➳♣ sû ❞ư♥❣ tr♦♥❣ t♦➔♥ ♠↕♥❣✳ • ❈ỉ♥❣ t❤ù❝ ✭✹✳✶✵✮ ♠ỉ t↔ Q ❧➔ t➟♣ ❤đ♣ ❝→❝ ♥ót ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✈➔ ♥ót ❝❤✉②➸♥ t✐➳♣ ❝â t❤➸ ✤÷đ❝ tr✐➸♥ ❦❤❛✐ tr➯♥ ♠✐➲♥ • ❈æ♥❣ t❤ù❝ ✭✹✳✶✶✮ t❤➸ ❤✐➺♥ ✈à tr➼ ❝â t❤➸ ✤➦t ❝→❝ ♥ót ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✈➔ ♥ót ❝❤✉②➸♥ t✐➳♣ tr➯♥ ♠✐➲♥ • A✳ A✳ ❈ỉ♥❣ t❤ù❝ ✭✹✳✶✷✮✱ ✭✹✳✶✸✮ ✈➔ ✭✹✳✶✹✮ ♠ỉ t↔ tr♦♥❣ ♠é✐ ❝❤✉ ❦ý ✤è✐ t÷đ♥❣ Ti ❧✉ỉ♥ tỗ t t t ởt Ti b ợ ộ ởt tỗ t ởt t ủ ❝→❝ ♥ót ❝↔♠ ❜✐➳♥ ✈➔ ♥ót ❝❤✉②➸♥ t✐➳♣ ✤➸ ✤↔♠ ❜↔♦ ❦➳t ♥è✐ tø ❝↔♠ ❜✐➳♥ ❜❛♦ ♣❤õ ✤è✐ t÷đ♥❣ Ti ✈➲ ✤✐➸♠ t❤✉ ♣❤→t (b) Di ✳ ✹✳✷✳✷✳ ●✐↔✐ t❤✉➟t ✤➲ ①✉➜t ❇➔✐ t♦→♥ ❜❛♦ ♣❤õ ✈➔ ❦➳t ♥è✐ tr♦♥❣ ♠↕♥❣ ❝↔♠ ❜✐➳♥ ❦❤ỉ♥❣ ❞➙② sû ❞ư♥❣ tr↕♠ t❤✉ ♣❤→t ❞ú ❧✐➺✉ ✤ë♥❣ ❝â ❤❛✐ ✈➜♥ ✤➲ ❝➛♥ ❣✐↔✐ q✉②➳t✱ t❤ù ♥❤➜t✱ ✤↔♠ ❜↔♦ t➜t ❝↔ ✤è✐ ✷✶ t÷đ♥❣ ♣❤↔✐ ✤÷đ❝ ❜❛♦ ♣❤õ ❜ð✐ ❝→❝ ❝↔♠ ❜✐➳♥✱ ✈➔ t❤ù ❤❛✐✱ t↕✐ ♠é✐ ❝❤✉ ❦ý t❤✉ t❤➟♣ ❞ú ❧✐➺✉✱ t➜t ữủ t ố tợ tr t❤✉ ♣❤→t ❞ú ❧✐➺✉ ✤ë♥❣✳ ✣➸ ❣✐↔✐ q✉②➳t ❝→❝ ②➯✉ ❝➛✉ tr➯♥✱ t→❝ 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