基于Pareto蟻群算法的MVB周期輪詢表設(shè)計問題研究.pdf

1、多功能車輛總線（Multifunction Vehicle Bus，MVB）聯(lián)結(jié)車廂核心組件，是牽引制動、運行監(jiān)督和旅客服務(wù)的基礎(chǔ)，為車輛安全運行提供保障?？偩€管理器需要周期性地讀取重要功能模塊的狀態(tài)信息，該過程嚴(yán)格按照MVB周期輪詢表的既定順序進(jìn)行。有效的MVB周期輪詢表能提高總線的通信效率，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，增強網(wǎng)絡(luò)處理突發(fā)事件的能力。IEC61375-1國際標(biāo)準(zhǔn)給出的輪詢表生成算法無法保證其均勻度，而且會導(dǎo)致設(shè)備的監(jiān)測周期變長，不利于

2、實時管理。
　　綜合研究協(xié)議要求和周期輪詢表特點，本文提出了一種基于改進(jìn)Pareto蟻群算法優(yōu)化MVB周期輪詢表的方法。將建表任務(wù)抽象成調(diào)度問題，首先建立起周期信息的調(diào)度模型，分析得到可調(diào)度的基本要求，將它作為一個基本約束條件，保證每個基本周期的周期相總時間不超過給定上限是另一個約束。建模過程引入“陡度”概念表示輪詢表最長最短周期相時間差，將它與周期相標(biāo)準(zhǔn)差加權(quán)組合表征均勻度，還引入“波動率”概念表示相鄰周期相時間差，它能反映出基

3、本周期的互補能力，將均勻度和波動率作為兩個優(yōu)化目標(biāo)以找到性能更全面的輪詢表。利用Pareto蟻群算法(Pareto Ant ColonyAlgorithm，P-AC)求解。編碼時每個目標(biāo)對應(yīng)一個信息素矩陣，其更新方式整體采用蟻群系統(tǒng)(ACS)的規(guī)則，總信息素由兩者加權(quán)得到，權(quán)值在每只螞蟻生成時在規(guī)定范圍內(nèi)隨機選擇。為避免搜索陷入局部最優(yōu)，引入自適應(yīng)機制，動態(tài)調(diào)整隨機選擇概率和信息素?fù)]發(fā)強度。算法得到的非劣解集借助“擁擠距離排序”維護(hù)，最