一种基于蚁群计算的辐射基站监测技术的制作方法

本发明涉及基站监测领域，尤其涉及一种基于蚁群计算的辐射基站监测技术。

背景技术：

1、基站项目建设过程中，多方因素共同制约，实施差异显著，有效行政管理存在相当难度。通信基站数量庞大且涉及地域广，自然条件各异，时间紧，任务重，采用大数据和信息化结合方式，利用统计算法技术优化工作路径，提高工作进度是现场实施的必然选择之一。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于蚁群计算的辐射基站监测技术，解决了现有技术中指出的上述技术问题。

2、本发明提出了一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，包括如下操作步骤：

3、基于当前区域内所有基站分别对应的基站坐标构建基站坐标集合；并计算获取每两个基站之间的相互距离l；

4、所述基站坐标指的是基站处于世界地图上的坐标；

5、初始化蚁群算法参数，基于所述相互距离l通过蚁群计算方法进行迭代寻找最佳路径，并记录所述最佳路径的长度。

6、较佳的，所述蚁群算法参数包括蚂蚁数量m、启发函数ηij(t)、信息素重要程度因子α、启发函数重要程度因子β；初始信息素浓度δij(0)。

7、较佳的，所述基于所述相互距离l通过蚁群计算方法进行迭代寻找最佳路径，并记录所述最佳路径的长度，包括如下操作步骤：

8、构建解空间：获取各个蚂蚁对应的初始位置；令每只蚂蚁根据转移概率公式选择下一个访问的基站的概率pijk(t)，并利用轮盘赌法控制蚂蚁选择下一个访问的基站；

9、实时获取每个蚂蚁分别对应的爬行路径及爬行路径长度；根据所述爬行路径长度利用信息素更新公式计算获取各个蚂蚁在爬行路径上的信息素浓度；

10、预设迭代计数器以及迭代计数器迭代次数最大阈值；将所述迭代计数器迭代次数加1后开始本次迭代操作；

11、判断当前是否为第一次迭代，若是，则将所述爬行路径及所述爬行路径长度添加到路径记录表中并将所述爬行路径作为待确定最佳路径；若否，则将所述爬行路径及所述爬行路径长度添加到路径记录表中，并判断当前爬行路径长度是否为最短，若是，则将当前迭代产生的爬行路径作为待确定最佳路径；若否，则重新进行迭代；同时计算得到各迭代次数产生的平均距离；

12、重复上述操作，确定所述迭代计数器迭代次数等于所述迭代计数器迭代次数最大阈值时得到的待确定最佳路径为最佳路径。

13、较佳的，所述概率pijk(t)的计算方式为：

14、

15、式中，ηij(t)为启发函数、α为信息素重要程度因子、β启发函数重要程度因子；

16、较佳的，在利用轮盘赌法控制蚂蚁选择下一个访问的基站之后，还包括建立已访问基站集合；

17、将所述下一个访问的基站对应的基站坐标放入所述已访问基站集合中，同时将所述下一个访问的基站对应的基站坐标从所述基站坐标集合中删除；所述已访问基站集合初始为空。

18、较佳的，所述信息素更新公式为：

19、δij(t+1)＝(1-ρ)δij(t)+δδij

20、

21、其中，δδijk(t)表示第k只蚂蚁在基站i与基站j连接路径上释放的信息素浓度，δδij表示所有蚂蚁在基站连接路径上释放的信息素浓度之和。

22、较佳的，δδijk(t)＝q/lk；表示第k只蚂蚁从基站i访问基站j。

23、较佳的，所述迭代计数器初始时迭代次数为0。

24、相应地，本发明提供了一种基于蚁群计算的辐射基站监测系统，包括第一模块、第二模块；

25、其中，所述第一模块，用于基于当前区域内所有基站分别对应的基站坐标构建基站坐标集合；并计算获取每两个基站之间的相互距离l；

26、所述基站坐标指的是基站处于世界地图上的坐标；

27、所述第二模块，用于初始化蚁群算法参数，基于所述相互距离l通过蚁群计算方法进行迭代寻找最佳路径，并记录所述最佳路径的长度。

28、较佳的，所述第二模块，包括解空间子模块、计算子模块、迭代初始子模块、迭代子模块；

29、其中，所述解空间子模块，用于构建解空间：获取各个蚂蚁对应的初始位置；令每只蚂蚁根据转移概率公式选择下一个访问的基站的概率pijk(t)，并利用轮盘赌法控制蚂蚁选择下一个访问的基站；

30、所述计算子模块，用于实时获取每个蚂蚁分别对应的爬行路径及爬行路径长度；根据所述爬行路径长度利用信息素更新公式计算获取各个蚂蚁在爬行路径上的信息素浓度；

31、所述迭代初始子模块，用于预设迭代计数器以及迭代计数器迭代次数最大阈值；将所述迭代计数器迭代次数加1后开始本次迭代操作；

32、所述迭代计数器初始时迭代次数为0；

33、所述迭代子模块，用于判断当前是否为第一次迭代，若是，则将所述爬行路径及所述爬行路径长度添加到路径记录表中并将所述爬行路径作为待确定最佳路径；若否，则将所述爬行路径及所述爬行路径长度添加到路径记录表中，并判断当前爬行路径长度是否为最短，若是，则将当前迭代产生的爬行路径作为待确定最佳路径；若否，则重新进行迭代；同时计算得到各迭代次数产生的平均距离；

34、重复上述操作，确定所述迭代计数器迭代次数等于所述迭代计数器迭代次数最大阈值时得到的待确定最佳路径为最佳路径。

35、较佳的，所述解空间子模块，还用于将所述下一个访问的基站对应的基站坐标放入所述已访问基站集合中，同时将所述下一个访问的基站对应的基站坐标从所述基站坐标集合中删除；所述已访问基站集合初始为空。

36、与现有技术相比，本发明实施例至少存在如下方面的技术优势：

37、分析本发明提供的上述一种基于蚁群计算的辐射基站监测技术可知，在具体应用时通过获取当前区域内所有基站的信息，建立一个基站信息集合g，这个集合包含了每个基站的坐标信息；然后利用基站的坐标信息，利用欧氏距离计算每两个基站之间的相互距离l，反映了基站之间的空间距离关系；进而使用蚁群算法对基站之间的相互距离进行迭代寻找最佳路径；蚁群算法模拟了蚂蚁在寻找食物过程中的行为，通过信息素和启发函数来引导蚂蚁选择路径，通过迭代计算，可以找到最佳路径，并记录该路径的长度，其中，使用的蚂蚁算法具有正反馈、分布式计算和富于建设性的贪婪启发式搜索的特点，通过建立适当的数学模型，并通过数据迭代计算而转变为一种非线性全局寻优算法，蚁群算法采用了分布式并行计算机制，易于与其他方法结合，且具有强鲁棒性，贴近现场实际，可见，基于蚁群算法的工作调度优化设计，考虑到基站监测的基本要求，可达到优化配置、合理分配资源的目的，通过计算最优路径或最优时间的方式，有效控制工作进度，减少检测时间(实际运行中减量约为20％-30％)。

技术特征：

1.一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，所述基站坐标指的是基站处于世界地图上的坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，所述蚁群算法参数包括蚂蚁数量m、启发函数ηij(t)、信息素重要程度因子α、启发函数重要程度因子β；初始信息素浓度δij(0)。

4.根据权利要求3所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，所述基于所述相互距离l通过蚁群计算方法进行迭代寻找最佳路径，并记录所述最佳路径的长度，包括如下操作步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，所述概率pijk(t)的计算方式为：

6.根据权利要求5所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，所述利用轮盘赌法控制蚂蚁选择下一个访问的基站之后，还包括建立已访问基站集合；

7.根据权利要求6所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，所述信息素更新公式为：

8.根据权利要求7所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测方法，其特征在于，所述迭代计数器初始时迭代次数为0。

9.一种基于蚁群计算的辐射基站监测系统，包括第一模块、第二模块；

10.根据权利要求9所述的一种基于蚁群计算的辐射基站监测系统，其特征在于，所述第二模块，包括解空间子模块、计算子模块、迭代初始子模块、迭代子模块；

技术总结
本发明公开了一种基于蚁群计算的辐射基站监测技术，通过获取当前区域内所有基站的信息，建立一个包含了每个基站的坐标信息的基站信息集合G；然后利用基站的坐标信息，通过欧氏距离计算每两个基站之间的相互距离L；进而通过模拟蚂蚁在寻找食物过程中的行为，通过信息素和启发函数来引导蚂蚁选择路径，通过迭代计算，可以找到最佳路径，并记录该路径的长度；使用的蚂蚁算法在解空间中进行搜索，并根据信息素和启发函数的重要程度来引导蚂蚁选择路径；每次迭代都会更新信息素浓度，以增加较优路径的吸引力；通过多次迭代搜索，可以逐步优化路径，最终得到最佳路径；这种算法可以应用于基站选择等问题，提高搜索效率和路径优化程度。

技术研发人员：宗楠,曹磊,刘婧,祖傲松,杨洋,杨会霞,王璨
受保护的技术使用者：中国通信建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22