[发明专利]一种基于蜂群算法的移动信标路径选择方法

权利要求书

1.一种基于蜂群算法的移动信标路径选择方法，其特征在于该方法在得到一条经过优化了的信标节点移动路径后，信标节点可按照这条路径移动到每一个信号发射点，从而降低节点传输能耗，延长网络生存周期，该方法实现的具体步骤为：

步骤一：参数初始化

所有蜜蜂都为侦察蜂，随机选择路径，建立路径矩阵Path，Path为记录蜜蜂所走过的路径中移动信标节点的位置，并保证在一次迭代过程中不重复走同一节点位置，建立角色role矩阵，取最大迭代次数N_max，设置限制参数limit其中，limit<N_max；

步骤二：取迭代次数N=0；

步骤三：计算各条路径的长度，更新路径矩阵Path和角色role矩阵；

定义路径长度的倒数为收益率，对所有蜜蜂依据收益率大小进行排名，排名最前的50%为引领蜂，最后的10%为侦察蜂，其余为跟随蜂；

步骤四：依照概率选择路径，进行路径优化，

跟随蜂选择第i只引领蜂路径的概率：

Pi=1DiΣi=1Pleader*Num_Bee1Di]]>

其中，D_i为第i只引领蜂的路径长度，Pleader*Num_Bee为引领蜂的数量，如果跟随蜂选择跟随引领蜂，那么在下轮迭代中重走引领蜂对应的部分路径并在邻域进行搜索，若没有跟随引领蜂，则变为侦察蜂并进行全局搜索；

在路径矩阵Path中，引领蜂重走上一次迭代过程的路径，Path不改变；跟随蜂和侦察蜂都依据下式计算在t时刻第k只蜜蜂节点位置的转移概率：

Pij={ρij(1dij)4Σs∈allowedρij(1dis)4s,j∉allowedk0otherwise]]>

                                                      （2）

其中，allowed_k表示第k只蜜蜂没有走过的且与节点位置i在距离范围内的节点位置，距离范围根据具体的节点位置坐标而设定；allowed为第k只蜜蜂没有走过的所有节点位置，由于第k只蜜蜂路径矩阵Path_k的约束，allowed_k是由第k只蜜蜂还未访问过的节点位置组成；d_ij、d_is分别表示节点位置i与j、i与s之间的距离，ρ_ij表示第k只蜜蜂由节点位置i转移到节点位置j的转移因子，两种蜜蜂转移概率上的区别在于：

侦察蜂，其中l为蜜蜂为未走过的节点位置个数；

跟随蜂：

其中γ（γ<1）表示引领蜂的引导性强弱，γ值越大收敛速度越快，一般取值0.9；

依照上述公式（1）和（2）完成角色转变以及路径转移概率的选择；

步骤五：对迭代次数进行加1操作，即N=N+1；

步骤六：若某只非侦查蜂在limit次走过的路径长度无变化，则强制将其转变为侦察蜂，

控制参数“limit”，它用来记录某只蜜蜂寻找的路径长度未被更新的次数，如果一条路径连续经过limit次循环之后没有得到改善，表明这条路径陷入局部最优，那么这条路径就要被放弃，与这条路径相对应的引领蜂也转变为侦察蜂；

步骤七：同步骤三，计算各条路径长度并更新路径矩阵Path和角色role矩阵；

步骤八：判断是否达到最大迭代次数N_max，如达到，则根据Path矩阵和路径长度取值，找到最短路径；若没有达到，则转入步骤四，进入循环，直到满足条件后结束。