[发明专利]一种动态路由下双层交通网络的资源优化方法

权利要求书

1.一种动态路由下双层交通网络的资源优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1根据输入的网络参数构造双层网络模型；

S2设置双层网络模型的多种资源分配方式delta；

S3根据特定的资源分配方式delta计算该方式下每个节点的处理能力，所述每个节点处理能力的计算公式如式(1)所示：

其中，所述的C_i为节点i的处理能力，所述的k_i表示节点i的度；

AL为平均最短路径长度；AL_a代表模拟网络的平均最短路径长度；AL_g为所使用的双层网络中上下两层的平均最短路径的平均数；

g为所使用的网络，g＝a代表使用模拟网络，g＝b代表使用真实网络，j为网络层，即j＝1,2时g＝a，j＝3,4时g＝b；

为j层的总处理能力；所述的计算公式如(2)所示：

所述的N_j为网络层j的节点总数；

S4设置双层网络模型的动态路由策略、自恢复机制以及跨层流量切换机制；

S5在特定资源分配方式下，统计双层网络处于不崩溃情况下包生成速率的最大值R_c，其具体如下：

S51随机取一个包生成速率R值，表示每个时间步t内双层网络中产生的乘客数量；

S52根据双层网络模型的各节点的处理能力以及动态路由策略、自恢复机制以及跨层流量切换机制统计网络中的总人数A；当包到达终点时将其从双层网络模型中剔除；

S53将总人数A作为纵坐标，运行时间t作为横坐标，在直角坐标系中绘制出网络中总人数随时间的变化曲线，若网络中总人口A随时间t的增长，逐渐稳定在一定的水平上即网络并未出现崩溃，则重新选取一个较大的R值；

若网络中总人口A随时间t的增长，网络出现崩溃，则重新选取一个较小的R值；

当R＝X时，网络中总人口A随时间增长逐渐趋于平稳，并且当R＝X+1时，出现崩溃，则X＝R_c；输出delta以及对应的R_c；

S6判断每种资源分配方式是否均得到对应的R_c，若是，则进入步骤S7；否则，进入步骤S3；

S7根据所有资源分配方式对应的R_c确定最优资源分配方法，R_c值最大的资源分配方式最优异；

S8根据最优资源分配方式调整现有资源分配方式。

2.根据权利要求1所述的资源优化方法，其特征在于，所述的S1根据输入的网络参数构造双层网络模型，具体如下：

S11根据输入的真实的网络参数构建出程序运行所需的真实网络，所述的双层网络参数包括上下层网络分别对应的网络节点和连边；

S12删除真实网络中存在的孤立节点与自环，然后分别作为真实网络的上下层；

S13构建模拟双层网络，模拟双层网络的上层为随机生成的N＝1000，连接数m＝5的BA无标度网络，下层为随机切断上层1％的连边后重新随机连接两个节点所得的网络；

S14根据双层网络得到其网络的特征值：网络节点数N，节点i的度k_i，平均度边数E，平均最短路径长度AL，两层网络之间共享节点数。

3.根据权利要求1所述的资源优化方法，其特征在于，S2设置双层网络模型的多种资源分配方式delta，具体如下：设置delta代表双层网络模型中总处理力的分配方式，通过调整变量delta的值，设置不同的资源分配方法，delta的取值范围为-1≤delta≤2。

4.根据权利要求3所述的资源优化方法，其特征在于，delta为-1表示每个节点的处理能力与其度成反比；delta为0表示每个节点的处理能力相同；delta为1表示每个节点的处理能力与其度成正比；delta为2表示每个节点的处理能力与其度的平方成正比。