بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک
بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک
چکیده
در یک شبکه هوشمند، زیرساخت اندازه گیری پیشرفته (AMI) شامل سخت افزار، نرم افزار و سایر قطعات الکترونیکی است که از طریق زیرساخت های ارتباطی متصل می شوند.
زیرساخت اندازه گیری پیشرفته، داده های قرائت شده کنتور را بین میان کنتورهای هوشمند و یک مرکز خدمات انتقال می دهد.
در این باره، یک شبکه مش بی سیم (WMN) با توپولوژی مش تصادفی برای استقرار شبکه ارتباطی AMI به کار می رود.
در یک شبکه مش بی سیم، مسیرها با استفاده از یک پروتکل مسیریابی مش بی سیم ترکیبی (HWMP) با یک ویژگی متعادل سازی بار به نام بار آگاه HWMP (LA-HWMP) مشخص می شوند.
این مسیرها در خواست پیوندها را با حداقل اندازه زمان هوا را کاهش می دهند.
علی رغم این، با توجه به تعداد زیاد انتقالات مجدد ناشی از افت بسته، تأخیر در انتقال داده ها از کنتورهای هوشمند ویژه بسیار است.
برای مرتفع کردن این مشکل و تقویت تأخیر انتها به انتها، یک الگوریتم ژنتیکی که در LA-HWMP برای به دست آوردن مسیر بهینه اعمال می شود.
فرآیند بهینه سازی به انتخاب مسیرهایی با حداقل تأخیر منجر خواهد گردید. الگوریتم ژنتیک با انتخابی براساس رتبه، متقاطع دو نقطه و یک جهش مجدد تصادفی با یک عملکرد ترمیمی برای از بین بردن ورودی های تکراری ایجاد شده است.
روش پیشنهادی با HWMP، LA-HWMP و یک روش پیشرفته که از ترکیبی از الگوریتم کلونی مورچگان و شبیه سازی تبرید (ACA-SA) برای شبکه های AMI در اندازه های مختلف استفاده می شود، مقایسه شده است.
نتایج به دست آمده نشان می دهد که مسیر شناسایی شده با روش پیشنهادی تأخیر کوتاهتر و توان عملیاتی بیشتری نسبت به مسیرهای شناسایی شده با استفاده از روشهای دیگر به دست می آورد.
مقدمه
شبکه هوشمند یک شکل پیشرفته از شبکه برق موجود است که دسترسی ، قابلیت اطمینان و کارایی را تضمین می کند. AMI دروازه ای است که در آن شبکه با مصرف کننده ادغام می گردد.
زیرساخت ارتباطی شبکه هوشمند شامل سه زیرساخت ارتباطی مهم شامل : الف) شبکه های منطقه ای خانگی (HAN) : ارتباطات کوتاه برد که تعدادی دستگاه و حسگر را به هم متصل می کند، ب) شبکه های منطقه ای محلی (NAN): ارتباطات با محدوده متوسط که HAN را با WAN مرتبط می کند، ج) شبکه های گسترده ای (WAN) که بسیاری از NAN ها را به یک سیستم کنترل مرکزی متصل می کنند، است.
AMI مؤلفه کلیدی NAN است که داده های کنتور هوشمند را از NAN دریافت کرده و قبل از ارسال به مرکز کنترل مرکزی، آن را متراکم می کند.
برای پیاده سازی AMI نیازهای اساسی وجود دارد. هماهنگی کلیه نیازهای عملکردی، نیازمند زیرساخت ارتباطی مناسبی است.
AMI برای پشتیبانی از کنتورهای هوشمند به یک شبکه ارتباطی دو طرفه کارآمد که پیام های دوره ای حامل اطلاعات قرائت کنتور را ارسال می کند، نیاز دارد.
یک شبکه ارتباطی بایستی دارای یک توپولوژی کارامد و یک پروتکل مسیریابی باشد. یاسین و همکاران. فن آوری های مختلف ارتباط کنتور هوشمند در زیرساخت های ارتباطی شبکه هوشمند را بطور مختصر بیان کردند.
چندین توپولوژی و پروتکل های شبکه برای ایجاد یک شبکه ارتباطی AMI وجود دارد. مسیریابی 20 بسته ای بخشی مهم از عملیات شبکه AMI است.
روش مسیریابی وابسته به نوع فناوری مورد استفاده برای اجرای ان است. در این رابطه، شبکه ارتباطی AMI با استفاده از توپولوژی مش پیاده سازی می شود.
روشهای برنامه ریزی و مسیریابی AMI گوناگون مورد بحث واقع شده است. این مقاله شبکه را به عنوان طرحی از مجموعه ای از رئوس ها و لبه ها نشان می دهد.
مطالعات نشان می دهد که WMN برای پشتیبانی یک شبکه با دامنه ای از متوسط تا زیاد مناسب است.
نتیجه
در این مقاله ، مسیرهای متعادل سازی شده بار با استفاده از GA بهینه شده است.
روش مسیریابی برای تعدادی کنتور هوشمند مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج قابل قبول مطابق با استانداردهای ANSI. به دست آمد.
هدف اولیه از حداقل سازی تأخیر انتقالی انتها به انتها با به کارگیری GA در مجموعه ای از مسیرهای LA-HWMP به دست آمد.
این امر با حفظ پیوندها با مقادیر SINR بالاتر در گیرنده امکان پذیر است تا در نسل بعدی تکامل یابد. این روش مقیاس پذیری را تضمین می کند ، که یک مورد مسیریابی کلیدی برای AMI است.
تاخیر انتها به انتها حداقل مقدار ممکن بود، از این رو از انتقال سریع داده ها میان کنتورهای هوشمند و مرکز کنترل اطمینان حاصل می شود.
دو محدودیت که محدودیت های SINR و بار نامیده شدند، تحویل بسته با ریزش حداقلی بسته و بار متعادل سازی شده را تضمین کرده است.
افزون بر اینها، تابع عملکرد ورودی های تکراری را در مسیر مطلوب حذف می کند. بار شبکه در اندازه های مختلف شبکه های AMI به حداقل رسیده است.
این مساله نشان داد که مسیر بهینه شده نیازهای اساسی را برای مسیریابی در برنامه های AMI زمان بحرانی را برآورده می کند.
برای مشاهده مطالب بیشتر به سایت www.farzdon.ir مراجعه نماید.
بهینه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک