CN112070271B - 动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法，包括：对栅栏参数预处理；对动态互联资源进行需求分析，并根据所述栅栏参数设定容错要求；动态调整容错覆盖构建，根据所述栅栏参数和所述动态互联资源需求输出输出具备容错性的栅栏覆盖方案；确定决策目标，基于所述决策目标对所述栅栏覆盖方案进行搜索寻优，输出满足决策目标的互联资源栅栏覆盖方案。本发明具有较强的系统容错性，形成的栅栏覆盖方案考虑了部分互联资源丧失功能的情况；可获得满足低成本原则和重点区域多重覆盖原则等特定目标要求下的互联资源栅栏覆盖部署方案；是一种优化的容错栅栏覆盖方案，对动态变化条件具有较为灵敏的响应。
Description
技术领域
本发明涉及系统工程技术领域，更具体地，涉及一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法、系统、计算机设备和介质。
背景技术
资源覆盖问题一般包括区域覆盖、点覆盖、栅栏覆盖等，其中栅栏覆盖主要考察目标穿越资源覆盖区域时被资源检测的情况，它在一定程度上反映了资源的感知和检测能力。
现代资源部署中经常需要考虑动态变化的环境条件，在这种条件下互联资源与资源的任务目标之间不再是简单的个体对应关系，而是体系与体系的复杂对应关系。在动态变化条件下，互联资源在进行栅栏覆盖配置时充分考虑系统的容错特性和适当的冗余度进行多重覆盖，可以使得相应资源在变化环境中的探测、定位、跟踪、识别等方面综合效能大幅度改善。特别是当某些资源由于自身原因或人为破坏而无法正常发挥作用时，剩余互联资源的重组过程也在很大程度上依赖于互联资源容错栅栏覆盖配置方法给出的初始资源部署方案。因此，动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法是实现态势信息共享，支持科学的资源容错栅栏部署方案，优化资源部署辅助决策方案，使互联资源的综合效能获得提升的重要支撑。
目前对于动态变化条件下的互联资源容错栅栏覆盖配置方法主要集中在给定资源部署类型及数量前提下，基于特定的容错栅栏覆盖配置指标，采用运筹学理论或启发式优化算法对部署问题进行建模并求解。常见的互联资源容错栅栏覆盖配置原则包括无缝覆盖原则、抗对抗干扰原则、顶空覆盖原则、多重冗余覆盖原则等。例如，以无线网络节点和防空雷达为背景，研究人员建立了相应的资源栅栏部署效能评估指标，并提出了基于并行计算的混沌遗传算法、粒子群算法、自适应差分进化算法等进行互联资源的优化栅栏部署求解，获得相应的优化部署方案。然而现有的研究主要集中于给定资源数量及参数情况下的优化部署问题，回避了对于动态变化条件下互联资源数量及资源类型的多种类型容错优化选择问题。从本质上而言，资源的数量、类型与空间部署位置是强耦合的优化问题，回避资源数量、类型，直接对部署位置进行优化容易造成资源浪费、造成栅栏覆盖不完备或资源系统容错性能不足等方面的问题。
发明内容
为解决上述问题之一，本发明实施例提供一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法、系统、计算机设备和介质。本发明的方法、系统具有较强的系统容错性及灵敏的动态响应特性，可获得满足低成本原则，重点区域多重覆盖原则等特定目标要求下的互联资源栅栏覆盖部署方案。
本发明第一个实施例提供一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法，包括：
S010、对栅栏参数预处理；
S020、对动态互联资源进行需求分析，并根据所述栅栏参数设定容错要求，进而根据动态互联资源需求确定互联资源的种类和数量；
S030、根据所述栅栏参数和所述动态互联资源需求输出具备容错性的栅栏覆盖方案；
S040、确定决策目标，基于所述决策目标对所述栅栏覆盖方案进行搜索寻优，输出满足决策目标的互联资源栅栏覆盖方案。
在一个具体实施例中，所述S010包括：
S0101、确定目标区域的空间坐标及尺寸，确定栅栏覆盖的重点方向，确定每个重点方向所需的栅栏道数；
S0103、确定每道栅栏的宽度，结合所述目标区域的空间坐标及尺寸确定每道栅栏的长度；
其中，所述栅栏的宽度w，根据互联资源所对应探测目标的运动速度v和互联资源的响应时间t来确定，设置所述栅栏的宽度w＝vt；
S0105、根据所述目标区域的空间坐标及尺寸、所述宽度、所述长度、所述重点方向和所述栅栏道数确定栅栏覆盖区域的空间位置和形状分布。
在一个具体实施例中，所述S020包括：
S0201、确定互联资源自身覆盖特征；
S0203、确定互联资源的限定条件，给出各类资源选择的数量上限；
S0205、设定互联资源容错个数k和各重点方向上的容错条件下栅栏面积覆盖率η和容错条件下栅栏覆盖的最小宽度wr；
S0207、确定所述互联资源初始种类和初始数量m作为起始值，并对所述互联资源进行编号；
其中，η定义为k个互联资源发生故障条件下的栅栏覆盖比例。
在一个具体实施例中，所述S030包括：
S0301、明确部署精度，以部署精度为离散网格尺寸对部署空间进行离散化，确定栅栏形状特点，结合所述栅栏的宽度确定覆盖栅栏的空间位置和形状尺寸；
S0302、在栅栏覆盖空间范围内采用进化遗传算法对m个互联资源的空间部署进行寻优，获得以最大化栅栏覆盖率为优化目标的全局最优的互联资源空间部署方式；
S0303、采用一种k个互联资源的组合方式，从m个所述互联资源中去掉其中k个所述互联资源；
S0304、对动态调整参数进行离散化，得到离散化参数区间，计算所述离散化参数区间内的栅栏最小宽度值wm，将其与所述容错条件下栅栏覆盖的最小宽度wr进行比较，若wm<wr，则增加一个互联资源数量并重复本步骤，直至wm≥wr；
S0305、以最大化重叠覆盖区域面积为优化目标，在所述离散化参数区间内寻优，确定所述最大化重叠覆盖区域面积，并计算栅栏面积覆盖率，如不满足所述容错条件下栅栏面积覆盖率η的要求，则增加一个所述互联资源数量并重复本步骤；
S0306、更换一种不同的k个互联资源的组合方式，重复所述S0303至S0305的操作，直至遍历k个互联资源的全部组合方式；
S0307、输出满足要求具备容错性的栅栏覆盖方案。
在一个具体实施例中，所述S040包括：
S0401、给出各类互联资源的成本及重点区域多重覆盖的具体指标；
S0402、根据重点区域多重覆盖的区域位置及尺寸，以及重复覆盖数目再次进行所述S0301的操作，并对重点区域栅栏空间范围内对新增加的互联资源的空间部署进行寻优，更新参数后循环所述S0303至S0307的操作，直至满足重点区域多重覆盖的要求为止；
S0403、以所述满足重点区域多重覆盖要求的互联资源部署方案为初始值，采用一个低成本的互联资源代替高成本的互联资源，更新的参数按照所述S0207处理，然后执行后续步骤，直至输出最低成本的互联资源部署方案；
S0404、输出满足决策目标的栅栏覆盖方案。
在一个具体实施例中，所述互联资源自身覆盖特征包括类别、大小尺寸和动态调整参数；
其中，类别包括平面的圆形覆盖、扇形覆盖、三角形覆盖、多边形覆盖，曲边形覆盖，以及空间的球体、锥体、多面体、曲面体覆盖；动态调整参数包括扇形或锥体的空间覆盖角度、互联资源中心位置允许的位移，其中
所述空间覆盖角度取值范围0～360°；
所述空间位移取值范围0～0.5w。
本发明第二个实施例提供一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置系统，包括：
预处理模块，用于对栅栏参数预处理；
动态互联资源需求分析模块，用于分析互联资源需求，并根据所述栅栏参数设定容错要求，根据动态互联资源需求确定互联资源的种类和数量；
动态调整容错覆盖构建模块，用于根据所述栅栏参数和所述动态互联资源需求输出具备容错性的栅栏覆盖方案；
基于决策目标的寻优搜索模块，用于基于决策目标对所述栅栏覆盖方案进行搜索寻优，输出满足决策目标的互联资源部署方案。
在一个具体是实例中，所述决策目标，包括低成本原则，重点区域多重覆盖原则中的一个或两个。
本发明第三个实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一个实施例所述的方法。
本发明第四个实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一个实施例所述的方法。
本发明的有益效果如下：
本发明具有较强的系统容错性，形成的栅栏覆盖方案考虑了部分互联资源丧失功能的情况，是一种优化的容错栅栏覆盖方案；具备对不同种类互联资源数量进行优化确定的功能，可以针对特定需求给出满足条件的各类互联资源的具体数量，因此该方法也可以用于互联资源的前期规划；具备针对特定目标的寻优搜索功能，可获得满足低成本原则、重点区域多重覆盖原则等特定目标要求下的互联资源栅栏覆盖部署方案；考虑了互联资源动态调整的参数，给出的部署方案包含了资源的动态调整因素，对动态变化条件具有较为灵敏的响应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本发明的一个实施例的动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法流程图。
图2示出根据本发明的一个实施例的动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法具体步骤流程图。
图3示出根据本发明的一个实施例的资源栅栏覆盖(全方位和重点方位)二维平面示意图。
图4示出根据本发明的一个实施例的为区域空间的正交离散化网格示意图。
图5示出根据本发明的一个实施例的遗传算法逻辑框架。
图6示出根据本发明的一个实施例的动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置系统的流程图。
图7示出根据本发明的一个实施例的的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明中的互联资源可以是无线传感器，雷达等等，本发明对此不做限制。
实施例1
如图1所示，一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法，包括：
S010、对栅栏参数预处理。
一个示例中，如图2所示，S010的具体步骤包括：
S0101、确定目标区域的空间坐标及尺寸，确定栅栏覆盖的重点方向，确定每个重点方向所需的栅栏道数；
如图3所示，重点方向指资源重点覆盖区域相对于目标区域的位置，目标区域的位置周围全部方向覆盖是全方位栅栏覆盖，部分方向覆盖是重点方位覆盖。
S0103、确定每道栅栏的宽度，结合所述目标区域的空间坐标及尺寸确定每道栅栏的长度；
其中，所述栅栏的宽度w，根据互联资源所对应探测目标的运动速度v和互联资源的响应时间t来确定，设置所述栅栏的宽度w＝vt；
S0105、根据所述目标区域的空间坐标及尺寸、所述宽度、所述长度、所述重点方向和所述栅栏道数确定栅栏覆盖区域的空间位置和形状分布。
S020、对动态互联资源需求分析，并根据栅栏参数设定容错要求，进而根据动态互联资源需求确定互联资源的种类和数量。
一个示例中，如图2所示，S020的具体步骤包括：
S0201、确定互联资源自身覆盖特征。
互联资源自身覆盖特征包括类别、大小尺寸和动态调整参数；
其中，类别包括平面的圆形覆盖、扇形覆盖、三角形覆盖、多边形覆盖，曲边形覆盖，以及空间的球体、锥体、多面体、曲面体覆盖；动态调整参数包括扇形或锥体的空间覆盖角度、互联资源中心位置允许的位移等，其中，空间覆盖角度取值范围0～360°，空间位移取值范围0～0.5w。
本发明考虑了互联资源动态调整的参数，给出的部署方案包含了资源的动态调整因素，对动态变化条件具有较为灵敏的响应。
S0203、确定互联资源的限定条件，给出各类资源选择的数量上限；
S0205、设定互联资源容错个数k和各重点方向上的容错条件下栅栏面积覆盖率η和容错条件下栅栏覆盖的最小宽度wr；其中，η定义为k个互联资源发生故障条件下的栅栏覆盖比例。
k为自然数，通常k不大于互联资源总数的五分之一，代表在某重点方向上允许k个互联资源发生故障无法正常执行既定任务，即所有互联资源中任意k个互联资源发生故障时依然满足系统正常工作要求。
S0207、确定所述互联资源初始种类和初始数量m作为起始值，并对所述互联资源进行编号。
例如1，2，3，…，m，其中m为互联资源的初始数量。
本发明具备对不同种类互联资源数量进行优化确定的功能，可以针对特定需求给出满足条件的各类互联资源的具体数量，因此该方法也可以用于互联资源的前期规划。
S030、根据所述栅栏参数和所述动态互联资源需求输出栅栏覆盖方案。
一个示例中，如图2所示，S030具体步骤包括：
S0301、明确部署精度，以部署精度为离散网格尺寸对部署空间进行离散化，确定栅栏形状特点，结合所述栅栏的宽度确定覆盖栅栏的空间位置和形状尺寸。
一个示例中，离散网格如图4所示，通过对部署区域进行网格化，如三角形、矩形、六边形网格等，来确定节点的部署位置，从而使得互联资源能够满足一定的覆盖要求，利用虚拟的网格来把部署区域划分，每个网格对应一个节点部署位置。根据区域大小和节点来计算网格大小。
栅栏形状可以是矩形栅栏，环形栅栏等，本发明对此不做限定。
S0302、在栅栏覆盖空间范围内对m个互联资源的空间部署进行寻优，获得以最大化栅栏覆盖率为优化目标的全局最优的互联资源空间部署方式。
一个示例中，如图5所示，在给定的覆盖栅栏空间范围内采用进化遗传算法对m个互联资源的空间部署进行寻优，从种群开始搜索，获得以最大化栅栏覆盖率为优化目标的全局最优的互联资源空间部署方式。
S0303、采用一种k个互联资源的组合方式，从m个所述互联资源中去掉其中k个所述互联资源。
m，k均为自然数，k不大于m的五分之一，k个互联资源的组合方式为m个互联资源中任意k个互联资源的组合，每种组合方式中的互联资源不完全相同或完全不同。
如m＝100，k＝7，对100个互联资源编号为1，2，3，4，……100，从中选取编号为1，2，3，4，5，6，7从中去掉。还可以去掉的组合方式为1，3，4，5，6，7，8；1，4，5，6，7，8，9；1，7，8，9，10，11，12；13，14，15，16，17，18，19等等，每种组合方式中的互联资源不完全相同或完全不同。
S0304、对动态调整参数进行离散化，得到离散化参数区间，计算所述离散化参数区间内的栅栏最小宽度值wm，将其与所述容错条件下栅栏覆盖的最小宽度wr进行比较，若wm<wr，则增加一个互联资源数量并重复本步骤，直至wm≥wr。
一个示例中，对动态调整参数(如扇形空间覆盖角度、互联资源中心位置允许的位移等)进行离散化，获得离散化参数区间，采用神经网络算法计算所述离散化参数区间内的栅栏最小宽度值wm。
S0305、以最大化重叠覆盖区域面积为优化目标，在所述离散化参数区间内寻优，确定所述最大化重叠覆盖区域面积，并计算栅栏面积覆盖率，如不满足所述容错条件下栅栏面积覆盖率η的要求，则增加一个所述互联资源数量并重复本步骤。
本步骤中的优化目标也可以为最大化重叠覆盖区域体积，在所述离散化参数区间内寻优，确定所述最大化重叠覆盖区域体积，并计算栅栏体积覆盖率，如不满足所述容错条件下栅栏体积覆盖率的要求，则增加一个所述互联资源数量并重复本步骤。
一个示例中，采用遗传算法在离散化参数区间内寻优。
S0306、更换一种不同的k个互联资源的组合方式，重复所述S0303至S0305的操作，直至遍历k个互联资源的全部组合方式；
S0307、输出满足要求具备容错性的栅栏覆盖方案。
本发明具有较强的系统容错性，形成的栅栏覆盖部署方案考虑了部分互联资源丧失功能的情况，是一种优化的容错栅栏覆盖方案。
S040、基于决策目标进行搜索寻优，输出满足决策目标要求的互联资源部署方案
一个示例中，如图2所示，S040具体步骤包括：
S0401、给出各类互联资源的成本及重点区域多重覆盖的具体指标；
S0402、根据重点区域多重覆盖的区域位置及尺寸，以及重复覆盖数目再次进行所述S0301的操作，并对重点区域栅栏空间范围内对新增加的互联资源的空间部署进行寻优，更新参数后循环所述S0303至S0307的操作，直至满足重点区域多重覆盖的要求为止。
一个示例中，对重点区域栅栏空间范围内采用进化遗传算法对m*个互联资源(m*为新增加的互联资源初始值)的空间部署进行寻优。
S0403、以所述满足重点区域多重覆盖要求的互联资源部署方案为初始值，采用一个低成本的互联资源代替高成本的互联资源，更新的参数按照所述S0207处理，然后执行后续步骤，直至输出最低成本的互联资源部署方案；
S0404、输出满足决策目标的互联资源部署方案。
输出满足要求的互联资源种类、数量，以及空间部署位置。
本发明具有较强的系统容错性，形成的栅栏覆盖方案考虑了部分互联资源丧失功能的情况，是一种优化的容错栅栏覆盖方案；具备对不同种类互联资源数量进行优化确定的功能，可以针对特定需求给出满足条件的各类互联资源的具体数量，因此该方法也可以用于互联资源的前期规划；具备针对特定目标的寻优搜索功能，可获得满足低成本原则、重点区域多重覆盖原则等特定目标要求下的互联资源栅栏覆盖部署方案；考虑了互联资源动态调整的参数，给出的部署方案包含了资源的动态调整因素，对动态变化条件具有较为灵敏的响应。
实施例2
如图6所示，一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置系统，包括：
预处理模块，用于对栅栏参数预处理；
动态互联资源需求分析模块，用于分析互联资源需求，并根据所述栅栏参数设定容错要求，根据动态互联资源需求确定互联资源的种类和数量；
动态调整容错覆盖构建模块，用于根据所述栅栏参数和所述动态互联资源需求输出具备容错性的栅栏覆盖方案；
基于决策目标的寻优搜索模块，用于基于决策目标对所述栅栏覆盖方案进行搜索寻优，输出输出满足决策目标的互联资源部署方案。
本领域技术人员可以理解，本实施例中的系统还可以实现实施例1中所述的其它方法步骤，在此不再赘述。
本发明具有较强的系统容错性，形成的栅栏覆盖方案考虑了部分互联资源丧失功能的情况，是一种优化的容错栅栏覆盖方案；具备对不同种类互联资源数量进行优化确定的功能，可以针对特定需求给出满足条件的各类互联资源的具体数量，因此该方法也可以用于互联资源的前期规划；具备针对特定目标的寻优搜索功能，可获得满足低成本原则、重点区域多重覆盖原则等特定目标要求下的互联资源栅栏覆盖部署方案；考虑了互联资源动态调整的参数，给出的部署方案包含了资源的动态调整因素，对动态变化条件具有较为灵敏的响应。本发明采用模块化设计，适用于并行计算以节约运算时间，较容易采用计算机程序进行编程实现相应功能。
实施例3
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例1所述的方法。
在实际应用中，所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本发明具有较强的系统容错性，形成的栅栏覆盖方案考虑了部分互联资源丧失功能的情况，是一种优化的容错栅栏覆盖方案；具备对不同种类互联资源数量进行优化确定的功能，可以针对特定需求给出满足条件的各类互联资源的具体数量，因此该方法也可以用于互联资源的前期规划；具备针对特定目标的寻优搜索功能，可获得满足低成本原则、重点区域多重覆盖原则等特定目标要求下的互联资源栅栏覆盖部署方案；考虑了互联资源动态调整的参数，给出的部署方案包含了资源的动态调整因素，对动态变化条件具有较为灵敏的响应。
实施例4
如图7所示，本发明的另一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。图7显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图7未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图7所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图7中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例1所提供的方法。
本发明以动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置需求为牵引，以满足资源栅栏覆盖责任区及资源重点覆盖区域内具备足够的系统容错配置性能为约束条件，对满足条件的最少互联资源数量和部署位置进行协同优化，给出系统容错及局部冗余度要求所需要的互联资源数量以及部署位置。克服传统互联资源组网优化部署中互联资源数量依靠人为经验给定的不足。
本发明具有较强的系统容错性，形成的栅栏覆盖方案考虑了部分互联资源丧失功能的情况，是一种优化的容错栅栏覆盖方案；具备对不同种类互联资源数量进行优化确定的功能，可以针对特定需求给出满足条件的各类互联资源的具体数量，因此该方法也可以用于互联资源的前期规划；具备针对特定目标的寻优搜索功能，可获得满足低成本原则、重点区域多重覆盖原则等特定目标要求下的互联资源栅栏覆盖部署方案；考虑了互联资源动态调整的参数，给出的部署方案包含了资源的动态调整因素，对动态变化条件具有较为灵敏的响应。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置方法，其特征在于，包括：
S010、对栅栏参数预处理；
S020、对动态互联资源进行需求分析，并根据所述栅栏参数设定容错要求，进而根据动态互联资源需求确定互联资源的种类和数量；
S030、根据所述栅栏参数和所述动态互联资源需求输出具备容错性的栅栏覆盖方案；
S040、确定决策目标，基于所述决策目标对所述栅栏覆盖方案进行搜索寻优，输出满足决策目标的互联资源栅栏覆盖方案；
所述S020包括：
S0201、确定互联资源自身覆盖特征；
S0203、确定互联资源的限定条件，给出各类资源选择的数量上限；
S0205、设定互联资源容错个数k和各重点方向上的容错要求，其中，所述容错要求包括：容错条件下栅栏面积覆盖率η和容错条件下栅栏覆盖的最小宽度wr；
S0207、确定所述互联资源初始种类和初始数量m作为起始值，并对所述互联资源进行编号；
其中，m和k为自然数，η定义为k个互联资源发生故障条件下的栅栏覆盖比例；
所述S030包括：
S0301、明确部署精度，以部署精度为离散网格尺寸对部署空间进行离散化，确定栅栏形状特点，结合所述栅栏的宽度确定覆盖栅栏的空间位置和形状尺寸；
S0302、在栅栏覆盖空间范围内采用进化遗传算法对m个互联资源的空间部署进行寻优，获得以最大化栅栏覆盖率为优化目标的全局最优的互联资源空间部署方式；
S0303、采用一种k个互联资源的组合方式，从m个所述互联资源中去掉其中k个所述互联资源；
S0304、对动态调整参数进行离散化，得到离散化参数区间，计算所述离散化参数区间内的栅栏最小宽度值wm，将其与所述容错条件下栅栏覆盖的最小宽度wr进行比较，若wm<wr，则增加一个互联资源数量并重复本步骤，直至wm≥wr；
S0305、以最大化重叠覆盖区域面积为优化目标，在所述离散化参数区间内寻优，确定所述最大化重叠覆盖区域面积，并计算栅栏面积覆盖率，如不满足所述容错条件下栅栏面积覆盖率η的要求，则增加一个所述互联资源数量并重复本步骤；
S0306、更换一种不同的k个互联资源的组合方式，重复所述S0303至S0305的操作，直至遍历k个互联资源的全部组合方式；
S0307、输出满足要求具备容错性的栅栏覆盖方案；
所述S040包括：
S0401、给出各类互联资源的成本及重点区域多重覆盖的具体指标；
S0402、根据重点区域多重覆盖的区域位置及尺寸，以及重复覆盖数目再次进行所述S0301的操作，并对重点区域栅栏空间范围内对新增加的互联资源的空间部署进行寻优，更新参数后循环所述S0303至S0307的操作，直至满足重点区域多重覆盖的要求为止；
S0403、以所述满足重点区域多重覆盖要求的互联资源部署方案为初始值，采用一个低成本的互联资源代替高成本的互联资源，更新的参数按照所述S0207处理，然后执行后续步骤，直至输出最低成本的互联资源部署方案；
S0404、输出满足决策目标的栅栏覆盖方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S010包括：
S0101、确定目标区域的空间坐标及尺寸，确定栅栏覆盖的重点方向，确定每个重点方向所需的栅栏道数；
S0103、确定每道栅栏的宽度，结合所述目标区域的空间坐标及尺寸确定每道栅栏的长度；
其中，所述栅栏的宽度w，根据互联资源所对应探测目标的运动速度v和互联资源的响应时间t来确定，设置所述栅栏的宽度w＝vt；
S0105、根据所述目标区域的空间坐标及尺寸、所述宽度、所述长度、所述重点方向和所述栅栏道数确定栅栏覆盖区域的空间位置和形状分布。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述互联资源自身覆盖特征包括类别、大小尺寸和动态调整参数；
其中，类别包括平面的圆形覆盖、扇形覆盖、三角形覆盖、多边形覆盖，曲边形覆盖，以及空间的球体、锥体、多面体、曲面体覆盖；动态调整参数包括扇形或锥体的空间覆盖角度、互联资源中心位置允许的位移，其中
所述空间覆盖角度取值范围0～360°；
所述空间位移取值范围0～0.5w。
4.一种动态变化条件下互联资源的容错栅栏覆盖配置系统，用于实现如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，包括：
预处理模块，用于对栅栏参数预处理；
动态互联资源需求分析模块，用于分析互联资源需求，并根据所述栅栏参数设定容错要求，根据动态互联资源需求确定互联资源的种类和数量；
动态调整容错覆盖构建模块，用于根据所述栅栏参数和所述动态互联资源需求输出具备容错性的栅栏覆盖方案；
基于决策目标的寻优搜索模块，用于基于决策目标对所述栅栏覆盖方案进行搜索寻优，输出满足决策目标的互联资源部署方案；
所述动态互联资源需求分析模块，还用于确定互联资源自身覆盖特征；确定互联资源的限定条件，给出各类资源选择的数量上限；设定互联资源容错个数k和各重点方向上的容错要求，其中，所述容错要求包括：容错条件下栅栏面积覆盖率η和容错条件下栅栏覆盖的最小宽度wr；确定所述互联资源初始种类和初始数量m作为起始值，并对所述互联资源进行编号；其中，m和k为自然数，η定义为k个互联资源发生故障条件下的栅栏覆盖比例。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述预处理模块还包括：
栅栏道数确定模块，用于确定目标区域的空间坐标及尺寸，确定栅栏覆盖的重点方向，确定每个重点方向所需的栅栏道数；
栅栏长度确定模块，用于确定每道栅栏的宽度，结合所述目标区域的空间坐标及尺寸确定每道栅栏的长度；
其中，所述栅栏的宽度w，根据互联资源所对应探测目标的运动速度v和互联资源的响应时间t来确定，设置所述栅栏的宽度w＝vt；
栅栏覆盖区域的空间位置和形状分布确定模块，用于根据所述目标区域的空间坐标及尺寸、所述宽度、所述长度、所述重点方向和所述栅栏道数确定栅栏覆盖区域的空间位置和形状分布。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。
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