[发明专利]一种基于粒子群算法的数据共享交换方法

说明书

本发明公开一种基于粒子群算法的数据共享交换方法，本发明中通过起始节点、终止节点、中间节点、当前中间节点、当前节点之间的设置和互动，实现了链接通道的循环过程，有效避免了出现环路，提高了算法的运行效率；通过中心节点参与联调，顺利生成一颗完整的树结构；同时，在粒子编码时首先考虑当前时间点允许的连接的节点，从最初就避免了时延问题；还通过评价函数充分考虑带宽的影响，在保证最短路径的情况下数据共享交换的稳定性；通过消环方式充分考虑带宽的影响，进一步保证最短路径下提高数据共享交换的稳定性。

技术领域

本发明涉及数据共享交换领域，尤其涉及数据共享交换系统的路由最优分配领域。

背景技术

当前数据共享交换系统，均采用通过中心节点转换的单节点和单节点传输的方式，如图1所示。

这种交换方式为了同时满足数据交换带宽和时延的要求，对中心交换节点的要求很高，而且在数据传输量少的时候，又会造成比较大的浪费。

当前政府数据节点的交换，同时向多个部门交换多种数据的时候，可能会存在带宽无法承载的情况，而且为了工作的正常推进，有些部门为了不影响白天的正常工作，只能晚上允许数据交换。

粒子群算法中每个粒子都记忆自己的最好位置，即从进化开始到现在这个粒子能使目标函数达到最大或是最小的那个时刻粒子的位置。

个体极值就是粒子在最好位置所得到的目标函数(也称评价函数)的值。

全局最优极值就是在所有粒子的个体极值中最大或是最小的那个值，与之对应的就是全局最优粒子的位置。

粒子群算法，也称粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization)，缩写为PSO，是近年来发展起来的一种新的进化算法(Evolutionary Algorithm-EA)，它通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优。这种算法以其实现容易、精度高、收敛快等优点引起了学术界的重视，并且在解决实际问题中展示了其优越性。粒子群算法是一种并行算法。

现有技术中利用粒子群进行数据共享交换，没有合理解决数据共享交换的时延及存在环路的可能性问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种基于粒子群算法的数据共享交换方法，旨在解决现有技术中利用粒子群进行数据共享交换，没有合理解决数据共享交换的时延及存在环路的可能性的技术问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于粒子群算法的数据共享交换方法，所述方法包括步骤：

根据粒子编码方式随机生成I个粒子Xi；

根据评价函数获得所述粒子Xi的适应值，将所述适应值设为所述粒子Xi的个体极值Pi，比较所有粒子的个体极值Pi得到全局最优极值Pg；

所述粒子Xi向所述个体极值Pi和所述全局最优极值Pg学习，将所述个体极值Pi和所述全局最优极值Pg中不同于所述粒子Xi的中间节点及其路径添加到所述粒子Xi的树结构中；

根据所述环路中所有路径的带宽消除环路，获得学习后的粒子Xi；

选择所述学习后的粒子Xi、个体极值Pi和全局最优极值Pg中最优的树结构作为数据共享交换的通道。

优选的，所述步骤“根据所述环路中所有路径的带宽消除环路，获得学习后的粒子”具体为：

判断所述粒子Xi的树结构是否能存在环路；

若是，则，获取所述环路中所有路径允许承载的带宽，生成二维数组Ha；

获取当前时间点所述环路中所有路径运行的带宽，生成二维数组Hb；

将Ha里面的每条路径允许承载的带宽减去Hb里面每条路径运行的带宽，得到二维数组Hc；