[发明专利]一种汽车焊装车间用边缘网络节点部署方法及系统

权利要求书

1.一种汽车焊装车间用边缘网络节点部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定车间内每个智能传感设备的位置信息、计算任务信息以及通信距离信息；

S2、根据步骤S1确定的智能传感设备的位置信息、计算任务信息、通信距离信息以及供电要求，确定网络节点的可部署位置集合；

S3、根据步骤S1确定的智能传感设备位置信息、计算任务信息以及通信距离信息，获取边缘计算节点的计算能力C，边缘计算节点最多负责计算的智能传感设备数量N，边缘计算节点和中继节点的通信距离R和网络传输带宽B；

S4、根据步骤S1确定的智能传感设备位置信息、计算任务信息、通信距离信息、步骤S2确定的网络节点可部署位置集合以及步骤S3获得的边缘计算节点的计算能力C，边缘计算节点最多负责计算的智能传感设备数量N，边缘计算节点和中继节点的通信距离R和网络传输带宽B以及约束信息，建立网络节点部署优化模型；

S5、采取NSGA-Ⅱ算法结合SPT算法对步骤S4建立的网络节点部署优化模型进行求解，获得最佳网络节点部署方案，具体为：

S501、根据步骤S1～步骤S4确定的智能传感设备信息、网络可部署节点信息、网络相关通信参数信息以及网络节点部署模型，生成网络部署节点列表信息，并设定种群数M，迭代次数N，以及迭代终止条件；

S502、根据步骤S501得到的种群数M，智能传感设备数量m，可部署节点数量n，以及网络模型约束条件，随机生成M个染色体作为父代种群，染色体编码为二进制编码方式，染色体基因长度为m·n，每n个基因中最多只有一个基因编码为1，其余为0；

S503、根据步骤S502得到的每条染色体的编码，得到每个染色体中负责每个智能传感设备d_i的边缘计算节点e_j；

S504、对于步骤S502获得的染色体染色体种群，根据步骤S501获得的网络节点部署模型计算每条染色体的智能传感设备任务计算平均时延t、网络部署硬件成本M以及边缘计算节点负载均衡指标σ，通过非支配排序计算各染色体的非支配等级I_rank和拥挤度I_d；

S505、根据步骤S501获得的染色体中群，使用自定义交叉算子和变异算子进行遗传操作，生成数量为M的子代染色体种群；

S506、将步骤S501的父代种群与步骤S505生成的子代染色体种群结合形成规模为2M的种群，并进行适应度计算和非支配排序，根据非支配等级I_rank和拥挤度I_d对染色体进行排序时，选择M个染色体作为新的父代种群；

S507、根据步骤S506获得的最终染色体种群，判断遗传迭代次数和终止条件是否满足要求，如果满足要求，则停止迭代操作得到最终的染色体种群；

S508、对步骤S507得到的最终染色体种群，使非支配等级I_rank＝1的染色体为最优pareto解集，然后根据智能传感设备任务计算时延、网络硬件部署成本和边缘计算节点负载均衡进行综合评价得到最优染色体。

2.根据权利要求1所述的车间用边缘网络节点部署方法，其特征在于，步骤S1具体为：

获取智能传感设备节点集合D＝{d₁，d₂，...，d_m}，共m个智能传感设备；确定每个智能传感设备d_i的位置信息s_i＝(x_i，y_i)；

对车间智能传感设备任务进行分析，确定每个智能传感设备d_i在一个周期T的任务量q_i，根据设备任务对时延敏感度η的不同，将智能传感设备分为k类，不同类别的设备具有不同的任务计算时延t_k；获取每个智能传感设备d_i的通信距离r_i，确定每个智能传感设备d_i的信息获得网关节点g的位置信息s_g＝(x_g，y_g)和通信距离信息r_g，确定网关节点g＝{s_g，r_g}。