[发明专利]基于改进虚拟力的化工厂环境中传感器节点部署方法

说明书

基于改进虚拟力的化工厂环境中传感器节点部署方法，首先，在化工厂环境中随机部署传感器节点，并对化工厂环境中各区域通过风险矩阵法计算出其风险值。然后，通过传感器节点之间的虚拟力更新传感器节点的位置。接着，通过空白节点对传感器节点施加的吸引力更新周围的传感器节点的位置。其次，通过化工厂环境内设施对传感器节点施加的吸引力更新周围的传感器节点的位置。此方法可以使得化工厂环境内的传感器节点部署地更加快速、合理。

技术领域

本发明涉及传感器部署领域，具体涉及一种基于改进虚拟力的化工厂环境中传感器节点部署方法。

背景技术

随着化工厂的发展，意外事故的种类和范围都在不断扩大，各种危险设备包含高温，高电压，一旦发生事故后，将造成不可估量的后果，所以这就要求化工厂环境的传感器节点必须迅速可靠地检测出事故发生的位置，并能及时发出报警和采取快速有效措施进行补救。

传统的虚拟力算法部署传感器节点通过给化工厂环境内的传感器节点施加吸引力和排斥力，使得节点不断更新自己的位置，提高自己的覆盖率，但是这种方式并没有结合化工厂环境内具体情况，没有区分高风险地区和低风险地区的优先级，传感器节点的部署缺乏合理性。

发明内容

本发明提出了基于改进虚拟力的化工厂环境中传感器节点部署方法，首先，在化工厂环境中随机部署传感器节点，并对化工厂环境中各区域通过风险矩阵法计算出其风险值。然后，通过传感器节点之间的虚拟力更新传感器节点的位置。接着，通过空白节点对传感器节点施加的吸引力更新周围的传感器节点的位置。其次，通过化工厂环境内设施对传感器节点施加的吸引力更新周围的传感器节点的位置。此方法可以使得化工厂环境内的传感器节点部署地更加快速、合理。

基于改进虚拟力的化工厂环境中传感器节点部署方法，包括如下步骤：

步骤1，在化工厂环境中随机部署传感器节点并计算不同区域的风险值；

步骤2，根据其他传感器节点对第i个传感器节点的虚拟力，结合风险值和节点之间的距离，更新第i个传感器节点的位置；

步骤3，根据空白节点对第i个传感器节点的吸引力，结合风险值和节点之间的距离，更新第i个传感器节点的位置；

步骤4，根据设施对第i个传感器节点的吸引力，结合风险值和节点与设施之间的距离，更新第i个传感器节点的位置；

步骤5，迭代i，得到所有传感器节点更新后的位置；

步骤6，迭代M轮，得到所有传感器节点最终的部署位置。

进一步地，所述步骤1具体步骤如下：

步骤1-1，通过随机布点在长为X，宽为Y，有T个设施包括管线和储油罐的化工厂区域中部署N个传感器节点，传感器节点的感知半径为R；将化工厂区域离散成X*Y个节点，将与任一传感器节点的距离都大于感知半径的节点称为空白节点，将与任一传感器节点的距离小于感知半径的节点为可被感知节点；

步骤1-2，将化工厂区域通过其危害后果性和危害发生可能性分成若干区域，并给不同的区域赋风险值，使得风险值高的地方传感器节点越密集。

进一步地，步骤1-2中，通过风险矩阵法的危害后果性和危害发生可能性评级划分来对不同地区的风险值进行判断，判断步骤如下：

步骤1-2-1，确定危害事件发生的严重程度S，从人员伤亡情况、财产损失、法律法规符合性、环境破坏和对企业声誉损坏五个方面对后果的严重程度进行评价取值；

步骤1-2-2，确定危害事件发生的可能性L，从偏差发生的频率、安全检查、操作规程、员工胜任程度、操作措施五个方面对危害事件发生的可能性进行评价取值；

步骤1-2-3，加权考虑危害事件的严重程度，不同区域的风险值A的计算公式如下：