[发明专利]基于神经进化的物联网拓扑结构生成方法

权利要求书

1.基于神经进化的物联网拓扑结构生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将物联网拓扑结构中的每一个网络拓扑作为一个个体，且由所有的个体形成针对该物联网拓扑结构的种群；其中，每个个体内的限制区域内随机设置一个节点；

步骤2，对形成的该种群做初始化处理，得到初始化种群；其中，初始化种群内的个体为初始化个体，初始化个体内设置的节点为初始节点；

步骤3，在每个初始化个体的通信范围内随机添加一个节点，且令添加的该节点与该初始化个体内的初始节点建立连接，并以建立连接后的所有初始化个体作为第一代种群；

步骤4，对最新种群内的个体进行个体生长，且由生长后的所有个体形成候选种群；

步骤5，对候选种群内的每个个体做模拟恶意攻击，并计算每个生长后个体的鲁棒性指标；

步骤6，将所有生长后个体依照鲁棒性指标大小按比例筛选出具有较大鲁棒性指标的生长后个体，且由所有筛选出来的生长后个体形成针对该候选种群的下一代种群；

步骤7，对所形成下一代种群中具有最小节点数的个体的节点数目是否大于需求数目值做出判断处理：

当该具有最小节点数的个体的节点数目大于需求数目值时，转入步骤8；否则，转入执行步骤4；

步骤8，在当前种群的前一代种群中且具有符合需求节点数量要求的个体中选取最优个体，并将该最优个体作为所需要鲁棒的物联网拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的基于神经进化的物联网拓扑结构生成方法，其特征在于，所述最优个体为具有最佳鲁棒性指标的个体。

3.根据权利要求2所述的基于神经进化的物联网拓扑结构生成方法，其特征在于，所述鲁棒性指标为R值。

4.根据权利要求1～3任一项所述的基于神经进化的物联网拓扑结构生成方法，其特征在于，所述个体生长的方式为变异操作或者交叉操作。

5.根据权利要求4所述的基于神经进化的物联网拓扑结构生成方法，其特征在于，所述变异操作过程为：在待生长个体内随机选择一个节点，并在被选择的该节点的通信范围内的随机位置添加一个新节点，且建立被选择的节点与该新节点之间的连接。

6.根据权利要求4所述的基于神经进化的物联网拓扑结构生成方法，其特征在于，所述变异操作过程为：

计算待生长个体每条边对应的motif数量，且以该motif数量作为每条边被选中作为变异位置概率的权重值；其中，motif数量与其对应边被选中作为变异位置的概率成反相关，每条边即为该待生长个体中的一个连接；

根据所得每条边对应的motif数量，计算每条边被选中作为变异位置的概率；其中，假设待生长个体有N个边，第i个边对应新增的motif数量标记为m_i，第i个边被选中作为变异位置的概率标记为P_i：

其中，p和q均为常数，m_max表示N个数量值m₁～m_N中的最大值，m_min表示N个数量值m₁～m_N中的最小值；0p≤m_min，qp；

在待生长个体的所有边中依上述概率随机选择一个边作为变异位置，并在该被选择边的两端点的通信范围交集内随机位置添加一个新节点；

将该新节点与被选择边的两个端点分别连接，且断开该被选择边的两个端点之间的连接。