基于邻域免疫克隆选择的多智能体组播路由方法

摘要

本发明公开了一种基于邻域免疫克隆选择的多智能体组播路由方法，主要解决现有方法在求解组播路由问题时收敛速度慢及搜索性差的缺点，其实现步骤为：1、生成网络模型；2、初始化抗体种群、记忆单元种群以及优化的运行参数；3、计算所有抗体的亲合度，找出最优抗体并提取疫苗；4、判断是否满足终止条件，如果满足结束条件则输出最优个体，否则转第5步；5、对当前种群中所有个体执行免疫克隆操作：6、对第5步得到的种群执行智能体邻域竞争操作，并更新当前种群；7、从第6步中得到的抗体种群中提取较优的抗体更新记忆单元，并找出最优个体，返回第4步。本发明具有的收敛速度快以及搜索能力强的优点，可用来求解时延受限的组播路由问题。

主权项

1.一种基于邻域免疫克隆选择的多智能体组播路由方法，包括如下步骤：(1)在网络平面上产生给定规模的矩形网格，随机产生一些网络节点，并使网络节点分布在矩形网格上，对这些网络节按点链路概率公式：进行连接，形成组播路由的网络模型，式中d(u，v)表示节点u到节点v的欧式距离，L是任意两节点间的最大距离，α表示网络中最短边与最长边长度之比，β为控制网络所有节点平均度数的参数，它的值为网络所有节点平均度数的0.1倍，α取值为0.26，β取值为0.4；(2)对已建立的智能网格，随机指定一点作为信源节点s，并随机产生目标节点，将对组播路由问题的求解转化为：求从信源节点出发，覆盖所有目标节点的最优组播树，并初始化抗体种群P以及记忆单元种群M，给定变异概率Pm＝0.6，种群规模S＝16，抗体种群克隆规模Nc＝6，记忆单元规模m′＝4，设定种群进化的终止条件为最优抗体种群连续20次不变或种群迭代次数达到上限100，令进化代数k＝1，(3)计算抗体种群P中的抗体Pi的亲合度：并选择到达每个目标节点的最优路径作为疫苗，其中cost(p_i)为抗体P_i所代表组播树的代价；(4)根据步骤(2)所设定的终止条件，判断种群迭代是否达到终止条件，若是则输出当前记忆单元中的最优组播树以及到达每个目标节点的最优路径；否则转步骤(5)；(5)对当前种群P中所有个体执行免疫克隆操作：(5a)对当前种群P中的个体Pi按其亲和度的大小进行克隆，产生克隆种群CP＝{CP₁，CP₂，…，CP_n}，对个体Pi克隆qi个个体，qi的计算公式如下：(i＝1，2...，n)其中Nc是整个抗体种群所克隆的个体数目总和，f(Pi)为抗体Pi的亲和度；(5b)对克隆种群CP执行免疫基因操作，得到免疫基因后的种群CP′＝{CP₁′，CP₂′，…，CP_n′}；(5c)对免疫基因后的种群CP′执行克隆选择操作，得到克隆选择后的种群P′；(6)对克隆选择后的种群P′执行邻域竞争操作，得到邻域竞争后的种群P″；(7)将邻域竞争后种群P″中的个体按组播树代价从小到大进行排序，选出前m′个体更新记忆单元，并找出记忆单元中最优个体，即代价最小的组播树，用P″更新当前种群P，k＝k+1，返回步骤(4)。