[發明專利]一種基于馬爾可夫模型的物聯網設備依賴度評價方法

在審

• 申請號: 201410725233.8
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104683144A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 黃霽崴;程渤;陳俊亮
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及信息技術領域，具體涉及一種基于馬爾可夫模型的物聯網設備依賴度評價方法。

背景技術

隨著信息技術的不斷發展，物聯網逐漸興起，并引領了一場新的技術革命。它在互聯網基礎上產生和發展，將用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，實現信息交換和通信。物聯網將人類的經濟生活與社會生活、生產活動與個人活動都放在一個智慧的網絡環境中進行，提供了智能感知、智能決策等能力，并為技術創新和產業發展提供了前所未有的機遇。

物聯網中，往往包含眾多感知設備，其數目甚至可達成千上萬。這些設備之間根據業務需求，可以相互聯結和通信；某些設備上可能進行復雜的信息處理，需要依賴于其他設備的感知或運算得到的信息，結合自身的數據進行信息融合和計算，甚至進一步需要進行傳感設備的綜合控制和聯動，因而設備之間構成了復雜的相互依賴的關系。對設備間依賴關系的評價分析，有助于設備管理員、網絡管理員和用戶深入理解物聯網的構成、了解設備的重要性，可以為物聯網內部的資源分配和任務調度、以及有針對性地進行設備改進和優化等活動提供理論依據。

目前，物聯網設備之間的相互依賴關系往往通過人為規定的方式進行描述和評價，不但效率低下，而且難以應對龐大數目的傳感器信息，信息的實時性和有效性亦會受到影響。

發明內容

針對現有物聯網設備之間的相互依賴關系評價方法存在的效率低下、難以應對龐大數目的傳感器信息、并且實時性和有效性差的缺陷，本發明提供了一種基于馬爾可夫模型的物聯網設備依賴度評價方法。

一方面，本發明提供的一種基于馬爾可夫模型的物聯網設備依賴度評價方法，包括：

S1，獲取物聯網設備狀態信息、物聯網設備之間的流量信息以及物聯網之外的設備與物聯網設備的流量信息；

S2，根據所述物聯網設備狀態信息和所述物聯網設備之間的流量信息建立包括狀態集合和轉移概率矩陣的馬爾可夫模型；

S3，根據所述物聯網之外的設備與物聯網設備的流量信息對所述馬爾可夫模型進行修正補償，使所述馬爾可夫模型滿足可約性；

S4，根據修正補償后的馬爾可夫模型進行求解，得到用于對每個物聯網設備依賴度評價的物聯網設備狀態穩態概率。

進一步地，所述物聯網設備狀態信息采用以下集合S表示：

S＝{s₁,s₂,…s_N}

其中N表示該集合中物聯網設備的總數目，s_i代表集合中第i個物聯網設備，滿足1≤i≤N；

所述物聯網設備之間的流量信息采用以下矩陣T表示：

T＝[t_ij]_N×N

其中元素t_ij代表由設備i流向設備j的數據總量；

所述物聯網之外的設備與物聯網設備的流量信息采用以下向量A表示：

A＝[a₁,a₂,…a_N]

其中元素a_i代表由集合S以外的物聯網設備或服務器發出流向設備i的數據總量。

進一步地，所述S2具體包括：

所述狀態集合為所述物聯網設備狀態信息集合S；

所述轉移概率矩陣采用以下矩陣P表示：

P＝[p_ij]_N×N

其中，矩陣元素pij=tji/Σk=1Ntki.]]>

進一步地，所述S3具體包括：

修正補償后的馬爾可夫模型的轉移概率矩陣采用以下矩陣P′表示：

P′＝[p′_ij]_N×N