[發明專利]基于灰色模型預測的EAST改進算法

有效

• 申請號: 201610053939.3
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105636081B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 常城;王凡;胡小鵬
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04W24/00
• 分類號: H04W24/00;H04W40/02;H04W40/10;H04W40/32;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉;李寶元

1.一種基于灰色模型預測的EAST改進算法，其特征在于以下步驟：

第一步，建立基于灰色模型的時間相關性模型；

首先，收集一些歷史數據，分別存儲在成員節點隊列Qm和sink節點隊列Qs中，假設這些歷史數據為X⁽⁰⁾：

X⁽⁰⁾＝(x⁽⁰⁾(1)，x⁽⁰⁾(2)，x⁽⁰⁾(3)...x⁽⁰⁾(t)) (1)

x⁽⁰⁾(i),i＝1,2,3…t代表i時刻的原始數據，t是建立模型所需原始數據的個數；

然后對原始數據隊列進行累加生成得到隊列X⁽¹⁾：

X⁽¹⁾＝(x⁽¹⁾(1)，x⁽¹⁾(2)，x⁽¹⁾(3)...x⁽¹⁾(t)) (2)

其中：是累加生成的結果，x⁽⁰⁾(i)是公式(1)中i時刻的原始數據；

則得出單變量一階灰色模型為：

其中，X⁽¹⁾是累加生成隊列，a,b分別為參數；

令矩陣通過最小二乘法求得參數其中，x⁽⁰⁾(i)是公式(1)中的原始數據，x⁽¹⁾(i)是公式(2)中的累加生成數據；

求出t+1的累加生成結果，其中是參數，由此求出t+1時刻的預測值：

預測值與真實值的差其中是t+1時刻的預測值，x⁽⁰⁾(t+1)是t+1時刻的真實值；

令ε為模型更新閾值，θ為事件檢測閾值；

當Δ(t+1)＜ε時，成員節點不向sink傳輸數據，并且繼續下一周期的預測；

當ε＜Δ(t+1)＜θ時，將收集到的數據傳給sink,然后更新模型；

當Δ(t+1)＞θ時，此時成員節點需要馬上將異常值傳送給sink節點；

第二步，空間相關性模型建立；

當有異常事件發生時，所有檢測出異常的節點都要計算出自己成為領導者的優先級，選取優先級最高的那個節點作為領導者，優先級Priority描述如下：

其中，α和β是權重系數，根據不同的重要性等級為系數分配不同的值，但α+β＝1；E_i和S_i分別是節點i的剩余能量和節點i距離sink節點的距離；

假設異常事件發生區域為圓形；以最開始檢測到事件的節點為中心，建立邊長為c的若干個網格，使所有網格覆蓋整個事件區域；根據中心節點的坐標(x_e，y_e)和節點自身坐標(x_i，y_i)和網格邊長c得到事件區域中每個節點所在的網格位置：

當時，

當時，

否則，x_c＝0；

其中，x_c為節點所在網格的橫坐標，x_n為節點的橫坐標，x_e為事件的橫坐標，c為網格邊長；同理求出節點所在網格的縱坐標y_c；

然后對每個相關區域的節點進行投票選舉出簇頭，選舉的模型和式(4)相同，其中，α和β是權重系數，根據不同的重要性等級為系數分配不同的值，但α+β＝1；E_i和S_i分別是節點i的剩余能量和節點i距離領導者的距離；

第三步，數據傳輸；

成員節點將數據發送給簇頭，簇頭將收集到的數據發送給領導者，領導者將收集到的數據發送給sink節點；

簇頭將數據發送給領導者和領導者發送給sink節點的過程中，找到傳輸路徑上的等分點，使相鄰兩點距離都為d，找到距離這些等分點最近的節點作為轉發節點；

其中，e_elec和ε_amp是功率放大器的相關參數。