[發明專利]一種基于成本最小化的空洞緩解移動充電方法及系統

有效

• 申請號: 202110228313.2
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113036841B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 陳肖依;沙超;黃秋瑤;劉權
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/00;H04W84/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 邵斌

1.一種空洞緩解移動充電方法，其特征是，包括：

將發出充電請求的節點加入請求充電服務池，按編號由小到大排序；

篩選請求充電服務池中的節點來構建充電候選集；

對未能加入充電候選集的阻塞節點進行挽救，若挽救成功，則將其按編號由小到大加入充電候選集；

沿著充電候選集中的各節點所構建的路徑移動并依次為各節點進行充電；

當收到新的節點發出的充電請求時，判斷是否可將該請求加入本輪充電所對應的充電候選集；若可以，則將其按對應的節點編號由小到大順序加入，若不可以，則將此節點的充電請求留待下一輪處理；

其中，所述對未能加入充電候選集的阻塞節點進行挽救，若挽救成功，則將其按編號由小到大加入充電候選集，具體為：

對于排在某個阻塞節點前面的非阻塞節點，按編號由大到小的順序分別選擇連續的三個不共線的節點，將它們構建一個三角形；對于該三角形中編號居中的節點，獲取其“影子節點”的坐標值，包括：

設A、B、C為滿足條件的一組節點，節點B編號居中，則定義f(d)為WCV給節點B充電所需時長，其計算式為：

其中，B’代表WCV給節點B充電時所停留的位置，α和β為常數，且β用于調整Friis短程傳輸自由空間方程，p_c代表WCV的充電功率，d為WCV和節點B的歐式距離，0≤d≤BD，D為∠ABC平分線與邊AC交點，v是WCV的移動速率；通過求取f(d)的極小值，并由該極小值反推出節點B的影子節點B’的坐標值；

令d’為B’和B間的歐式距離，比較f(d’)和f(0)的大小，若f(d’)f(0)，則以B’的位置替代B的位置，作為WCV對節點B充電時的停留點，并稱B’為B的“影子節點”；此時，f(0)-f(d’)即為WCV停留在影子節點B’處對B充電相較于其停留在B處給B充電所節約的時間，稱其為“彌補時間”；

對于某個阻塞節點而言，按照上述方法，從充電候選集中排在該阻塞節點前一位的非阻塞節點開始，按照節點編號由大到小的順序，依次計算這些非阻塞節點所得到的“彌補時間”之和，一旦該值大于等于W_Scho-L_Scho(t)，則停止計算，并將該阻塞節點按編號由小到大加入充電候選集；若計算完所有排在該阻塞節點前的非阻塞節點的“彌補時間”之和后，該值仍小于W_Scho-L_Scho(t)，則將此阻塞節點從請求充電服務池中刪除。

2.根據權利要求1所述的空洞緩解移動充電方法，其特征是，所述編號是各節點在TSP路徑中分配得到的，其分配方法包括：

設網絡的長和寬分別為M和L，基站位于網絡中心；網絡中節點隨機均勻部署，節點總數為N，每個節點初始能量為E且自身位置已知，WCV初始停留在基站；構造包含網絡內所有節點的一條路徑—TSP路徑，并且沿TSP路徑為每個節點分配一個編號，編號集合為{π₀,π₁,π₂……π_N}，記π_i為TSP路徑上第i個節點，其中基站為π₀，編號大小有π_iπ_i+1。

3.根據權利要求1所述的空洞緩解移動充電方法，其特征是，所述篩選請求充電服務池中的節點來構建充電候選集，包括：

計算請求充電服務池內各節點的最大充電容忍延遲具體為：

其中，為第i個節點在t時刻的剩余能量，為第i個節點的能耗率，為第i個節點發出充電請求的時刻，t為當前時刻；

計算請求充電服務池內各節點的充電等待時間具體為：

其中，為WCV從基站移動到第1個節點充電位置的所需時間，為WCV從第k-1個節點充電位置移動到第k個節點充電位置的所需時間，為WCV給第k-1個節點充至滿電量所需的時間；

將請求充電服務池中滿足的節點按編號由小到大加入充電候選集。