[發(fā)明專利]一種智能群體的決策通信系統(tǒng)及決策通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110607495.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN113316177B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于東曉;劉余;徐明輝;鄒逸飛;成秀珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/02
• 分類號(hào): H04W24/02;H04L67/10;H04J3/06
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發(fā)明公開了一種智能群體的決策通信系統(tǒng)及決策通信方法，該系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層和決策層，網(wǎng)絡(luò)層是整個(gè)系統(tǒng)中的最低層次，由通信硬件和通信算法組成，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，為共識(shí)層提供高效通信；共識(shí)層是共識(shí)算法和時(shí)間同步機(jī)制組成的核心層次，其向上接收來自決策層的決策，參與區(qū)塊鏈共識(shí)，向下傳遞給網(wǎng)絡(luò)層時(shí)間數(shù)據(jù)和共識(shí)數(shù)據(jù)，保證時(shí)間一致性，提供區(qū)塊鏈功能；決策層是整個(gè)系統(tǒng)中的最高層次，負(fù)責(zé)群體內(nèi)部的統(tǒng)一決策，通過智能算法選取最優(yōu)決策，最后反饋給整體，使整個(gè)群體朝著最優(yōu)方向演化。本發(fā)明所公開的系統(tǒng)及方法為大量智能群體的節(jié)點(diǎn)通信提供一個(gè)高效、可信的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，解決已有網(wǎng)絡(luò)在面對(duì)大量通信時(shí)，易造成的信道堵塞問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能群體，特別涉及一種智能群體的決策通信系統(tǒng)及決策通信方法。

背景技術(shù)

智能群體是由簡單個(gè)體組成，通過交互過程突現(xiàn)出智能。群體的控制是分布式的，不存在中心控制，因而它更能夠適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的工作狀態(tài)，并且具有較強(qiáng)的魯棒性，即不會(huì)由于某一個(gè)或幾個(gè)個(gè)體出現(xiàn)故障而影響群體對(duì)整個(gè)問題的求解。常見的智能群體包括：多機(jī)器人集群、無人機(jī)集群等。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N利用密碼學(xué)方法、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式存儲(chǔ)等技術(shù)綜合實(shí)現(xiàn)的復(fù)合型技術(shù)。它能提供或創(chuàng)造一個(gè)可信計(jì)算或交易環(huán)境，其中的數(shù)據(jù)和針對(duì)數(shù)據(jù)的操作不可被惡意操縱或篡改。區(qū)塊鏈系統(tǒng)可保證數(shù)據(jù)的可追溯性，不可偽造性和不可篡改性，籍此可以實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈防偽、存證、追溯、數(shù)字資產(chǎn)等新型應(yīng)用。區(qū)塊鏈系統(tǒng)的三個(gè)核心組成部分是分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、共識(shí)算法和分布式賬本結(jié)構(gòu)。分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由節(jié)點(diǎn)組成的去中心化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為區(qū)塊鏈系統(tǒng)運(yùn)行提供架構(gòu)基礎(chǔ)；區(qū)塊鏈的更新由共識(shí)算法驅(qū)動(dòng)，保證了賬本全局一致性；分布式賬本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利用了密碼學(xué)技術(shù)，可以安全存儲(chǔ)區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈可以為智能群體構(gòu)建一個(gè)可信的計(jì)算環(huán)境，保證智能群體的決策安全可信。但是由于群體內(nèi)部設(shè)備計(jì)算和存儲(chǔ)資源的差異(異構(gòu)性)會(huì)使得個(gè)體之間的時(shí)鐘會(huì)產(chǎn)生異步，大量的個(gè)體的通信會(huì)導(dǎo)致底層網(wǎng)絡(luò)干擾嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)帶寬受限。而區(qū)塊鏈共識(shí)的安全性極易受異步網(wǎng)絡(luò)的影響，導(dǎo)致整個(gè)智能群體的決策變得不可預(yù)測(cè)、無法信任。而現(xiàn)有發(fā)明僅是嘗試將區(qū)塊鏈引入無人機(jī)等機(jī)群中但并未解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能群體的決策通信系統(tǒng)及決策通信方法，以達(dá)到保證智能群體決策通信的高校、精準(zhǔn)、可信和智能的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種智能群體的決策通信系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層和決策層，所述網(wǎng)絡(luò)層是整個(gè)系統(tǒng)中的最低層次，由通信硬件和通信算法組成，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，為共識(shí)層提供高效通信；所述共識(shí)層是共識(shí)算法和時(shí)間同步機(jī)制組成的一個(gè)核心層次，其向上接收來自決策層的決策，參與區(qū)塊鏈共識(shí)，向下傳遞給網(wǎng)絡(luò)層時(shí)間數(shù)據(jù)和共識(shí)數(shù)據(jù)，保證時(shí)間一致性，提供區(qū)塊鏈功能；所述決策層是整個(gè)系統(tǒng)中的最高層次，它負(fù)責(zé)群體內(nèi)部的統(tǒng)一決策，通過智能算法選取最優(yōu)決策，最后反饋給整個(gè)整體，使整個(gè)群體朝著最優(yōu)方向演化。

上述方案中，所述通信硬件包含傳感器、移動(dòng)設(shè)備、通信衛(wèi)星。

上述方案中，所述通信算法包括洪泛算法、多跳算法。

上述方案中，所述共識(shí)算法包括拜占庭容錯(cuò)算法、權(quán)益證明算法。

上述方案中，所述時(shí)間同步機(jī)制根據(jù)場(chǎng)景分為去中心化的時(shí)間同步和中心化時(shí)間同步。

一種智能群體的決策通信方法，包括如下步驟：

步驟一，智能群體中的各節(jié)點(diǎn)完成時(shí)間同步初始化和節(jié)點(diǎn)區(qū)塊鏈模塊初始化；

步驟二，智能群體選出一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)人，作為一段時(shí)間內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)人；

步驟三，智能群體各節(jié)點(diǎn)之間相互收集信息，交換信息，領(lǐng)導(dǎo)人在收集到所需的信息之后，做出一個(gè)指導(dǎo)智能群體未來發(fā)展的決策；