基于多目标优化策略的最佳无线传感器布置

摘要

无线传感网络消除了物理电缆，降低了结构健康监测系统收集信息的难度，但通常具有较低的带宽和有限的能量.为了使结构健康监测系统获得最有效的信息和最高的网络性能，将最佳无线传感器布置问题表述为一个多目标优化问题，其中信息有效性被指定为模态保证准则，网络性能通过能量效率与网络连接性相结合来衡量.针对此问题，提出了一种多种群自动学习的鲸鱼优化算法，用整数编码代替二进制编码对解进行编码；采用多种群策略搜索最优解；最后通过自动学习机制加快寻找帕累托最优解集.数值实验表明，优化准则可以在信息有效性和网络性能之间进行权衡，算法能够有效解决最佳无线传感器布置问题，并且优于常用的非支配排序遗传算法.

关键词

无线传感网络 / 结构健康监测 / 鲸鱼优化算法 / 最佳传感器布置 / 多目标优化

基金资助

国家自然科学基金项目(61872126)资助