[发明专利]基于蒙特卡洛树搜索的全域指控网络协作拓扑生成方法

说明书

本申请涉及一种基于蒙特卡洛树搜索的全域指控网络协作拓扑生成方法。所述方法包括：根据预设的任务区域参数从全域指控网络中获得匹配的观测节点集合和执行节点集合，基于蒙特卡洛树搜索算法从全域指控网络中得到依次包括观测节点、通信节点、指控节点和执行节点的网络路径集合。根据预设的效用函数计算网络路径的任务执行效用值，根据预设的任务效用参数和网络路径的任务执行效用值选择网络路径，根据获取到的网络路径生成全域指控网络协作拓扑。本方法能生成满足任务约束和网络约束的全域指控网络协同拓扑，适应不同任务对网络节点的协同要求，提高全域指控网络完成从任务观测、数据传输、任务控制到任务执行过程的效率。

技术领域

本申请涉及指挥控制网络技术领域，特别是涉及一种基于蒙特卡洛树搜索的全域指控网络协作拓扑生成方法。

背景技术

随着网络和通信技术的发展，网络系统的节点已经广泛部署并应用到海、陆、空、天等不同类型的领域中，并能够实现统一的网络指控功能，形成了覆盖全域的全域指控网络。全域指控网络的节点数量多、覆盖范围广，存在大量位置不确定的机动节点以及大量接入状态不固定的自组网节点。

对应于多样化的节点类型和复杂的网络结构，全域指控网络的任务类型和数量也具有多样化、复杂化的特点。全域指控网络需要在根据不同的任务执行代价、任务执行效果要求等要求的约束下，从当前可用网络资源中选择适当的网络资源，针对特定的任务生成对应的全域指控网络协作拓扑。优化网络协作拓扑生成过程的速度和准确性是提高全域指控网络协同能力的关键，在此基础上能够增进全域指控网络的跨域协同能力，以及缩短任务执行周期。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够根据任务约束条件生成对应网络协同拓扑的一种基于蒙特卡洛树搜索的全域指控网络协作拓扑生成方法。

一种基于蒙特卡洛树搜索的全域指控网络协作拓扑生成方法，包括以下步骤：

根据预设的任务区域参数，获取全域指控网络中的观测节点的集合和执行节点的集合，使观测节点的观测区域参数、执行节点的执行区域参数和任务区域参数匹配。

基于蒙特卡洛树搜索算法搜索全域指控网络，得到依次包括观测节点、通信节点、指控节点和执行节点的网络路径的集合。

根据预设的效用函数计算网络路径的任务执行效用值。效用函数的变量包括，执行节点的任务成功概率参数、网络路径的时间代价参数和网络路径的路径长度参数。

根据预设的任务效用参数和任务执行效用值，获取对应的网络路径，根据获取到的网络路径生成全域指控网络协作拓扑。

其中一个实施例中，效用函数的定义方式包括：

其中，V＝v₀，v₁，...，v_t表示网络路径的节点序列，v₀表示观测节点，v_t表示执行节点，P(v_t)执行节点的任务成功概率，T(v_i)网络路径中各节点的时间代价，L(V)表示网络路径的路径长度，α,β,γ是预设的权重值，α＞0，β,γ＜0。

其中一个实施例中，蒙特卡洛树搜索算法的UCT函数的定义方式包括：

其中，v表示当前搜索节点，v_i表示所述当前搜索节点的第i个下一跳节点，Q(v_i)为第i个下一跳节点的效用值，N(v_i)为第i个下一跳节点的访问次数，N(v)为当前搜索节点的访问次数，c为预设的常数。

其中一个实施例中，基于蒙特卡洛树搜索算法搜索全域指控网络，得到依次包括观测节点、通信节点、指控节点和执行节点的网络路径的集合的步骤包括：