[发明专利]一种基于成本最小化的空洞缓解移动充电方法及系统

权利要求书

1.一种空洞缓解移动充电方法，其特征是，包括：

将发出充电请求的节点加入请求充电服务池，按编号由小到大排序；

筛选请求充电服务池中的节点来构建充电候选集；

对未能加入充电候选集的阻塞节点进行挽救，若挽救成功，则将其按编号由小到大加入充电候选集；

沿着充电候选集中的各节点所构建的路径移动并依次为各节点进行充电；

当收到新的节点发出的充电请求时，判断是否可将该请求加入本轮充电所对应的充电候选集；若可以，则将其按对应的节点编号由小到大顺序加入，若不可以，则将此节点的充电请求留待下一轮处理；

其中，所述对未能加入充电候选集的阻塞节点进行挽救，若挽救成功，则将其按编号由小到大加入充电候选集，具体为：

对于排在某个阻塞节点前面的非阻塞节点，按编号由大到小的顺序分别选择连续的三个不共线的节点，将它们构建一个三角形；对于该三角形中编号居中的节点，获取其“影子节点”的坐标值，包括：

设A、B、C为满足条件的一组节点，节点B编号居中，则定义f(d)为WCV给节点B充电所需时长，其计算式为：

其中，B’代表WCV给节点B充电时所停留的位置，α和β为常数，且β用于调整Friis短程传输自由空间方程，p_c代表WCV的充电功率，d为WCV和节点B的欧式距离，0≤d≤BD，D为∠ABC平分线与边AC交点，v是WCV的移动速率；通过求取f(d)的极小值，并由该极小值反推出节点B的影子节点B’的坐标值；

令d’为B’和B间的欧式距离，比较f(d’)和f(0)的大小，若f(d’)f(0)，则以B’的位置替代B的位置，作为WCV对节点B充电时的停留点，并称B’为B的“影子节点”；此时，f(0)-f(d’)即为WCV停留在影子节点B’处对B充电相较于其停留在B处给B充电所节约的时间，称其为“弥补时间”；

对于某个阻塞节点而言，按照上述方法，从充电候选集中排在该阻塞节点前一位的非阻塞节点开始，按照节点编号由大到小的顺序，依次计算这些非阻塞节点所得到的“弥补时间”之和，一旦该值大于等于W_Scho-L_Scho(t)，则停止计算，并将该阻塞节点按编号由小到大加入充电候选集；若计算完所有排在该阻塞节点前的非阻塞节点的“弥补时间”之和后，该值仍小于W_Scho-L_Scho(t)，则将此阻塞节点从请求充电服务池中删除。

2.根据权利要求1所述的空洞缓解移动充电方法，其特征是，所述编号是各节点在TSP路径中分配得到的，其分配方法包括：

设网络的长和宽分别为M和L，基站位于网络中心；网络中节点随机均匀部署，节点总数为N，每个节点初始能量为E且自身位置已知，WCV初始停留在基站；构造包含网络内所有节点的一条路径—TSP路径，并且沿TSP路径为每个节点分配一个编号，编号集合为{π₀,π₁,π₂……π_N}，记π_i为TSP路径上第i个节点，其中基站为π₀，编号大小有π_iπ_i+1。

3.根据权利要求1所述的空洞缓解移动充电方法，其特征是，所述筛选请求充电服务池中的节点来构建充电候选集，包括：

计算请求充电服务池内各节点的最大充电容忍延迟具体为：

其中，为第i个节点在t时刻的剩余能量，为第i个节点的能耗率，为第i个节点发出充电请求的时刻，t为当前时刻；

计算请求充电服务池内各节点的充电等待时间具体为：

其中，为WCV从基站移动到第1个节点充电位置的所需时间，为WCV从第k-1个节点充电位置移动到第k个节点充电位置的所需时间，为WCV给第k-1个节点充至满电量所需的时间；

将请求充电服务池中满足的节点按编号由小到大加入充电候选集。