Problem Specific MOEA/D for Barrier Coverage with Wireless Sensors
- Author: Xiao Zhang, Yu Zhou, Qingfu Zhang,Victor C. S. Lee, Minming Li
- Accepted: June 15, 2016
- Published in:IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS ( TCYB )
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Abstract
使用无线传感器进行屏障覆盖的目的是探测试图穿越特定区域的入侵者，而无线传感器是随机远程分布的。本文考虑的是沿线性域部署范围可调的有限功率传感器，以形成检测入侵事件的屏障。我们提出了三个目标，以尽量减少 1) 总功耗，同时满足全覆盖；2) 有源传感器的数量，以提高可靠性；3) 有源传感器节点的最大感应范围，以保持公平性。我们把这个问题称为权衡障碍覆盖（TBC）问题。为了更好地权衡三个目标，我们提出了一种基于多目标进化算法（MOEA）/D 的多目标优化框架，称为特定问题 MOEA/D（PS-MOEA/D）。具体来说，我们定义了一种 2 元组编码方案，并引入了一种封面收缩算法，以产生可行的相对最优解。随后，我们将特定问题的知识纳入局部搜索，从而使相邻子问题的搜索程序相互协作。考虑到问题的特点，我们分析了复杂性，并在算法中加入了计算资源分配策略。我们通过几个最常用的指标与四个竞争对手进行了比较，从而验证了我们的方法。实验结果表明，PS-MOEA/D 是有效的，在所有情况下都优于四种竞争者，这表明我们的方法在处理 TBC 方面是有前途的。
