核电站应激环境下鲁棒感知网络的多冗余结构优化方法研究.pdf

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1、论文题目核电站应激环境下鲁棒感知网络的多冗余结构优化方法研究学科专业计算机应用技术学号200810601003作者姓名张衡指导教师陈东义教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文核电站应激环境下鲁棒感知网络的多冗余结构优化方法研究（题名和副题名）张衡（作者姓名）指导教师陈东义教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业计算机应用技术提交论文日期2012.9论文答辩日期2012.12学位授予单位和日期电子科技大学2013年6月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号

2、。万方数据REDUNDANTOVERALLSTRUCTUREANDOPTIMIZATIONMETHODSFORROBUSTSENSORNETWORKINNUCLEARPOWERPLANTENVIRONMENTALSTRESSORSADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ComputerApplicationTechnologyAuthor:HengZhangAdvisor:Profe

3、ssorDongYiChenSchool:SchoolofComputerScience&Engineering万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保

4、留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要世界能源问题突出，环境污染严重，大力发展产能较高的清洁核电成为必然选择。在核能、风能、太阳能等清洁能源中，核能的安全问题最为突出，所以核电站安全可靠运行是极端重要问题。目前的有线监控技术存在布线约束、成

5、本高昂、维护困难等问题。而无线技术具有低成本、易维护、高灵活等特点，为解决有线监控存在的问题提供了契机。但核电站应激环境下无线应用存在两个相互矛盾的问题：1、核电站环境恶劣，电磁干扰、无线干扰、多径效应等会降低无线通信质量；2、无线射频信号不能对核电敏感设备产生影响。目前国际上已经把解决这对矛盾问题作为该领域的重要研究方向，主要有两种解决途径：1、在无线感知网络物理层采用弱信号抗干扰调制技术；2、在无线感知网络其它层次进行优化设计以增强网络的鲁棒性、实时性，降低网络能耗以及增加网络吞吐量。目前第二种解决途径虽然

6、已有相关研究，但并不适合核电站应用，而且内容非常零散，没有系统的研究思路和解决方案。为此本文系统的在各结构层次开展了有针对性的策略和方法研究，提出了一系列综合提高网络性能的优化算法。目前各结构层次主要研究有：节点部署、链路调度、路由协议以及最优搜索等，都不适用在核电站应激环境下的核电设备健康监测应用。因此，论文在运用多种技术方法基础上，分别对节点部署、链路调度、路由协议、最优搜索进行研究，结合实际进行创新，实现了数据链路层、网络层、应用层各个结构层次的核心技术，改善了无线感知网络在核电站应激环境下的鲁棒性、实时

7、性、生存性等主要性能。论文的主要贡献归纳如下：1、论文在核电应激环境约束下提出一种无线感知网中继节点冗余部署策略。该策略考虑了目前部署研究没有涉及到的综合实际问题，如核电站三维环境中障碍物阻挡、链路鲁棒性差、部署位置受限、可使用定向天线等。本文对问题进行了形式化建模，通过构建冗余连通图、遗传算法优化、部署点生成三个步骤对这个NP难问题分步骤求解。在与目前实际中采用的部署方法比较中证明该方案具备三维避障、链路容错以及位置优化等特点，能够较好解决目前核电站应激环境下无线感知网络中继节点部署问题。2、论文以振动设备模

8、态分析和遗传算法为基础解决了核电应激环境下无线振I万方数据摘要动监测节点的部署问题。论文首先总结了目前感知监测节点部署研究的现状与不足，提出了核电应激环境下无线振动节点部署所需考虑的几个方面：模态信息、核电敏感设备、监测节点间通信、测点位置优化。通过对典型核电设备进行有限元建模，获取了对应的各阶次振型位移模态，在综合其它约束后提出了组合最优化问题模型，进而提出了适用的遗传算法算子、参数