恭喜云南大学张骥先获国家专利权
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龙图腾网恭喜云南大学申请的专利基于无人机网络流模型的数字孪生资源分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116260877B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310172076.1,技术领域涉及:H04L67/60;该发明授权基于无人机网络流模型的数字孪生资源分配方法是由张骥先;宗明义;李伟东设计研发完成,并于2023-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于无人机网络流模型的数字孪生资源分配方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于无人机网络流模型的数字孪生资源分配方法,根据数字孪生系统的信息构建网络流模型,在进行资源分配时,筛选出剩余设备集合中边际效用值最大的物联网设备作为备选物联网设备,然后判断数字孪生云平台当前资源容量是否能满足备选物联网设备的资源需求,基于网络流模型判断当前胜者集合和备选物联网设备的带宽要求是否可以满足,如果都可以满足,则将该备选物联网设备作为胜者,以此类推直到最大边际效用值小于等于0或所有设备均得到分配,最后根据资源分配方案确定胜出物联网设备对应用户的支付价格。本发明将网络流模型与反向拍卖机制相结合,解决了数字孪生服务中资源分配以及定价问题。
本发明授权基于无人机网络流模型的数字孪生资源分配方法在权利要求书中公布了:1.一种基于无人机网络流模型的数字孪生资源分配方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:记数字孪生系统中物联网设备集合无人机基站集合采用如下公式计算每个物联网设备i的数据价值vi: 其中,oi表示物联网设备i收集到的数据中包含的对象数量,表示对象j移动方向与预设的参考方向之间的偏移度,表示对象j的移动速度,表示对象j在所拍摄视频图像中的面积大小,j=1,2,…,oj;ωj表示观测到的对象j的天气状态,ωj是一个大于1的实数,并且当天气状况越差的时候,其值越大,天气状况越好的时候,其值越接近于1;ιij表示对象j与物联网设备i之间的相对距离,其值越小表示对象j离物联网设备i的距离越近,反之越远;记物联网设备i的带宽需求为bwi,物联网设备i所对应用户根据其实际情况确定资源需求si=si1,si2,…,siR,sir表示物联网设备i对第r种资源的需求,r=1,2,…,R,物联网设备i所对应用户确定对其资源需求的出价为bi,物联网设备i向数字孪生云平台上报参数θi=bi,bwi,si,vi;记数字孪生云平台拥有的资源容量表示数字孪生云平台拥有的第r种资源的容量;S2:数字孪生云平台采用如下方法构建得到数字孪生系统的网络流模型:为每个无人机基站设置2个节点,分别为无人机基站入节点和无人机基站出节点,为数字孪生云平台设置2个节点,分别为数字孪生云平台入节点和数字孪生云平台出节点;设置起点和终点,连同物联网设备、无人机基站入节点、无人机基站出节点、数字孪生云平台入节点和数字孪生云平台出节点一起作为节点构建有向图G作为数字孪生系统的网络流模型,其中:起点与每个物联网设备分别进行连接,对应边上的容量为物联网设备i的带宽需求bwi,流量固定设置为物联网设备i的带宽需求bwi;每个物联网设备与每个无人机基站入节点进行连接,对应边上的容量为物联网设备i与无人机基站m的信道容量BWim;将每个无人机基站m的入节点与对应的无人机基站m的出节点进行连接,对应边上的容量为无人机基站m的数据吞吐量限制THPm;将每个无人机基站m的出节点与数字孪生云平台入节点进行连接,对应边上的容量为无人机基站m与数字孪生云平台之间的信道容量BWm,cloud;将数字孪生云平台入节点与数字孪生云平台出节点进行连接,对应边上的容量为数字孪生云平台的数据吞吐量限制THPcloud;将数字孪生云平台出节点与终点连接,对应边上的容量为一个预设的绝对大值;除起点与每个物联网设备之间的边以外,网络流模型中边的流量为两个节点之间的传输速率;S3:基于数字孪生系统的网络流模型进行资源分配,具体方法为:S3.1:初始化物联网设备的胜者集合败者集合剩余设备集合各个物联网设备的边际效用值总效用最大流标识result=0;S3.2:采用如下公式计算剩余设备集合u中各个物联网设备i的边际效用值, 然后筛选出边际效用值最大的物联网设备作为备选物联网设备i*;S3.3:判断是否物联网设备i*的边际效用值如果是,进入步骤S3.4,否则资源分配结束;S3.4:判断数字孪生云平台当前资源容量是否能满足物联网设备i*的资源需求,即判断是否每个资源均满足r∈R,如果满足,进入步骤S3.5,否则进入步骤S3.7;S3.5:在步骤S2构建的网络流模型中,将以外的物联网设备删除,对得到的网络流模型求解最大流,记得到的最大流方案为采用最大流标识result表示是否存在可行流方案,如果存在则令最大流标识result=1,否则令最大流标识result=0;S3.6:判断是否最大流标识result=0,如果是,则进入步骤S3.7,否则进入步骤S3.8;S3.7:将物联网设备i*加入败者集合ε,并将其从剩余设备集合u中删除,进入步骤S3.10;S3.8:将物联网设备i*加入胜者集合并将其从剩余设备集合u中删除,进入步骤S3.9;S3.9:采用如下公式更新数字孪生云平台的资源容量 S3.10:判断是否剩余设备集合如果是,则资源分配结束,否则返回步骤S3.2;S4:根据步骤S3得到的资源分配方案,求解每个胜出物联网设备对应用户的支付价格,具体方法为:S4.1:对于胜者集合中的物联网设备初始化其对应用户的支付价格下限支付价格上限出价缓存设置循环退出值σ;S4.2:令支付价格上限S4.3:更新出价S4.4:其他参数不变,以物联网设备的当前出价重新采用步骤S3中方法进行资源分配,得到胜者集合S4.5:判断是否物联网设备如果是,返回步骤S4.2,否则进入步骤S4.6;S4.6:恢复出价S4.7:令支付价格下限S4.8:更新出价S4.9:判断是否如果是,进入步骤S4.10,否则进入步骤S4.15;S4.10:其他参数不变,以物联网设备的当前出价重新采用步骤S3中方法进行资源分配,得到胜者集合S4.11:判断是否物联网设备如果是,返回步骤S4.7,否则进入步骤S4.12;S4.12:令支付价格上限S4.13:更新出价S4.14:重新进行资源分配:其他参数不变,以物联网设备的当前出价重新采用步骤S3中方法进行资源分配,得到胜者集合返回步骤S4.11;S4.15:将当前出价作为数字孪生云平台对物联网设备的支付价格。
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