基于地理信息系统的海底光缆路由规划与风险评估技术研究
这是一篇关于海底光缆,风险评估,路由规划,蚁群算法,层次分析法的论文, 主要内容为海底光缆系统承载了全球95%以上的国际信息传输业务,是重要的基础设施,为推动全球化经济和信息化发展提供了强大支撑,具有广泛的应用前景和深远的战略意义。和陆地光缆系统相比,海底光缆系统的建设成本高、维修难度大,一旦发生故障将会造成巨大的经济损失和严重的社会影响。因此,海底光缆系统的风险评估和路由规划设计,对提高海底光缆网络的可靠性尤为重要。传统的海底光缆路由规划主要基于专家经验,风险评估难以定量,难以实现精确的风险评估以及综合考虑经济性和可靠性的路由规划设计。因此,建立系统的、科学的海底光缆路由定量风险评估模型和设计多目标路由规划算法,提高海底光缆路由的可靠性具有重要意义。本文基于风险矩阵和层次分析法建立了海底光缆路由定量风险评估模型,实现海底光缆路由可靠性的量化评估。同时,综合考虑经济性和可靠性,建立海底光缆多目标路由规划模型,设计一种基于帕累托(Pareto)最优解集的改进蚁群算法,实现海底光缆路由的优化设计。最后,基于地理信息系统(GIS)对两个模型进行仿真验证。论文完成的主要工作和研究内容如下:一、本文对海底光缆历史损坏统计数据进行分析,选取渔业活动、船运活动、地震、火山、海底斜坡、海底生物六个因素对海底光缆路由进行风险评估,构建了基于风险矩阵和层次分析法的海底光缆路由风险量化评估模型。结合实际地理信息数据,使用地理信息系统进行仿真验证,评估不同防护措施下新跨太平洋(NCP)国际海底光缆S3段路由的风险等级评分。仿真结果显示,该段路由的防护措施提升后,路由的最大风险等级评分由4降到1.9621,平均风险等级评分由1.5336降到1.1071,与原评分相比,下降了 27.8%。二、针对海底光缆路由规划问题,建立以最少基础建造成本和最低风险等级评分为目标的多目标路由规划模型,并提出一种基于帕累托(Pareto)最优解集的改进蚁群算法,重新设计启发函数、信息素更新机制、状态转移规则,定义Pareto极优解的判定方法。仿真结果表明当蚁群数量m=700,最大迭代次数Nc=100,信息素因子α=1,启发函数因子β=1,信息素挥发因子ρ=0.4时算法的求解质量最优。同时,蚁群数量为200时,相较于基本蚁群算法,优化算法的最优基础建造成本和安全等级评分改善最为显著,分别降低了 20.37%和38.73%。三、基于栅格法对大规模海域地形进行建模,使用单元栅格存储高程值、坡度、基础建造成本以及风险等级评分,为海底光缆多目标路由规划模型的应用奠定基础。以大西洋部分海域为例,基于地理信息系统生成栅格地图,使用改进后的蚁群算法对模型进行求解,得出14个可行路由方案,其中Pareto最优路由解集包含3条路由,并根据Pareto最优解判断方法实现优中选优。仿真结果表明,本文选出的极优路由显著避开了基础建造成本和风险等级评分较高的区域,为决策者提供规划参考。
基于SDN架构的天基网络路由规划子系统设计与实现
这是一篇关于天基网络,路由规划,蚁群算法,SDN的论文, 主要内容为随着信息技术的飞速发展,信息化时代全面到来,传统的基于地面覆盖的网络已不能满足当前科技发展与创新的需要,而空间通信技术正成为时代发展的关键。天基网络是以卫星通信节点为核心的通信系统,是国家重大项目天地一体化信息网络的重要组成部分。天基网络具有覆盖范围广、容灾安全能力强、通信容量大等特点,其不受地面灾害影响,也不受地形限制,可以为不易建立地面通信设施的偏远地区提供高性价比的通信服务。因此,与地面网络互为补充的天基网络成为未来网络的发展趋势。路由算法决定了整个通信网络的性能和通信服务的质量,在通信网络中占据了举足轻重的地位。由于卫星网络的时变特性,传统地面网络的路由算法并不能很好地应用于卫星网络,关于卫星网络路由算法的研究正是当下研究热点。所以本文针对卫星网络提出一种基于SDN架构和改进蚁群算法的天基网络路由算法,设计并实现了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统。该系统可以在天基网络中为用户业务规划合理路径,以便在满足用户需求的同时充分利用卫星网络。本文详细介绍了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统中的关键技术——基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。主要在基于蚁群算法的基础上提出了两点改进,分别为:1)在启发函数中加入区域拥塞程度的考量;2)对业务进行分级,不同类型业务在寻路过程中对应不同的转发策略;形成了基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。最后针对原算法及改进后的算法都进行了仿真,实验结果表明,改进后的网络性能优于原算法。本文对基于SDN架构的天基网络路由规划子系统进行了需求分析和详细设计,系统主要由网络拓扑模块、路由规划模块、业务管理模块、结果统计模块四部分组成。本系统基于B/S架构,后台使用Spring Boot框架实现,前端使用React框架实现,采用前后台分离的开发模式对系统进行了编码实现,并对系统前后台接口及核心功能做了充分测试,测试结果符合预期。
基于SDN架构的天基网络路由规划子系统设计与实现
这是一篇关于天基网络,路由规划,蚁群算法,SDN的论文, 主要内容为随着信息技术的飞速发展,信息化时代全面到来,传统的基于地面覆盖的网络已不能满足当前科技发展与创新的需要,而空间通信技术正成为时代发展的关键。天基网络是以卫星通信节点为核心的通信系统,是国家重大项目天地一体化信息网络的重要组成部分。天基网络具有覆盖范围广、容灾安全能力强、通信容量大等特点,其不受地面灾害影响,也不受地形限制,可以为不易建立地面通信设施的偏远地区提供高性价比的通信服务。因此,与地面网络互为补充的天基网络成为未来网络的发展趋势。路由算法决定了整个通信网络的性能和通信服务的质量,在通信网络中占据了举足轻重的地位。由于卫星网络的时变特性,传统地面网络的路由算法并不能很好地应用于卫星网络,关于卫星网络路由算法的研究正是当下研究热点。所以本文针对卫星网络提出一种基于SDN架构和改进蚁群算法的天基网络路由算法,设计并实现了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统。该系统可以在天基网络中为用户业务规划合理路径,以便在满足用户需求的同时充分利用卫星网络。本文详细介绍了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统中的关键技术——基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。主要在基于蚁群算法的基础上提出了两点改进,分别为:1)在启发函数中加入区域拥塞程度的考量;2)对业务进行分级,不同类型业务在寻路过程中对应不同的转发策略;形成了基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。最后针对原算法及改进后的算法都进行了仿真,实验结果表明,改进后的网络性能优于原算法。本文对基于SDN架构的天基网络路由规划子系统进行了需求分析和详细设计,系统主要由网络拓扑模块、路由规划模块、业务管理模块、结果统计模块四部分组成。本系统基于B/S架构,后台使用Spring Boot框架实现,前端使用React框架实现,采用前后台分离的开发模式对系统进行了编码实现,并对系统前后台接口及核心功能做了充分测试,测试结果符合预期。
基于SDN架构的天基网络路由规划子系统设计与实现
这是一篇关于天基网络,路由规划,蚁群算法,SDN的论文, 主要内容为随着信息技术的飞速发展,信息化时代全面到来,传统的基于地面覆盖的网络已不能满足当前科技发展与创新的需要,而空间通信技术正成为时代发展的关键。天基网络是以卫星通信节点为核心的通信系统,是国家重大项目天地一体化信息网络的重要组成部分。天基网络具有覆盖范围广、容灾安全能力强、通信容量大等特点,其不受地面灾害影响,也不受地形限制,可以为不易建立地面通信设施的偏远地区提供高性价比的通信服务。因此,与地面网络互为补充的天基网络成为未来网络的发展趋势。路由算法决定了整个通信网络的性能和通信服务的质量,在通信网络中占据了举足轻重的地位。由于卫星网络的时变特性,传统地面网络的路由算法并不能很好地应用于卫星网络,关于卫星网络路由算法的研究正是当下研究热点。所以本文针对卫星网络提出一种基于SDN架构和改进蚁群算法的天基网络路由算法,设计并实现了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统。该系统可以在天基网络中为用户业务规划合理路径,以便在满足用户需求的同时充分利用卫星网络。本文详细介绍了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统中的关键技术——基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。主要在基于蚁群算法的基础上提出了两点改进,分别为:1)在启发函数中加入区域拥塞程度的考量;2)对业务进行分级,不同类型业务在寻路过程中对应不同的转发策略;形成了基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。最后针对原算法及改进后的算法都进行了仿真,实验结果表明,改进后的网络性能优于原算法。本文对基于SDN架构的天基网络路由规划子系统进行了需求分析和详细设计,系统主要由网络拓扑模块、路由规划模块、业务管理模块、结果统计模块四部分组成。本系统基于B/S架构,后台使用Spring Boot框架实现,前端使用React框架实现,采用前后台分离的开发模式对系统进行了编码实现,并对系统前后台接口及核心功能做了充分测试,测试结果符合预期。
基于SDN架构的天基网络路由规划子系统设计与实现
这是一篇关于天基网络,路由规划,蚁群算法,SDN的论文, 主要内容为随着信息技术的飞速发展,信息化时代全面到来,传统的基于地面覆盖的网络已不能满足当前科技发展与创新的需要,而空间通信技术正成为时代发展的关键。天基网络是以卫星通信节点为核心的通信系统,是国家重大项目天地一体化信息网络的重要组成部分。天基网络具有覆盖范围广、容灾安全能力强、通信容量大等特点,其不受地面灾害影响,也不受地形限制,可以为不易建立地面通信设施的偏远地区提供高性价比的通信服务。因此,与地面网络互为补充的天基网络成为未来网络的发展趋势。路由算法决定了整个通信网络的性能和通信服务的质量,在通信网络中占据了举足轻重的地位。由于卫星网络的时变特性,传统地面网络的路由算法并不能很好地应用于卫星网络,关于卫星网络路由算法的研究正是当下研究热点。所以本文针对卫星网络提出一种基于SDN架构和改进蚁群算法的天基网络路由算法,设计并实现了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统。该系统可以在天基网络中为用户业务规划合理路径,以便在满足用户需求的同时充分利用卫星网络。本文详细介绍了基于SDN架构的天基网络路由规划子系统中的关键技术——基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。主要在基于蚁群算法的基础上提出了两点改进,分别为:1)在启发函数中加入区域拥塞程度的考量;2)对业务进行分级,不同类型业务在寻路过程中对应不同的转发策略;形成了基于改进蚁群算法的双层卫星网络分级业务路由策略。最后针对原算法及改进后的算法都进行了仿真,实验结果表明,改进后的网络性能优于原算法。本文对基于SDN架构的天基网络路由规划子系统进行了需求分析和详细设计,系统主要由网络拓扑模块、路由规划模块、业务管理模块、结果统计模块四部分组成。本系统基于B/S架构,后台使用Spring Boot框架实现,前端使用React框架实现,采用前后台分离的开发模式对系统进行了编码实现,并对系统前后台接口及核心功能做了充分测试,测试结果符合预期。
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