考慮維護(hù)成本的物流RFID網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃與仿真研究

李軍

惠州城市職業(yè)學(xué)院 廣東惠州 516000

RFID主要指無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，是利用射頻信號(hào)提取信息的識(shí)別技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用的過(guò)程中，能夠遠(yuǎn)距離、快速、通識(shí)地識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的推廣與應(yīng)用提供基礎(chǔ)。然而為降低物流RFID技術(shù)的維護(hù)成本，需要在網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃的過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)研究與探索，將成本問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)槁窂絾?wèn)題，進(jìn)而幫助人們探尋出科學(xué)的優(yōu)化策略及算法。

1 物流RFID網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃的約束規(guī)則

通常來(lái)講，多設(shè)施線路的線路規(guī)劃問(wèn)題屬于常見(jiàn)NP難題。但要相將維護(hù)成本問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃的路徑問(wèn)題，就需要明確相應(yīng)的約束規(guī)則。①DCS和RFR應(yīng)以串口連接的方式結(jié)合起來(lái)，RFR在DCS上的銜接數(shù)量應(yīng)受串口規(guī)模的約束，以此確保RFR與RFR形成無(wú)線路銜接的狀態(tài)[1]。②DCC與DCS應(yīng)以傳統(tǒng)銜接的方式連接起來(lái)，DCS在DCC上的數(shù)量應(yīng)受串口規(guī)模及類(lèi)別的限制，及Pdcc的約束。③DCS和DCS應(yīng)以串口相連的方式銜接。④檢測(cè)電源應(yīng)為與之相對(duì)應(yīng)的DCS供電，并且通過(guò)DCS中的DCSP，為RFR提供相應(yīng)的電力支持。⑤DCSP應(yīng)通過(guò)電纜與配電點(diǎn)相銜接。⑥以綜合成本最優(yōu)化而非微觀成本最優(yōu)化為基本原則。在本文研究中，筆者是將維護(hù)成本最優(yōu)問(wèn)題向綜合路徑最優(yōu)化進(jìn)行轉(zhuǎn)化，因此需要將線路維護(hù)成本進(jìn)行集約化處理。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃的約束規(guī)則，可確定相應(yīng)的轉(zhuǎn)化公式：

其中t、r、p、o、j、i屬于設(shè)施的節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)。LDCSj-DCSi代表節(jié)點(diǎn)j與節(jié)點(diǎn)i在DCS上的最優(yōu)距離。bdcsp-o代表串口使用標(biāo)記。

2 RFID線路仿真規(guī)劃的算法設(shè)計(jì)

2.1 Dijkstra算法優(yōu)化

較為原始的“Dijkstra”算法通常是利用窮舉法的方式，探究?jī)晒?jié)點(diǎn)的最優(yōu)距離。然而當(dāng)節(jié)點(diǎn)規(guī)模較大時(shí)，運(yùn)算的速度和質(zhì)量卻相對(duì)有限。因此需要對(duì)原始的“Dijkstra”算法進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。根據(jù)理論研究與實(shí)踐探究能夠發(fā)現(xiàn)，影響該算法速度的因素是網(wǎng)絡(luò)線路系統(tǒng)的存儲(chǔ)方式，究其原因在于原始算法難以使算法的復(fù)雜程度超過(guò)O（v3），所以其存儲(chǔ)方式的優(yōu)化質(zhì)量會(huì)相對(duì)有限。因此本文在網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程中，是通過(guò)矩陣存圖信息的方式，改進(jìn)Dijkstra算法的，其運(yùn)算流程中的END和Start可以是運(yùn)算矩陣。而鄰接矩陣中的端點(diǎn)與邊應(yīng)包含在原始運(yùn)算流程的基本信息[2]。

2.2 仿真規(guī)劃的求解設(shè)計(jì)

在理論研究上，綜合最優(yōu)路徑通常包括DCS和RFR的最優(yōu)路徑之和。因此在仿真求解的過(guò)程中，應(yīng)將PDP和DCSP的路徑之和與DCS和DCS的路徑之和相疊加。在仿真規(guī)劃的過(guò)程中，還應(yīng)給出線路的優(yōu)化圖與仿真圖。其仿真算法的步驟如下：①在初始化階段，應(yīng)輸入位置矩陣DCS和RFR等信息，使DCS計(jì)數(shù)值為0。②應(yīng)在調(diào)用impDijkstra時(shí)，核算RFR矩陣中DCS到RFR矩陣中的信息分站的最優(yōu)距離。③重復(fù)上述操作，并對(duì)數(shù)據(jù)分站的數(shù)值進(jìn)行識(shí)別。如果數(shù)據(jù)分站的數(shù)值與串口數(shù)量相等，則需要清除該數(shù)據(jù)分站，并將其數(shù)值分配給相鄰或相近的數(shù)據(jù)分站。④重復(fù)步驟②與步驟③，直到所有的RFR在DCS上都得到連接為止，并以此核算出最優(yōu)的路徑值。⑤隨機(jī)計(jì)算一個(gè)DCS和DCS間的最優(yōu)路徑，并通過(guò)調(diào)用impDijkstra的方式，逐級(jí)探究最優(yōu)距離。獲得整體方案的綜合長(zhǎng)度。⑥利用impDijksrta探究不同的DCSP到PDP的距離，通過(guò)循環(huán)計(jì)算的方式，確保每個(gè)DCSP都與相應(yīng)的PDP相銜接。⑦輸出所有的綜合最優(yōu)路徑并繪制相應(yīng)的線路銜接圖，完成計(jì)算。然而在應(yīng)用impdijkstra，獲得RFR到DCS最優(yōu)路徑的過(guò)程中，需要判斷其是否滿足仿真優(yōu)化的基本條件，如果滿足，則終止求解。否則，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，重新進(jìn)行運(yùn)算。

3 仿真實(shí)驗(yàn)

3.1 條件選擇

為驗(yàn)證該算法的實(shí)效性，構(gòu)建科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃體系，需要設(shè)計(jì)與之相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)算例。最后利用matlab7.0軟件獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然而在仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與條件選擇的過(guò)程中，應(yīng)將節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)為33，邊數(shù)設(shè)為56，RFR設(shè)為8，位置矩陣為[1930271521203217]。檢測(cè)站DCS=6，矩陣為[242551631].串口數(shù)量應(yīng)取{3.5.6}。并設(shè)位置DCS=DCSP。

3.2 結(jié)果分析

首先是敏感性分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DCS為5時(shí)，DCS被分配到5個(gè)RFR上，符合本文所設(shè)置的約束條件。而當(dāng)串口數(shù)量為3時(shí)，RFR能夠與“最近”及“次近”的DCS連接。由此可論證本文所提出的算法擁有較強(qiáng)的敏感性。并且當(dāng)布局位置完全相同時(shí)，綜合路徑的長(zhǎng)度會(huì)隨著串口的增加而減少，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。其次是逐級(jí)尋優(yōu)。在逐級(jí)尋優(yōu)的過(guò)程中，系統(tǒng)能夠通過(guò)算法優(yōu)化的方式，分別探究“特定節(jié)點(diǎn)”到“各個(gè)節(jié)點(diǎn)”的最優(yōu)距離，進(jìn)而明確所有網(wǎng)絡(luò)線路的最優(yōu)“解”[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

將物流RFID線路仿真規(guī)劃的維護(hù)成本問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路問(wèn)題，能夠幫助人們更好地控制系統(tǒng)維護(hù)成本，提升網(wǎng)絡(luò)線路規(guī)劃的質(zhì)量，與此同時(shí)也能夠改善傳統(tǒng)線路規(guī)劃所造成的資金、物力、人力浪費(fèi)的問(wèn)題，使物流RFID得到更廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)并促進(jìn)我國(guó)物流事業(yè)的健康發(fā)展。