【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于無人機，尤其涉及一種電網多制式通信中無人機垂直切換方法。
技術介紹
1、在當今信息化的社會中，電力系統作為基礎設施之一扮演著至關重要的角色。智能電網作為當下電網技術發展的趨勢，面臨著用電業務具有分布廣、通信可靠性難以保證等困難，單一的網絡制式已然無法滿足電網的業務需求。為了提高電力系統的可靠性和運行效率，電網不再只由一個運營商或單個網絡制式提供服務，而是存在于多種異構網絡共存的復雜網絡環境。為了融合不同網絡的性能優點，優秀的異構無線網絡選擇算法是必不可少的環節，然而當前主流的異構無線網絡垂直切換算法停留在無線通信網絡領域，并沒有具體針對電網場景進行研究，該方面的研究仍有待補充。同時，隨著基礎設施的完善，電網規模和覆蓋范圍不斷擴大，森林等地區中存在例如極端天氣等自然災害、動植物入侵等不可控因素，以人工巡檢為主的現有電力巡檢方式存在成本高、效率低、耗時長且巡檢人員安全無法得到有效保障等明顯缺點，因此，更加安全、高效的無人機巡檢是必要的。選用多制式融合通信組網的網絡切換技術與無人機巡檢互補配合，能夠達到可靠的終端接入效果，有力保障電網系統的正常運行，提高其可靠性和魯棒性。
2、在現有的專利技術、研究中，已有許多研究人員從不同角度、利用不同方法對垂直切換算法問題展開研究，并取得了一系列進展和成果，但仍存在一些問題。1、基于接收信號強度的垂直切換算法計算簡單，容易實現，但考慮的切換判決因素并不全面，難以支持無人機巡檢任務中的業務需求，也無法實現更大的性能提升。2、基于博弈論的垂直切換算法同時考慮用戶和網絡運營商間
3、垂直切換與無人機巡檢的結合對于實現電網的建設和維護、提高電力系統的適應能力具有重要意義，是電力系統發展的必然趨勢。目前，大多數針對網絡選擇的算法停留在無線通信網絡領域，僅考慮靜態情況或單一服務，并沒有具體針對電網場景進行研究，也沒有結合軌跡規劃的問題，不適用于無人機巡檢任務，該方面的研究仍有待補充。
4、通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：
5、大多數針對網絡選擇的算法停留在無線通信網絡領域，僅考慮靜態情況或單一服務，并沒有具體針對電網場景進行研究，也沒有結合軌跡規劃的問題，不適用于無人機巡檢任務，該方面的研究仍有待補充。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種電網多制式通信中無人機垂直切換方法。
2、本專利技術是這樣實現的，一種電網多制式通信中無人機垂直切換方法包括：
3、步驟1，根據無人機巡檢過程中的必經點和障礙點，采用a-star算法實現最短避障軌跡規劃；
4、步驟2，分析無人機業務需求，根據不同網絡屬性之間的相對重要性，利用fahp算法計算不同業務類型的各屬性權重；
5、步驟3，根據屬性效用函數規范無人機實際網絡屬性；
6、步驟4，根據權重結果和候選網絡集中的網絡屬性效用值，計算各網絡得分，選擇出最理想的網絡，根據閾值決定保持原有網絡狀態或切換至新網絡。
7、進一步，所述步驟1的過程如下：
8、評估函數f可以表示為：
9、f＝g+h
10、其中g表示從父節點到相鄰節點的距離，h表示從相鄰節點到端點的距離。
11、進一步，所述步驟2的過程如下：
12、給定一組候選網絡，該組網絡由m種不同類型的無線網絡組成r＝{r1,r2,···,rm},m≥2；
13、在網絡選擇決策中考慮的網絡屬性集為c＝{c1,c2,···,cn},n≥2；
14、終端設備可由不同網絡提供不同的網絡服務s＝{s1,s2,···,sl},l≥2；
15、設置集合為不同網絡業務中不同屬性的權重值，其中上標s表示對應業務類型，下標c表示對應網絡屬性，表示網絡業務sl的cn屬性；另外，定義實時網絡屬性效用值集合a＝(aij)m×n，其中aij為網絡ri的屬性值cj；
16、引入三角模糊數tfns來表示網絡屬性間的兩兩相對的重要性；tfn定義為α＝(l,o,u),l≤o≤u
17、式中，l、o和u表示相對重要性的下限值，最優值和上限值；
18、規定網絡屬性ci相對于屬性cj的重要性為uij，則利用fahp確定網絡屬性權重值的的步驟如下：
19、step?1：計算屬性ci的綜合模糊值fi
20、
21、其中，
22、且
23、step?2：fj大于fi的概率p可由下式給出
24、
25、step?3：對比得到網絡業務sl的屬性cj的權重值
26、
27、step4：計算歸一化的權重值使其滿足則有
28、
29、最終可以得到網絡業務sk的權重矩陣
30、進一步，所述步驟3的過程如下：
31、當網絡屬性的取值有雙邊約束時，f(x)表示為效用屬性，g(x)表示為成本屬性：
32、
33、g(x)＝1-f(x)
34、其中a和b是常系數，它們根據網絡屬性的需求進行設定；當網絡屬性的取值僅存在一個閾值時，效益屬性u(x)和成本屬性h(x)定義為
35、u(x)＝1-c/x
36、h(x)＝1-c·x
37、其中c是常系數，作用與a、b相同；
38、基于步驟1得出的路徑數據，能得到實時網絡屬性效用值集合，通過屬性效用函數對其進行處理，得到歸一化屬性效用值向量
39、進一步，所述步驟4的過程如下：
40、根據無人機在巡檢時針對不同巡檢內容，所需業務優先級不同，定義業務優先級集合p＝{p1,p2,···,pk}，其中pk表示網絡業務sl的優先級；則給出最終的網絡i的綜合評分qi為：
41、
42、根據當前無人機位置及網絡狀態選擇最合適的網絡rt來支持無人機完成巡檢任務；其中，rt可表示為：
43、
44、最后根據閾值判斷保持原有網絡狀態或切換至新網絡。
45、本專利技術的另一目的在于提供一種電網多制式通信中無人機垂直切換系統包括：
46、避障軌跡規劃模塊，用于根據無人機巡檢過程中的必經點和障礙點，采用a-star算法實現最短避障軌跡規劃；
47、屬性權重計算模塊，用于分析無人機業務需求，根據不同網絡屬性之間的相對重要性，利用fahp算法計算不同業務類型的各屬性權重；
48、網絡屬性規范模塊，用于根據屬性效用函數規范無人機實際網絡屬性；
49、網絡選本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟1的過程如下：
3.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟2的過程如下：
4.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟3的過程如下：
5.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟4的過程如下：
6.一種實施如權利要求1-5任意一項所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法的電網多制式通信中無人機垂直切換系統，其特征在于，所述電網多制式通信中無人機垂直切換系統包括：
7.一種計算機設備，其特征在于，所述計算機設備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1-5任意一項所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法的步驟。
8.一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，使得所
9.一種信息數據處理終端，其特征在于，所述信息數據處理終端用于實現如權利要求6所述電網多制式通信中無人機垂直切換系統。
...【技術特征摘要】
1.一種電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟1的過程如下：
3.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟2的過程如下：
4.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟3的過程如下：
5.如權利要求1所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法，其特征在于，所述步驟4的過程如下：
6.一種實施如權利要求1-5任意一項所述電網多制式通信中無人機垂直切換方法的電網多制式通信中無人機垂直切...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王之一，叢犁，竇增，黃成斌，畢彥君，張強，李佳，徐小龍，孫培果，
申請(專利權)人：國網吉林省電力有限公司，
類型：發明
國別省市：
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