基于遺傳算法的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中資源調(diào)度的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，隨著通信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益劇烈，尤其是4G時(shí)代的到來(lái)，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本成為提高通信企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。據(jù)工信部2014年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前三大運(yùn)營(yíng)商的4G基站總數(shù)已經(jīng)達(dá)到70萬(wàn)個(gè)，運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)的工作量也越來(lái)越大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本也越來(lái)越高。因此，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本成為通信企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的調(diào)度成本是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本的重要方面，如何根據(jù)作業(yè)工單的要求將合適的資源分配給作業(yè)任務(wù)，以提供更好的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維服

2、務(wù)質(zhì)量，是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)任務(wù)調(diào)度需要解決的問(wèn)題。由于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)所涉及的資源種類較多、動(dòng)態(tài)性、調(diào)度方案需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，使得傳統(tǒng)的手工調(diào)度面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，如何設(shè)計(jì)好的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度算法，盡可能降低調(diào)度成本，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的服務(wù)質(zhì)量，是重要而現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。
　　根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度問(wèn)題的特點(diǎn)，本文提出將遺傳算法和模擬退火算法相結(jié)合來(lái)解決資源調(diào)度問(wèn)題的算法，即模擬退火遺傳算法SAGA(SimulatedAnnealing Gene

3、tic Algorithm)。首先，詳細(xì)描述了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度問(wèn)題的定義，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行分析并建立現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度模型，分別利用遺傳算法和模擬退火遺傳算法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度模型進(jìn)行求解。
　　遺傳算法是全局優(yōu)化搜索算法，但是它存在易陷入局部最優(yōu)解、收斂速度慢等問(wèn)題，而模擬退火算法則具有跳出局部最優(yōu)解的特性，本文將這兩種算法相結(jié)合，充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn)。利用SAGA求解現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的資源調(diào)度問(wèn)題分為兩個(gè)階段:遺傳操作階段和模擬退火階

4、段。首先，描述了使用遺傳算法求解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度問(wèn)題時(shí)的編碼、選擇、交叉、變異和適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計(jì)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)調(diào)度的特點(diǎn)，遺傳操作階段的編碼方式采用雙層編碼，即對(duì)完成作業(yè)任務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工程師的編碼和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工程師需要使用的資源進(jìn)行編碼;其次，對(duì)遺傳操作階段得到的解通過(guò)引入模擬退火算法進(jìn)行優(yōu)化，在遺傳操作產(chǎn)生的種群的基礎(chǔ)上，采用模擬退火操作，在特定的溫度下，通過(guò)對(duì)新產(chǎn)生的種群中的每個(gè)個(gè)體進(jìn)行Metropolis選擇接受過(guò)