1.一种城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:将目标城市区域进行网格化处理,将每个网格作为一个潜在的RSU部署位置,并基于识别的障碍物和延迟敏感区域,建立多目标优化模型;S2:配置算法运行所需的各项参数,并随机生成初始种群,将整个初始种群均匀划分为多个子种群;S3:多个子种群同步且独立运行NSGA-III算法并进行自适应参数调整,多个子种群迭代多次后,通过迁移操作完成子种群间的协同优化,直至达到最大迭代次数或满足收敛条件;S4:将所有子种群合并,通过非支配排序从最终种群中筛选出所有Pareto最优解,并基于最优解输出完整的、可供决策的Pareto最优部署方案集合;S5:选择部署方案,并运行数据卸载策略;S6:多维度验证运行的IBRSG策略,为实际应用中的参数设置提供指导。
2.根据权利要求1所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S1中,所述网格化处理具体包括:将目标城市区域划分为K个网格,每个网格k对应变量 ,当 为1时,表示已部署RSU;当 为0时,表示未部署RSU;多目标优化模型包括总延迟的最小化目标函数、敏感区域最大化延迟的最小化目标函数、RSU数量的最小化目标函数以及障碍物约束和最小间距约束。
3.根据权利要求2所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,总延迟 的最小化目标函数包含传输时延、处理时延、队列时延和传播时延,表示为: ;其中, 为车辆 在时间 的时延,延迟计算基于车辆轨迹和RSU覆盖范围,使用Shannon公式估算传输速率;最小化的敏感区最大延迟 用于确保关键区域的通信可靠性,表示为: ;该目标函数有限保障高优先级区域的QoS;所述RSU数量 的最小化目标函数用于控制建设和维护成本,表示为: ;多目标优化模型通过该目标函数间接最小化预算,同时平衡与延迟目标的冲突;所述障碍物约束通过二进制变量 表示障碍物位置,约束表示为 ;所述最小间距约束用于防止RSU过度密集,避免信号干扰,通过设置最小RSU间距 为50米,约束表示为: ,其中, 为欧氏距离。
4.根据权利要求1所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S2中,需设置的参数包括:总延迟 、敏感区最大延迟 、RSU数量 、障碍物位置 、距离约束 、种群大小N在360至500之间、子种群数m在3至5之间、最大迭代次数G在50至100之间;随机生成种群P,划分为m个子种群,评估初始解的可行性和目标值。
5.根据权利要求1所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S3中,多个子种群进行迭代优化具体包括以下步骤:S31:采用IBRSG策略计算总延迟 、敏感区最大延迟 和RSU数量 ;S32:运行NSGA-III算法,通过选择、交叉和变异操作生成子代;S33:采用校准机制处理密度约束:S34:动态调整交叉率 和变异率 ,其中,交叉率 ;变异率 ;若当前迁移操作未改进子种群,则增加变异率 降低交叉率 ;若当前迁移操作改进子种群,则增加交叉率 降低变异率 ;S35:每个子种群在每5-10代相互迁移前10-20%个体至其他子种群,并替换子种群中最差的20-30%个体,以促进种群多样性。
6.根据权利要求5所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S33中,所述校准机制具体包括以下步骤:S331:计算所有RSU对间距,识别违反最小RSU间距 的RSU对;S332:根据覆盖范围内交通量排序,保留交通量相对大的RSU,移除另一个RSU,避免过度密集部署;S333:校准后重新评估目标函数,确保解的可行性。
7.根据权利要求5所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S3中,还包括约束处理机制,所述约束处理机制具体为:采用 比较法处理约束违反解,允许在约束松弛下比较解的质量,表示为: ;其中, 为非负实数的动态容忍阈值,在算法迭代中自适应调整; 为约束违反度,用于量化解与可行区域的距离,基于不等式约束与等式约束的违反程度总和计算; 表示解A支配解B,即A的所有目标函数值均不劣于B且至少在一个目标上严格更优。
8.根据权利要求1所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S4具体为:算法终止迭代后,将所有子种群合并,通过非支配排序从最终种群中筛选出所有Pareto最优解,将这些最优解解码为具体的RSU位置坐标列表,并计算每个部署方案对应的性能指标,最终输出完整的、可供决策的Pareto最优方案集合。
9.根据权利要求1所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S5中,数据卸载策略包括如下步骤:S51:初始化随机策略 和空策略 ;S52:按顺序更新每个车辆的连接策略,选择最小化总延迟的RSU;S53:迭代直至策略变化小于误差阈值,即error=0.01,确保收敛到一个稳定的纳什均衡。
10.根据权利要求1所述的城市车载网络路边单元部署方法,其特征在于,所述S6具体为:在部署前后,通过在不同城市场景下进行测试,并与传统算法对比,评估方案的综合性能,同时,分析关键参数对结果的影响,以验证方案的鲁棒性,并为实际应用中的参数设置提供指导。