أكثر

احسب تكرار حقل البيانات الجدولية لكل مضلع


لقد انضممت مكانيًا إلى ملف مضلع به مساحات تعداد للمناطق في هيوستن مع ملف شكل نقطة حدوث السرقة. يحتوي جدول السمات على حقل يمثل فئات مختلفة من السرقة (على سبيل المثال ، الفئة أ: 0 دولار - 1000 دولار ، الفئة ب: 1001 دولار - 2000 دولار ، إلخ). أريد حساب تكرار الفصول في كل من مسارات التعداد الخاصة بي. إذن كم عدد فئات السرقة المختلفة التي تحدث في كل من مسارات التعداد. لقد اكتشفت كيفية الحصول على العد ، لكن هذا ليس ما أريده. كيف يمكنني الحصول على التردد وتمثيله؟


للقيام بذلك ، استخدم إحصائيات موجزة مع حقل حالة:

• سيتم إنشاء حقل لكل نوع إحصائي باستخدام اصطلاح التسمية التالي: SUM_، MAX_، MIN_، RANGE_، STD_، FIRST_، LAST_، COUNT_ (حيث اسم حقل الإدخال الذي يتم حساب الإحصاء من أجله). يتم اقتطاع اسم الحقل إلى 10 أحرف عندما يكون جدول الإخراج عبارة عن جدول dBASE.

• إذا تم تحديد حقل الحالة ، فسيتم حساب الإحصائيات بشكل منفصل لكل قيمة سمة فريدة. سيحتوي جدول الإخراج على سجل واحد فقط إذا لم يتم تحديد حقل الحالة. إذا تم تحديد واحد ، فسيكون هناك سجل واحد لكل قيمة حقل حالة.

لقد افترضت أنه عندما تقول "لقد اكتشفت كيفية الحصول على العدد" ، فإنك تقصد كيفية استخدام أداة Get Count. في COUNT_ أعلاه يجب أن يكون تكرار كل فئة تبحث عنها بدلاً من ذلك.


تصدير الجدول المنضم إلى التفوق. سيقوم الجدول المحوري بالباقي ، باستخدام معرف المضلع كرؤوس صف. بناءً على تجربتي ، فهي أسرع طريقة لإنجاز مهمتك. تعد إدارة الجداول المحورية أسهل بكثير في Excel مقارنة بـ ArcGIS


وضع عقدة الترحيل لعلاج شبكات الاستشعار اللاسلكية المقسمة

التوصية بالوثائق

أجهزة الكمبيوتر والهندسة الكهربائية xxx (2015) xxx – xxx

قوائم المحتويات متاحة على موقع ScienceDirect

الصفحة الرئيسية لمجلة الكمبيوتر والهندسة الكهربائية: www.elsevier.com/locate/compeleceng

وضع عقدة الترحيل لمعالجة شبكات المستشعرات اللاسلكية المقسمة q Virender Ranga a، ⇑، Mayank Dave a، Anil Kumar Verma b a b

قسم هندسة الكمبيوتر ، المعهد الوطني للتكنولوجيا ، كوروكشيترا ، هاريانا ، الهند ، قسم علوم وهندسة الكمبيوتر ، جامعة ثابار ، باتيالا ، البنجاب ، الهند

تاريخ المقال: تم استلامه في 25 ديسمبر 2014 تم استلامه في شكل منقح 14 سبتمبر 2015 تم قبوله في 15 سبتمبر 2015 الكلمات الرئيسية المتوفرة عبر الإنترنت xxxx: مشكلة في قسم الشبكة استعادة الاتصال المفقودة بدن محدب موضع عقدة الترحيل Spider Web-1C نقطة انحدار صفرية

تعاني شبكات الاستشعار اللاسلكية المنتشرة في بيئات معادية من معدل عالٍ لفشل العقد. قد تؤدي مثل هذه الإخفاقات إلى تحويل شبكة مستشعر متصلة بالكامل إلى شبكات فرعية متعددة منفصلة ، مما يؤدي إلى مشكلة قسم الشبكة. يعد وضع عقد الترحيل هو الطريقة الوحيدة لاستعادة الاتصال المفقود لأن هذه الأجهزة ، مقارنة بعقد المستشعر ، لديها طاقة احتياطية أعلى ، مع نطاق اتصال أطول. في هذا البحث ، تم اقتراح حل جديد لمعالجة مشكلة قسم الشبكة في شبكة المستشعرات اللاسلكية. يعتمد الحل على نقطة انحدار صفرية داخل مضلع محدب بدن. تتم مقارنة الحل المقترح مع العديد من الأساليب الساذجة ، جنبًا إلى جنب مع أحدث الحلول الحالية ، أي Spider Web-1C الإرشادي وخوارزمية وضع عقدة الترحيل المثلى القائمة على الحد الأدنى من شتاينر. تؤكد نتائج تجربة المحاكاة فعالية نهجنا المقترح. Ó 2015 Elsevier Ltd. جميع الحقوق محفوظة.

1. مقدمة بدأت شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSNs) تلعب دورًا مهمًا في حياة البشر من خلال تطبيقات مختلفة. تعمل تطبيقات WSN مثل استطلاع ميدان القتال ، وحماية الحدود ، واستكشاف الفضاء ، وما إلى ذلك في أقسى البيئات ، مما يؤدي إلى تقليل المخاطر على حياة الإنسان [1-3]. نظرًا لأن عقدة المستشعر عادة ما تكون محدودة في موارد الاتصال الخاصة بها ، يلزم وجود عدد كبير من عقد الاستشعار لضمان تغطية المنطقة بالكامل وزيادة دقة البيانات المجمعة [2]. نظرًا لعامل الشكل الصغير ومحدودية إمدادات الطاقة على متن الطائرة ، فإن عقدة المستشعر معرضة بشدة للفشل وقد تؤدي أحيانًا إلى تلف عقد المستشعر على نطاق واسع ، مما يؤدي إلى مشكلة قسم الشبكة في الشبكة. قد يؤدي هذا الفشل إلى تحويل الشبكة المتصلة إلى مقاطع متعددة منفصلة. على سبيل المثال ، قد تتلف بعض نقاط الاستشعار بعد تساقط ثلوج أو عاصفة رملية أو في ساحة المعركة ، وقد يتعرض جزء من منطقة الانتشار للهجوم بواسطة متفجرات العدو ، وبالتالي قد يتم تدمير مجموعة من نقاط الاستشعار في المنطقة المجاورة ( يفترض أن التضاريس لم يتم تدميرها) ويتم تحويل الشبكة إلى شبكات فرعية منفصلة مختلفة. على سبيل المثال ، يوضح الشكل 1 شبكة مقسمة بعد فشل عقد أجهزة الاستشعار واسعة النطاق في الشبكة. في هذا الشكل ، يتم تشكيل ثمانية مقاطع منفصلة وتمثيلها بواسطة Seg1 إلى Seg8 في WSN المقسم. يتمثل التحدي الأكبر في مثل هذا النوع من السيناريوهات في إعادة توصيل هذه الأجزاء المنفصلة بعدد صغير من عقد مرحل الطاقة العالية. لذلك ، أصبح إصلاح هذه الشبكات المقسمة مجال بحث حالي في WSN. عقدة الترحيل (RN) هي عقدة أكثر قوة وقدرة مع وجود

تمت معالجة المراجعات والتوصية بنشرها لرئيس التحرير بواسطة محرر مشارك د. الرحماني.

عناوين البريد الإلكتروني: [email & # 160protected] (V. Ranga) ، [email & # 160protected] (M. Dave) ، [email & # 160protected] (A.K. Verma). http://dx.doi.org/10.1016/j.compeleceng.2015.09.014 0045-7906 / 2015 Elsevier Ltd. جميع الحقوق محفوظة.

يرجى الاستشهاد بهذه المقالة في الصحافة على النحو التالي: Ranga V et al. وضع عقدة الترحيل لعلاج شبكات الاستشعار اللاسلكية المقسمة. Comput Electr Eng (2015) ، http://dx.doi.org/10.1016/j.compeleceng.2015.09.014

رانجا وآخرون. / أجهزة الكمبيوتر والهندسة الكهربائية xxx (2015) xxx – xxx

الشكل 1. التعبير عن منطقة مجزأة بسبب فشل واسع النطاق لعقد المستشعر.

احتياطي طاقة أعلى ونطاق اتصال أطول (r) من عقد الاستشعار. يمكن ، من حيث المبدأ ، تزويد RNs بدائرة استشعار تؤدي بشكل أساسي تجميع البيانات القيمة وإعادة توجيه البيانات. على عكس عقد المستشعر ، قد تكون RNs متنقلة ويمكن أن يكون لها بعض إمكانيات التنقل. لذلك ، تُفضل RNs لاستعادة أقسام الشبكة لأن هذه العقد مقارنة بعقد المستشعر يتم وضعها بسهولة ودقة أكبر في الشبكات الفرعية المنفصلة. نطاقها الراديوي (r) أعلى من ذلك ، والذي يمكن أن يسهل ويسرع استعادة الاتصال المفقودة بين الأجزاء المنفصلة ، بشكل فعال وكفء. نظرًا لكون RNs أكثر تكلفة ، يجب استخدام عدد صغير من RNs لاستعادة الاتصال المفقود في الشبكة المقسمة. يمكن العثور على عدد صغير من RNs باستخدام الحد الأدنى لشجرة Steiner مع الحد الأدنى من عدد نقاط Steiner وطول الحافة المحدودة (SMT-MSPBEL) ، ولكن تبين أنها مشكلة NP-hard لشجرة WSN الكبيرة الحجم [4،5] . وبالتالي ، هناك حاجة إلى حل متعدد الحدود لاستعادة فعالة للشبكة المقسمة. في ورقة البحث هذه ، تم النظر في نوع مشابه من مشكلة تقسيم الشبكة واستكشافه. يتمثل التمييز في حلنا المقترح في أن مشكلة تقسيم الشبكة تتم معالجتها وحلها باستخدام نقطة تدرج صفرية عالمية داخل مضلع بدن محدب ، وهو ما لم يتم رؤيته بعد في أي كتابات منشورة أخرى. في عمل مشابه [14] ، نظر المؤلفون في تقنية توجيه الصب الجغرافي المستندة إلى الحدود الدنيا العالمية لنشر البيانات لتقليل مسافات نقل البيانات بين العقد لتعزيز عمر الشبكة. ومع ذلك ، لا يعتبر المؤلفون مشكلة تقسيم الشبكة في حلهم المقترح ، وهي مشكلة شائعة جدًا في شبكة WSN غير المراقبة. في البداية ، مساهماتنا الرئيسية في هذه الورقة هي: 1. تم تنفيذ نهجين ساذجين واثنين من أحدث الأساليب الاستدلالية جنبًا إلى جنب مع حلنا المقترح لاسترداد الاتصال المفقود من WSN المقسم. 2. يعمل الحل المقترح بشكل مثالي مع أي عدد من المقاطع المنفصلة دون التحقق من الزوايا بين حواف الأجزاء المنفصلة والتي تعد قيدًا في نهج نقطة Fermat المنفصلة (أي نهج SMT-ORC [5]). 3. يختلف الحل المقترح عن أي حلول أخرى منشورة لاستعادة الأقسام (مثل ORC-SMT ، Spider Web-1C) لأنه يأخذ في الاعتبار نقطة الانحدار الصفري العالمية داخل مضلع بدن محدب للعثور على نقطة مثالية لوضع RNs ، بدلاً من أخذ ثلاثة مقاطع مفككة غير متداخلة في جميع الأوقات. تم تنظيم باقي الورقة على النحو التالي: في القسم التالي ، يتم وصف العمل ذي الصلة. يقدم القسم 3 بيان المشكلة ويصف نموذج النظام الخاص بنا. في القسم 4 ، يتم تقديم تفاصيل حول الحل المقترح. في القسم 5 ، يتم عرض الشفرة الزائفة وشرحها. يقدم القسم 6 نظرة عامة على مختلف الأساليب المقترحة الحديثة لغرض المقارنة. في القسم 7 ، تم وصف تقييم الأداء من خلال تجارب المحاكاة لإثبات فائدة حلنا المقترح ، متبوعًا بالاستنتاج في القسم 8.

يرجى الاستشهاد بهذه المقالة في الصحافة على النحو التالي: Ranga V et al. وضع عقدة الترحيل لعلاج شبكات الاستشعار اللاسلكية المقسمة. Comput Electr Eng (2015) ، http://dx.doi.org/10.1016/j.compeleceng.2015.09.014

رانجا وآخرون. / أجهزة الكمبيوتر والهندسة الكهربائية xxx (2015) xxx – xxx

2. الأعمال ذات الصلة تم اقتراح العديد من الأساليب في السنوات الخمس الماضية لمعالجة مشكلة تقسيم الشبكة بسبب فشل عقدة قطع رأس واحدة في شبكات الاستشعار اللاسلكية والشبكات الفاعلة (WSAN) / شبكات WSN. أيضًا ، تم اقتراح حلول قليلة لاستعادة الشبكة المقسمة بسبب فشل العقد واسعة النطاق في شبكات WSN. أجرى مؤلفو [2،3] دراسة شاملة عن حلول استرداد أقسام الشبكة في شبكات WSAN / WSN لوصف فجوات البحث الحالية في هذا المجال. يتم تصنيف جميع الأساليب المقترحة إلى فئتين رئيسيتين: (أ) النهج المركزية ، و (ب) النهج الموزعة أو شبه الموزعة. ينقسم هذا التصنيف أيضًا إلى ثلاث فئات فرعية مختلفة ، أي النهج الاستباقية والتفاعلية والهجينة. تحت فئة فرعية استباقية ، تم اقتراح عدد قليل من الحلول الجديدة للتعامل مع مشكلة تقسيم الشبكة بسبب فشل عقدة قطع الرأس المفردة. تم اقتراح نوع مماثل من التصنيف للنهج التفاعلية والهجينة. في جميع الحلول المقترحة ، تم اقتراح التنقل المتحكم فيه للعقدة لاستعادة الاتصال المفقود للشبكة المقسمة. على سبيل المثال ، في [6] ، يتم استخدام روبوت يسمى Packbot ليكون بمثابة RN المحمول. يتيح استخدام الروبوت استعادة الشبكة المقسمة أو قطع الروابط. تم اقتراح خوارزمية لتحديد مسار الروبوت المتحرك في الشبكة. تم تقديم نوع مماثل من العمل بواسطة Wang et al. [7]. اقترح المؤلفون شبكات RN المتنقلة داخل قفزة 2 من الحوض في الشبكة لاستعادة الاتصال المفقود للشبكة المقسمة. على عكس [6] ، الفكرة هي أن RNs لا تحتاج إلى السفر لمسافات طويلة في الشبكة لتوفير طاقتها. ومع ذلك ، فإن استخدام Packbots وأنواع الأجهزة المماثلة غير فعال بسبب التأخيرات غير المتوقعة في تسليم البيانات ، حتى إذا تم استخدام العديد من هذه الأجهزة في الشبكة. سبب آخر هو الحركة البطيئة لهذه الأجهزة لتغطية أفضل نقطة على حدة في الشبكة. وانغ وآخرون. [8] استغلت العقدة التي تسيطر عليها الحركة من أجل تغطية فتحات التغطية التي لم يتم تغطيتها بواسطة عقد الاستشعار أثناء نشرها الأولي. الفكرة من عملهم المقترح هي تحديد بعض العقد الاحتياطية من أجزاء مختلفة من الشبكة ، والتي يمكن نقلها إلى أماكن فتحات التغطية في الشبكة. نظرًا لأن تحريك عقدة لمسافة طويلة يمكن أن يستنزف طاقة عقدة كبيرة ، يُقترح إجراء حركة متتالية ، إذا كان هناك عدد كافٍ من عقد الاستشعار الاحتياطية متوفرة في الطريق. يعد العثور على العقد الاحتياطية في الشبكة مسألة مهمة أخرى في هذا النهج المقترح. تم اقتراح بعض الأساليب المركزية / شبه المركزية للتعامل مع فشل العقدة على نطاق واسع في WSN ، باستخدام تنقل التحكم المتتالي للعقد. في [9] ، تمت صياغة مشكلة استرداد القسم كبرنامج خطي صحيح (ILP). الهدف من نموذج التحسين المستند إلى ILP هو تكوين طبولوجيا متصلة مع تقليل مسافة السفر الفردية للعقد المعنية. يسعى مؤلفو [10] جاهدين لاستعادة الاتصال المفقود باستخدام نموذج تدفق شبكة النقل القائم على البرنامج الخطي متعدد الأعداد (MILP). الفكرة المقترحة هي استعادة الاتصال المفقود من خلال مراقبة الحد الأدنى لمسافة السفر لعقد الفاعل مع افتراض أن كل عقدة فاعلة يجب أن تكون قادرة على الوصول إلى جميع الوجهات ، أي مواضع جميع العقد الأخرى ، عند الحاجة إلى إصلاح الاتصال المفقود. نظرًا للطبيعة المركزية ، فإن هذا النهج لا يتسع نطاقه بشكل جيد. نهج آخر مماثل اقترحه سينتروك وآخرون. [11] لتحسين مشكلة قابلية التوسع عن طريق تقليل عدد المواقع المرشحة. تم اقتراح خوارزمية وضع العقدة للعثور على مجموعة المواقع التي يمكن أن تضمن فقدان الاتصال ، إذا تم نشر RNs في هذه المواقع. فيمولابالي وآخرون. [12] وصف نهجًا موزعًا آخر يعتمد على معرفة المسارات الكاملة للعقد إلى عقدة الحوض. يتم استخدام معلومات مسار ما قبل الفشل لتحديد موقع العقد الفاشلة في الشبكة. وبالتالي ، عند التقسيم ، يمكن للعديد من العقد محاولة إعادة إنشاء المسار المخترق باتجاه عقدة الحوض بالانتقال إلى موقع القفزة التالية. لذلك ، ستكون تكلفة الاسترداد عالية. للحد من تكلفة الاسترداد ، تختار عملية الاسترداد عقدة واحدة فقط كعقدة رئيسية بناءً على بعدها عن العقدة الفاشلة أو عقدة الحوض. عندما تتحرك العقدة الرئيسية نحو الحوض ، فإن الحركة المتتالية للعقد داخل القسم مطلوبة أيضًا من أجل الحفاظ على الاتصال داخل المقطع. تم اقتراح نهج آخر يعتمد على نظرية اللعبة بواسطة Senturk et al. [13] بافتراض المعرفة الكاملة بموقع الأقسام وعدد الأقسام والعقد الفاشلة. يتم استخدام كل قسم كلاعب في اللعبة. يتم احتساب وظيفة المكافأة بناءً على درجة العقد التي تختار ممثل القسم ðP a Þ. يختار P a المنتخب تعظيم العائد من تقسيمه الذي يحفز الأقسام على التحرك تجاه بعضها البعض. نظرًا للطبيعة المركزية لهذا النهج ، يجب أن تعرف كل عقدة تمثيلية وظيفة المكافأة للأقسام الأخرى ، وفي النهاية تصل الشبكة إلى توازن ناش عندما تكون جميع الأقسام متصلة ببعضها البعض. لي وآخرون. [14] اقترح حلاً محسنًا آخر يعتمد على معايير جودة الخدمة أثناء إصلاح الشبكة غير المتصلة. في الآونة الأخيرة ، Shiow-Fen et al. [15] اقترح مخطط وضع RN 2-متصل لإصلاح WSN المنفصل بافتراض المعرفة الكاملة للشبكة المقسمة. وبالتالي ، بعد التقسيم ، يمكن للعقد محاولة استعادة المسار بأي عقدة أخرى أو باستخدام عقدة محسوبة اعتمادًا على الزاوية بين الأجزاء المختلفة. وبالتالي ، مرة أخرى ، هناك مشكلة في نشر عدد كبير من RNs للاسترداد من الشبكة المقسمة. في الآونة الأخيرة ، تم اقتراح استدلالين رئيسيين في الأدبيات. في الأول ، نظر المؤلفون في الاستدلال الحيوي واقترحوا شبكة عنكبوتية مثل تقنية وضع RNs المعروفة باسم نهج Spider Web-1C [4] داخل الأجزاء المنفصلة الموجودة على محيط الشبكة. الفكرة المقترحة هي تشكيل اتصال أقوى (أي اتصال 2 بين العقد) ، وتحقيق تغطية أفضل للشبكة ، وكذلك تمكين التوزيع المتوازن لحمل المرور على شبكات RN المستخدمة. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لحل Spider Web-1C في أنه يربط الشبكة المعطلة بكفاءة وفعالية ولكن الشاغل الرئيسي في Spider Web-1C هو وضع عدد كبير من شبكات RN لاستعادة الشبكة المقسمة. النهج الثاني يعتمد على شجرة شتاينر الدنيا (SMT) التي تسمى ORC-SMT [5]. الفكرة الرئيسية التي اقترحها المؤلفون هي استخدام SMT للعثور على نقطة منتصف من خلال النظر في ثلاثة مقاطع خارجية غير متداخلة منفصلة في وقت واحد ، والتي

يرجى الاستشهاد بهذه المقالة في الصحافة على النحو التالي: Ranga V et al. وضع عقدة الترحيل لعلاج شبكات الاستشعار اللاسلكية المقسمة. Comput Electr Eng (2015) ، http://dx.doi.org/10.1016/j.compeleceng.2015.09.014

رانجا وآخرون. / أجهزة الكمبيوتر والهندسة الكهربائية xxx (2015) xxx – xxx

يتم تشكيلها بعد تطبيق خوارزمية الهيكل المحدب بشكل متكرر بطريقة دورية. يتم بعد ذلك تطبيق النقاط التي تم الحصول عليها بشكل متكرر للعثور على المزيد من نقاط شتاينر الدنيا (SMPs) لوضع RNs. وهكذا ، تصبح النقاط المتعددة ، الموجودة في النطاق الراديوي لـ RN ، نقطة واحدة لوضع RN. بهذه الطريقة ، يكرر الإجراء نفسه حتى تصبح جميع الأجزاء المنفصلة الخارجية أقل من ثلاثة أجزاء. بعد ذلك ، يتم وضع RNs على هذه النقاط المحسوبة عن طريق تطبيق خوارزمية الحد الأدنى من Spanning Tree (MST) مثل خوارزمية Kruskal أو Prim. الميزة الرئيسية لـ ORC-SMT هي أنه يربط العديد من الأجزاء المنفصلة بسرعة وكفاءة. لكن المشكلة الرئيسية في الحلول المقترحة [4،5] هي عدد RNs الموضوعة لتوصيل المقاطع المنفصلة. 3. نموذج النظام وبيان المشكلة في نموذج النظام ، نفترض وجود شبكة متصلة يتم فيها نشر عدد كبير من عقد الاستشعار بشكل عشوائي في جميع أنحاء المنطقة محل الاهتمام. البيئة القاسية للتطبيق مثل عقد الاستشعار المنتشرة في ساحة المعركة للمراقبة الميدانية ، حيث قد يتم تدمير العقد المنتشرة بواسطة متفجرات العدو (افترض أن التضاريس لم يتم تدميرها) ، تسبب فشل العقد واسعة النطاق ، مما قد يؤدي إلى إنشاء أقسام متعددة مفككة للشبكة المتصلة. يتم أخذ الافتراضات التالية في تجارب المحاكاة دون فقدان العمومية: 1. 2. 3. 4. 5.

تتمتع جميع RNs بنسخة احتياطية جيدة من البطارية وهي تحت السيطرة المباشرة لعقدة الحوض. يمكن لعقدة الحوض اكتشاف فشل عقدة كبيرة الحجم في الشبكة. الشبكة خالية من العوائق لحركة RNs أثناء عملية الاسترداد. تحتوي عقدة الحوض على عدد كافٍ من RNs لاستعادة القسم. لا يحدث فشل RNs أثناء عملية الاسترداد.


شاهد الفيديو: Construeer een regelmatige veelhoek als de zijde gegeven is (شهر اكتوبر 2021).