2.3 约束条件的分析
传感器在工作过程中,不定时地与控制器进行问答式通信,并接收控制器发出的指令信息。在附表1中可知当时间节点标号为1时,传感器可以接收指令;当时间节点标号为0时,传感器不能接收指令。在附表2中可知当时间节点为标号1时,控制器不能发出指令;当时间节点标号为0时,控制器可以发出指令。为了保证问答式通信,控制器对应的时间节点标号应为0,传感器对应的时间节点标号应为1,这样当控制器发出指令时,传感器才能接收该指令信息。
然而,在实际工作中,需要考虑各控制器工作的相对均衡性。题目中有这样的说法：“各台控制器所控制的传感器数量相对均衡;各台控制器对每一类传感器的控制数量相对均衡;各台控制器向不同传感器发出控制指令的间隔时间相对均衡。”那么怎么理解这三个相对均衡呢？我们认为第一个均衡是各台控制器控制传感器的总数量差值尽量小,第二个均衡是各台控制器控制每一类传感器的总数量差值尽量小,第三个均衡是各台控制器向不同传感器发出控制指令的时间节点的差值尽量小。将题目中的“三个相对均衡”转化为“三个差值尽量小”,作为我们所要解决的问题。现在我们把问题的层次和所有的条件统一分析：
(1)传感器的任务：接收完成6台不同控制器的指令信息。
(2)控制器的条件：
①所控制的传感器数量相对均衡;
②对每一类传感器的控制数量相对均衡;
③向不同传感器发出控制指令的间隔时间相对均衡。
(3)匹配的条件：
问题(1)：控制器和传感器一对一匹配。
问题(2)：
①每台控制器都有被限制与传感器通信的时间;
②控制器和传感器一对一匹配或二对一匹配;
③01和02,03和04控制器不能控制相同的传感器。
问题(3)：
①满足问题(2)的条件;
②数据范围为4个连续的时间单元;
③能够接收完整指令信息的传感器数尽量多;
④均衡性指标尽可能高。
问题(4)：
①控制器发生故障时间节点之后的控制任务安排给其他控制器完成;
②使控制中心能够完成整个控制任务;
③有较好的均衡性。
对上述问题有了宏观的把握后,我们建立了启发式搜索算法、基于时间步长的仿真实验模型、多目标优化模型来解决上述问题。