بهینه سازی مکانیزم های مخابراتی آگاه از شبکه با پروتکل MQTT برای مدیریت پاسخ گویی بار در شبکه های هوشمند IoT

تکامل سریع شبکه های هوشمند، استراتژی های پیشرفته پاسخ به تقاضا (DR) آگاه از ارتباطات را برای مدیریت عدم قطعیت های ناشی از منابع انرژی تجدیدپذیر و رفتارهای ناهمگن مصرف کننده ضروری کرده است. این مقاله یک چارچوب جدید پاسخ به تقاضای مسکونی آگاه از ارتباطات مبتنی بر اینترنت اشیا ارائه می دهد که ارتباطات بلادرنگ مبتنی بر MQTT، خوشه بندی رفتاری Fuzzy C-Means، پیش بینی بار ترکیبی ARIMA-LSTM و بهینه سازی چند هدفه NSGA-II را به طور کامل ادغام می کند. برخلاف رویکردهای مرسوم DR که عملکرد ارتباطی را به عنوان یک محدودیت غیرفعال در نظر می گیرند، چارچوب پیشنهادی به طور مشترک اهداف انرژی (هزینه برق، نسبت پیک به میانگین، شاخص بار ترکیبی) و معیارهای ارتباطی (تاخیر، نسبت تحویل بسته، قابلیت اطمینان) را به روشی یکپارچه بهینه می کند. با استفاده از داده های کنتور هوشمند دنیای واقعی از ۸۰ خانوار، نتایج شبیه سازی عملکرد برتر را با ۲۸٪ کاهش بار پیک، ۱۸-۲۲٪ صرفه جویی در هزینه برق، کاهش میانگین تاخیر به ۷۰ میلی ثانیه و بهبود PDR به ۹۹.۲٪ در مقایسه با روش های مرسوم نشان می دهد. سهم اصلی شامل توسعه یک معماری سایبری-فیزیکی کاملا یکپارچه، ادغام خوشه بندی رفتاری برای ناهمگونی مصرف کننده و بهینه سازی چندهدفه آگاه از ارتباطات صریح است. این کار مسیری عملی به سوی بهره برداری کارآمدتر، قابل اعتمادتر و مصرف کننده محور از شبکه هوشمند فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

شبکه هوشمند ، پاسخ گویی بار ، اینترنت اشیاء ، خوشه بندی فازی C-Means ، پیش بینی ترکیبی ARIMA-LSTM ، الگوریتم NSGA-II