Capacitated Multicommodity Flow Problem for Heterogeneous Smart Electricity Metering Communications Using Column Generation

Este artículo aborda la planificación y el despliegue de redes inalámbricas heterogéneas (RSI) para la medición inteligente, basándose en una solución multicapa. Combinamos las restricciones de la capa de red que considera el enrutamiento y las demandas de flujo en cada enlace de la WHN, mientras que, al mismo tiempo, tenemos en cuenta las restricciones de la capa física referidas a la capacidad de una tecnología de corto alcance cuando se utiliza de forma multisalto. Proponemos un modelo basado en un enfoque de generación de columnas para resolver el problema de flujo multicommodity capacitado (CMCF); el modelo incluye las capacidades, la cobertura y el coste de los enlaces inalámbricos. El trabajo integra el enrutamiento multisalto de paquetes en una red de malla formada por contadores inteligentes y concentradores conectados a una red celular mediante estaciones base. El tráfico de cada enlace se representa en un multigrafo con el porcentaje de ocupación, y construimos un árbol de enrutamiento escalable sobre un mapa georreferenciado para representar un despliegue real. Los resultados describen el comportamiento del modelo propuesto en términos de la carga de tráfico por concentrador, la cobertura de la red y la reducción del consumo de energía. Demostramos que se consigue una reducción del coste de la infraestructura con la inclusión de la tecnología de corto alcance multisalto, que reduce el número de contadores inteligentes que requieren una conexión directa a la tecnología celular. El modelo garantiza una cobertura del 100% de los contadores inteligentes analizados en cada escenario. El tiempo de cálculo del CMCF para la infraestructura de medición avanzada (CMCF-AMI) basado en el algoritmo de generación de columnas a medida que aumenta la población se reduce en un 10%, y este es el rendimiento esperado cuando la población es considerable.