(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110523934.3 (22)申请日 2021.05.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113343349 A (43)申请公布日 2021.09.0 3 (73)专利权人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 魏翼鹰　李新颜　唐风敏　龚进峰　 李志成　黄珍　文宝毅　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 专利代理师 易贤卫 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01)G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/10(2020.01) 审查员 齐蓓蓓 (54)发明名称 一种汽车电子电气架构多目标优化方法、 设 备及存储介质 (57)摘要 本发明公开一种汽车电子电气架构多目标 优化方法、 设备及存储介质， 方法包括： 确定线束 层的约束条件以及线束层的目标函数， 以线束层 的约束条件为约束， 以线束层的目标函数为目 标， 建立线束层优化模型； 确定控制器拓扑层的 约束条件以及控制器拓扑层的目标函数， 以控制 器拓扑层的约束条件为约束， 以控制器拓扑层的 目标函数为目标， 建立控制器拓扑层优化模型； 根据预设的汽车电子电气参数， 采用NSGA ‑Ⅲ方 法分别对线束层优化模型和控制器拓扑层优化 模型进行求解， 以得到所述线束层的目标函数的 Pareto最优解集以及所述控制器拓扑层的目标 函数的Pareto最优解集。 本发明解决了现有 技术 中电子电气架构设计 工作效率 不高的技 术问题。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 113343349 B 2022.11.11 CN 113343349 B 1.一种汽车电子电气架构多目标优化方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 确定线束层的约束条件以及线束层的目标函数， 以线束层的约束条件为约束， 以线束 层的目标函数为目标， 建立线 束层优化模型； 确定控制器拓扑层的约束条件以及控制器拓扑层的目标函数， 以控制器拓扑层的约束 条件为约束， 以控制器拓扑层的目标函数为目标， 建立控制器拓扑层优化模型； 根据预设的汽车电子电气参数， 采用NSGA ‑Ⅲ方法分别对线束层优化模型和控制器拓 扑层优化模型进行求解， 以得到所述线束层的目标函数的Paret o最优解集以及所述控制器 拓扑层的目标函数的Pareto最优解集后， 基于所述线束层的目标函数的Paret o最优解集以 及所述控制器拓扑层的目标函数的Pareto 最优解集完成汽车电子电气架构设计； 所述控制器拓扑层的目标函数至少包括以扩展性最大为目标的扩展率目标函数、 以安 全性最大为目标的安全性目标函数、 以设计成本最小为目标的设计成本目标函数； 所述扩展率目标函数为： 所述安全性目标函数为： Y1∈[Y1min,Y1max],Y2∈[Y2min,Y2max]； 所述设计成本目标函数为： 其中， ε(X)为扩展率， ω1、 ω2、 ω3、 ω4分别为网关数量、 ECU数量、 网段协议数量、 线束回 路数的子项权重， X1、 X2、 X3、 X4分别为网关数量、 ECU数量、 网段协议数量、 线束回路数， 分别为网关数量、 ECU数量、 网段协议数量、 线束回路数的上限参考 值， 分别为网关数量、 ECU数量、 网段协议数量、 线束回路数的下限 参考值， S(t)为安全度， Y1为诊断接口的数量， Y1min和Y1max分别为诊断接口的数量的下限值 和上限值， Y2为诊断ECU的数量， Y2min和Y2max分别为诊断ECU的数量的下限值和上限值， a1为 诊断接口的数量 的权重， a2为诊断ECU的数量的权重， t为安全度的综合指标评价分， a,b为 安全性目标函数的参数， φ表示设计成本， 分别为网关、 ECU、 网段协议、 线 束回路、 诊断接口、 诊断E CU的配置单价， σ 为 开发成本 。 2.根据权利要求1所述的汽车电子电气架构多目标优化方法， 其特征在于， 所述线束层 的目标函数至少包括以总线成本最小为目标的总线成本目标函数、 以总线重量最小为目标 的总线重量目标函数、 以总线负载率 最小为目标的总线负载率目标函数。 3.根据权利要求2所述的汽车电子电气架构多目标优化方法， 其特 征在于，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113343349 B 2所述总线成本目标函数为： min(T( λ ))＝min(TC+TE+TL+TD) TC＝ λC×tC+βC+θC TE＝ λE×tE+βE+θE TL＝ λL×tL+βL+θL TD＝ λD×tD+βD+θD； 所述总线重量目标函数为： min( α( λ ))＝min( λCmC+λEmE+λLmL+λDmD)； 所述总线负载率目标函数为： min(γ( λ ))＝min(ωC×UC+ωE×UE+ωL×UL+ωD×UD) λ＝ λC+λE+λL+λD ωE＝ λE/ λ ωC＝ λC/ λ ωL＝ λL/ λ ωD＝ λD/ λ， 其中， T( λ )为总线成本， TC为CAN总线成本， TE为Ethernet总线成本， TL为LIN总线成本， TD 为LVDS总线成本， λC为CAN总线的长度， tC为CAN总线的单价， βC为CAN插头费用， θC为CAN导线 连接费用， λE为Ethernet总线的长度， tE为Ethernet总线的单价， βE为Ethernet插头费用， θE 为Ethernet导线连接 费用， λL为LIN总线的长度， tL为LIN总线的单价， βL为LIN插头 费用， θL 为LIN导线连接 费用， λD为LVDS总线的长度， tD为LVDS总线的单价， βD为LVDS插头 费用， θD为 LVDS导线连接费用， α( λ )为总线 重量， mC为CAN总线单位长度质量， mE为Ethern et总线单位长 度质量， mL为LIN总线单位长度质量， mD为LVDS总线单位长度质量， γ( λ )为总线负载率， UC为 CAN总线的负载率， UE为Ethernet总线的负载率， UL为LIN总线的负载率， UD为LVDS总线的负 载率， ωC为CAN总线的权值， ωE为Ethernet总线的权值， ωL为LIN总线的权值， ωD为LVDS总 线的权值。 4.根据权利要求3所述的汽车电子电气架构多目标优化方法， 其特征在于， 所述线束层 的约束条件为： 5.根据权利要求1所述的汽车电子电气架构多目标优化方法， 其特征在于， 所述控制器 拓扑层的约束条件为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113343349 B 3