面向工业生产监控的移动感知节点组网优化及行为决策研究

面向工业生产监控的移动无线传感器网络监控系统属于大型复杂系统、是由大量的同质或异质的移动感知节点以自组网的形式构成，其目的是协同地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，从而实现对复杂环境的监控。本研究主要针对紧急事件下危险环境监测中的移动感知节点组网优化及行为决策问题，包括系统部署框架、节点部署问题数学模型、适合不同场景应用的集中式和分布式部署算法、节点能耗及系统能耗模型、节点选择、节点行为决策、节点任务管理（休眠调度）、网络资源管理、及相应的数据融合等关键问题和技术，利用管理学中的运筹学、人工智能、优化论和决策理论，通过建模、求解、仿真等过程给出最佳的部署方案，以达到网络能耗、生命周期、网络服务质量等最优化目的，并对所提出的模型和算法进行验证。本研究对于无线移动感知监控网络的广泛应用具有重要的理论价值，对紧急事件下降低人员财产损失，减轻社会危害具有重要的现实意义。

研究主要针对紧急事件下危险环境监测中的移动感知节点组网优化及行为决策问题，包括系统部署框架、节点部署问题数学模型、适合不同场景应用的集中式和分布式部署算法、节点能耗及系统能耗模型、节点选择、节点行为决策、节点任务管理（休眠调度）、网络资源管理、及相应的数据融合等关键问题和技术，利用管理学中的运筹学、人工智能、优化论和决策理论，通过建模、求解、仿真等过程给出最佳的部署方案，以达到网络能耗、生命周期、网络服务质量等最优化目的，并对所提出的模型和算法进行验证。本研究对于无线移动感知监控网络的广泛应用具有重要的理论价值，对紧急事件下降低人员财产损失，减轻社会危害具有重要的现实意义。具体成果包括：面向工业生产监控的移动感知节点连通覆盖关系及部署算法研究；分布式部署策略下移动节点的行为控制决策研究；移动感知网络的数据预测和查询问题研究；多媒体信息产品的云服务模型与资源定价；节点管理与休眠调度问题研究。涵盖了申请书中所有研究内容。除此之外，根据研究生的专业特点，本项目还资助进行了零售商产品回收决策问题和石油供应链可持续发展评估研究，以及信息服务与定价策略研究，后者属于管理信息系统领域近几年的研究热点，研究了面向异质消费者的双寡头垄断市场中信息产品与附加服务的最优定价策略。共发表科研论文20篇，其中国际期刊论文12篇，SCI检索9篇次（其中一篇因属于国际合作，未标注资助），包括国际期刊IEEE System Journal， IEEE Network Magazine，IEEE Transactions on Multimedia，International Journal of Information Technology & Decision Making等。国内核心期刊论文6篇，EI检索和国际会议论文2篇。项目在研期间，申请人获得自然科学基金面上项目一项，获得2013年度天津大学北洋青年学者称号，入选天津市2013年度“131”创新型人才培养工程第二层次人选，入选天津市2013年度“131”创新型人才培养工程第一层次推荐人选。培养毕业研究生10人，在读研究生5人，协助培养博士研究生1人。培养的研究生中，一人次获得2012年度天津市优秀硕士论文，三人次获得国家奖学金。