分布受限平台下不确定数据图管理关键技术研究

以无线传感网和物联网为代表的分布受限平台应用前景广阔。分布受限平台下不确定图管理技术能有效支持复杂事件检测。已有工作尚未有系统的研究成果，不能满足实际需求。本课题提出多粒度不确定图模型和粒度转换规则，准确描述分布受限平台数据特征，为不确定图数据管理奠定坚实基础。基于图多粒度性质，应用粒度转换规则，提出包含全局不确定图数据库和多个局部图数据库的存储策略，建立多级粗粒度顶点索引，支持低复杂度查询处理。提出异常驱动的渐进查询体系，分阶段渐进地执行查询处理，既确保了查询准确性与实时性又降低了计算与通信代价。利用图粒度转换规则，提出扩展不确定图匹配算法支持低复杂度不确定图top-k查询处理。最后，提出不确定流数据近似算法用于传感网数据预处理；基于时空相关性，利用信息传递熵理论，建立传感网数据多粒度不确定图，应用相关技术建设传感网复杂事件检测原型系统。课题开展对推动技术发展，促进经济转型具有重要意义。

图数据由于其强大的表达能力，被越来越多地应用于复杂数据建模中。图数据管理技术的研究与应用都具有较高的理论与应用价值。本项目针对无线传感网这一分布受限环境，进行了图数据查询处理关键技术研究，显著提高了图同构与子图同构查询处理效率；首次提出使用主结构信息与结构关联度信息进行图数据相似查询，更有效地支持实际应用；将图相似查询问题转化为序列相似性匹配问题，显著提高了查询效率。进行了不确定图查询处理技术研究，为相关应用问题的解决提供理论基础，显著提高了不确定图top-k包含查询效率；首次提出了不确定图相似性查询问题并给出了解决方案；首次提出了不确定图PtopK生成树查询算法并给出了解决方案；首次提出了不确定图上最可靠最大流问题并给出了解决方案。进行了无线传感网复杂事件检测技术研究，应用流数据管理技术、图数据查询处理技术与不确定图查询处理技术进行无线传感网事件检测，以实际应用验证了相关理论研究成果的有效性；应用新技术解决现有问题，显著提高了无线传感网事件检测效率。基于图模型进行了工业过程故障诊断技术研究，应用图数据查询处理技术与不确定图查询处理技术进行复杂工业过程的故障检测与故障诊断，显著提高了工业过程故障诊断与健康评估效果。