面向感知数据的Skyline查询在机场紧急安全问题中的应用研究

Efficiency and security are two main concerning aspects for civil airports. At present, perceptive data from each area of an airport can be captured. This project will build static and dynamic objects in airports according to various urgent security problems based on perceptive data of airports. Therefore, by utilizing multi-object optimization queries, i.e. skyline queries, and spatial indexing mechanisms, sensitive or susceptive persons or events can be reported. For these, the major novelties and contributions of this project are the following: 1) We develop novel methods to refine, analysis and synthesize perceptive data of the airport and build each dimension object of multi-object optimization queries. Then, we construct appropriate models of the motion for dynamic objects. 2) We pursue various methods for specific multi-object optimization query according to various urgent security problems in airports, which includes: partitioning algorithms of airport regions for privacy protection and multi-object optimization algorithms for multiply query points, etc. 3) We develop spatial indexing mechanisms for a large amount of perceptive data and specific security problems in airports thus improve the efficiency of multi-object optimization queries and reduce response time. The implementation of this project will provide useful suggestions for decision making and avoid happens of security events in airports.

效率和安全是民用航空机场关注的两大重要问题。当前，随着计算机技术、通信技术、物联网技术等不断发展，机场各个角落的感知数据均可捕获。本项目拟针对机场中的各种紧急安全问题，在各种感知数据基础上，刻画机场中的静态目标和动态目标，结合数据库中的空间索引机制，进而采用多目标优化查询即Skyline查询技术，快速分析求解出敏感的人和事件。为此，本项目的重点研究内容包括：1）机场感知数据的提炼、分析和加工，形成Skyline查询的每一维目标，针对动态目标对其运动方式进行建模；2）针对特定机场安全问题的多目标优化查询方法，包括：机场隐私保护中的区域划分算法，应急事件处理中多查询点的多目标优化算法等；3）面向大规模感知数据和特定机场安全问题的空间索引机制，以实现快速、高效的多目标优化查询。项目的实施为机场的安全提供决策支持，力争防机场突发事件于未然。

效率和安全是民用航空机场关注的两大重要问题，本项目针对智慧机场中的各种紧急安全问题，在各种感知数据基础上，采用Skyline查询处理技术，并进而采用k-覆盖、k-遗憾以及视频概要技术，快速分析求解出敏感的人和事件。项目的研究内容包括：a、Skyline查询技术在机场紧急事件的研究和应用；b、类机场环境：社交网络、道路网中Skyline查询技术的应用和实现；c、机场环境中基于图像处理技术选取视关键监控视频帧的方法；d、扩展Skyline技术的代表点选取方法：k-覆盖查询和k-遗憾最小化查询。项目在上述领域进行了深入研究，开发了3个与机场安全相关的原型系统。并将Skyline查询处理技术与社交网络、道路网中问题相结合：引入等级声望度纬度，解决了社交网络中具有潜力的成员推荐问题；采用道路网Voronoi图，解决道路网中连续Skyline查询处理问题。为了寻找视频中指定数量的关键帧，采用序贯行列式点过程，并采用分支界定的方法，快速寻找指定数目的视频帧。同时，探索了指定结果数目的k-覆盖查询和k-遗憾查询，提出并解决了具有删除鲁棒性的k-覆盖查询问题；并针对交互k-遗憾查询交互轮数过多的问题，提出基于排序的解决方案。项目的实施为机场的安全提供决策支持，力争防机场突发事件于未然，并给出安全事件人员调度方案。