智慧城市中數(shù)據(jù)采集和能量調(diào)度研究.pdf

1、隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，資源緊張、交通擁堵等社會問題日益嚴(yán)重。為實現(xiàn)城市智能化和可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)智慧城市已成為不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流。智慧城市可以感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，對城市的各種需求做出智能響應(yīng)。而大數(shù)據(jù)技術(shù)可以支持智慧城市對海量的城市數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的存儲、處理和分析。
　　在使用大數(shù)據(jù)的智慧城市項目中，城市數(shù)據(jù)采集是第一步也是最重要的一步。城市數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣，涉及種類多，需要多種數(shù)據(jù)采集方式相結(jié)合，例如靜態(tài)

2、的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)的移動群智感知。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用廣泛部署的固定傳感器節(jié)點采集城市數(shù)據(jù)，但是傳感器節(jié)點儲能有限，工作時間有限，需要及時地進(jìn)行能量調(diào)度為其補(bǔ)充能量，延長工作時間，因此設(shè)計面向無線傳感器節(jié)點的能量調(diào)度策略尤為重要。移動群智感知激勵城市的移動智能終端用戶采集和上傳周圍的城市數(shù)據(jù)，其中典型的場景是車載群智感知—利用車載設(shè)備來采集感知數(shù)據(jù)。由于不同感知車輛的移動軌跡不同，采集能力不同，數(shù)據(jù)采集的效果也不一樣，因此需要設(shè)計策略

3、來選擇合適的車輛來完成數(shù)據(jù)采集。另外公交車有獨特的性質(zhì)，例如固定的移動軌跡和發(fā)車周期，配備統(tǒng)一能力的傳感器，沒有個人隱私數(shù)據(jù)的顧慮。這些特性使得公交車比其他汽車更有利于做城市數(shù)據(jù)采集。
　　針對上述城市數(shù)據(jù)采集的多個問題，本文主要研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量調(diào)度，和車載群智感知中的感知車輛選擇，以及基于公交車的城市數(shù)據(jù)采集。主要工作包括以下幾個方面：
　?。?）提出了一個基于多輛無線充電小車的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量調(diào)度方案。每個無

4、線充電小車可以同時為多個無線傳感器節(jié)點無線傳輸能量，延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作時間。利用分布式聚類算法和遺傳算法設(shè)計了一個能量調(diào)度策略，最小化無線充電小車在能量調(diào)度中的能耗。
　?。?）利用貪婪算法設(shè)計了兩個不同的感知車輛選擇策略，以滿足車載群智感知的兩個不同目標(biāo)。利用提出的感知車輛選擇策略，數(shù)據(jù)中心可以在激勵成本一定的條件下，選擇合適的感知車輛使得采集的數(shù)據(jù)價值最大，或著覆蓋的目標(biāo)區(qū)域最多。
　?。?）利用公交車的特性，設(shè)計