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多源環境感知算法實踐

來源: 發布時間:2023-06-13

移動群智感知任務往往并發出現,其中感知節點數量與任務數量的比例影響了感知能力優化組合的方式,主要存在兩種情況:感知節點資源充足和感知節點資源匱乏。針對感知節點資源充足的情況,要求每個工作者完成一個任務以保證任務完成的質量,優化目標是移動距離和激勵成本。針對該問題,利用多目標優化模型求解,分別通過線性加權法和妥協約束法將雙目標轉化為單目標,采用整數線性規劃方法(如分支定界法)求解。(1)感知節點資源充足(2)感知節點資源匱乏面向多任務的感知能力優化組合針對感知節點資源匱乏情況,需要每個工作者完成多個任務以增加任務被完成的總比例(即任務完成率)。此時,優化的目標是比較大化個體任務分配個數以提高任務完成率和**小化群體移動距離以縮短任務完成時間。公園內用水、用電的監測和統計,數據傳輸采用環境感知技術,數據上報至智慧公園平臺。多源環境感知算法實踐

基于空天地集成化的傳感網,有望實現前所未有的城市感知能力,其中*有價值的就是多尺度感知能力。多尺度的城市感知意味著從感知手段、內容、精度和時效都是多尺度的,感知手段包括觀測平臺(衛星、無人機、測量車、行業網、機器人、智能手機);感知范圍包括城市群、城市和街區;感知精度以米、分米、厘米;感知時效性包括季度、周、即時。這種由一張網和一平臺支撐的綜合感知信息,可實現城市群趨勢分析、城市運行狀態監測和街區個體行為跟蹤。這是基于空天地集成化傳感網的城市綜合感知相比于傳統的城市感知網絡突出的特征和比較大的優勢。可視化環境感知市場前景環境感知能在公園重點區域設置空氣環境監測,包含:監測空氣溫度、濕度、降水量、風向、風速、PM2.5。

會感知計算旨在通過人類生活空間日益部署的大規模多種類傳感設備,實時感知識別社會個體的行為,分析挖掘群體社會交互特征和規律,輔助個體社會行為,支持社群的互動、溝通和協作。當前構建的城市感知主要側重于城市物理感知,能夠有效獲取城市外在運行狀態和表觀特征。然而,對于城市深層次的社會狀態,比如群體情緒、公眾偏好和經濟運行等,尚無法有效提取,造成城市感知能力缺失。為此,必須從社會感知的宏觀群體和微觀個體兩個方面開展社會感知能力建設。宏觀群體是指利用各種社會感知手段揭示人類活動和社會經濟環境,研究人類群體的時空行為。而微觀個體行為是以人為感知單元,基于社會感知數據提取個人的時空行為模式和關系。為此,在隱私保護和數據安全的前提下,要重點挖掘可信的社交媒體、手機信令、導航GPS設備、可穿戴設備和群智設備等大數據。還要高度融合現有的物理感知與社會感知手段,形成對城市內外部完整感知能力。

針對基于圖像數據的物理事件感知問題,目前的應用大多在收集到全部數據后,區別于這些基于信息空間數據挖掘的方法,根據個體智能和群體智能對物理事件感知粒度和層次的不同,提出基于群體行為特征的視覺感知數據質量萃取方法,從數據流中實時萃取質量數據,解決了面向各類突發事件的實時感知數據質量萃取問題。感知節點、事件、照片、照片流、事件關注者和多粒度感知結果之間存在緊密關聯,且群體感知行為存在共性(在感知對象發展的不同階段進行拍攝)和差異性(拍攝時空和數量的差異)。具體而言,個體智能體現:個體對事件發展過程中不同階段的變化進行實時感知;群體智能體現:群體對事件重要時刻和不同側面進行感知。面向不同的物理事件,基于群體感知行為特征不但將各個不同的子事件檢測出來,而且評估了子事件的重要性,從而快速得到低冗余、高覆蓋的事件多粒度感知結果。突破連續、高精度和準實時時空信息感知技術瓶頸,構建城市群-街區的多尺度綜合感知服務系統。

依托“物聯網與智慧城市關鍵技術及示范”國家重點研發計劃重點專項“城市多尺度綜合感知技術與體系”,國內多家單位強強聯合,開展基于空天地集成化傳感網的城市綜合感知相關技術研發、平臺集成與應用示范。其主要目標在于實現城市群至街區尺度的自然地表要素、人車物運動目標和街區復雜場景的在線感知,獲取海量時空數據,構建多尺度綜合感知服務系統,并提供主動按需即時服務。主要研究內容包括:①建立多尺度綜合感知指標、共性技術與標準體系,研究城市群地表要素空間無縫感知技術,構建城市群地表要素無縫感知系統和典型產品;②研究多尺度智能光場視頻成像與分析技術,建立十億像素光場視頻成像裝置和城市多尺度交通感知分析平臺;③研發精細場景時空感知設備與在線監測技術,構建街區突發事件立體感知網;④研制城市多尺度綜合感知服務系統,開展城市群至街區尺度暴雨內澇、區域交通和江河湖生態環境示范。實現生態環境領域多源數據的感知采集,實現水、氣、聲、土壤等環境質量監測和重點污染源排放監控。多源環境感知算法實踐

環境感知器利用化學吸附、電化學反應等信號作為因果關系的化學傳感器應用。多源環境感知算法實踐

城市感知與決策是實現城市智慧化的首要前提。針對當前的研究進展,分別從基于空天地集成化傳感網的城市綜合感知、城市時空大數據的管理與分析、面向多層次用戶的智能決策等3方面進行了分析論述,對比分析了當前城市時空信息平臺及應用,在此基礎上,提出了未來智慧城市感知決策面臨的"三高"挑戰,即高度融合的物理感知與社會感知,高度智能化的城市管理分析能力,以及高置信度的城市信物融合系統決策。空間信息基礎設施是國家信息基礎的重要組成部分,也是城市智慧化的重要前提。當前我國城市空間信息基礎設施包含導航與位置服務網、地理信息服務網和行業感知網等3大類及10余種子類,當前城市各類空間信息基礎設施正逐步完善,其感知能力、服務標準和應用規范基本可以滿足城市相應領域需求。多源環境感知算法實踐

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