《異構監控網路一致性傳輸層協定研究》是依託中南大學，由劉偉榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：異構監控網路一致性傳輸層協定研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉偉榮
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著環境監控網路分布面積和分布密度的增大，採樣頻率的提高和新業務的出現，環境監控網路的流量有增大的趨勢，對數據安全性的要求也進一步提高。迫切需要有靈活完善的傳輸層協定。但由於環境監控網路的異構特性、有限的節點資源、可變的鏈路條件和網路拓撲，使傳輸層的設計往往與具體的網路形式相關，且難以兼顧各種性能指標。本項目擬針對環境監控網路的共性，構造包含實時性、公平性、路徑最佳化和能量最佳化等多目標最佳化模型；再利用對偶分解引入由網路底層計算的一致性虛擬價格因子，以禁止具體的網路形式；然後使用耗散框架設計求解上述模型的分散式漸進穩定算法；從而得到與具體網路無關的、功能相對獨立的一致性的環境監控網路傳輸層協定。以得到更為簡化和靈活的網路協定棧。本項目研究的一致性傳輸層協定適應監控網路的發展趨勢，有著廣闊的套用前景；對本項目的研究可提供求解一般大規模多目標最佳化問題的分散式方法，具有重要的理論意義。
結題摘要
本項目從構造功能相對獨立的一致性環境監控網路傳輸層協定出發，從分析網路流量入手，研究了包含協作與認知特性的異構網路全局最佳化模型、網路全局最佳化模型的分散式求解算法、全局最佳化的監控網路跨層協定設計與實現和環境監控網路的套用等方面。原有申請書中的研究目標全部完成，並在原有的項目計畫上進行了擴展。在網路模型的研究方面，利用無線感測器網路的分散式和自組織特性，研究無線感測網路的流量分析、頻譜感知和協作通訊的功率分配等問題的建模；在最佳化求解方面，針對不同的最佳化目標和約束條件，研究了一般的解決凸最佳化問題的梯度法和次梯度法、套用博弈框架的注水算法、Q學習最佳化方法和無需要知道梯度信息的extremum seeking算法等。在跨層協定方面，研究了包括考慮能耗均衡的路由協定、佇列管理協定和數據傳輸協定等網路協定；在監控網路的實際套用方面，研究了基於監控網路的機器人位姿定位，重載組合列車的異步操控，機車制動機故障診斷，智慧型交通網的擁塞控制與車輛誘導和基於CPS架構的高速鐵路綜合管理監控系統。研究成果具有一定的理論價值，並投入實際套用。受本項目支持，相關研究成果已在《Sensors》、《Control Engineering Practice》、《Mathematical Problems in Engineering》和《Journal of Communications》等國內外知名學術刊物和IFAC，ACC，ICC和CCC等國內外重要學術會議上發表，並參會與同行進行了深入交流。共發表論文33篇，其中SCI3篇,EI19篇，申請發明專利2項，培養碩士研究生6名。
