《面向災後救援基於智慧型手機的數據拯救算法和協定研究》是依託電子科技大學,由劉明擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向災後救援基於智慧型手機的數據拯救算法和協定研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉明
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在大規模災難事件發生時，由於基礎設施被破壞，救援隊伍無法有效獲得倖存者人數、位置以及生命體徵等信息，從而錯過了最佳援救時間。現有災後救援的相關研究大多利用感測網來收集災後數據，並用來提高救援效率。但是，災難發生的時間和地點具有不確定性，大規模網路的部署和維護將產生巨大開銷，也很難保證在災難事件衝擊下，網路能保持連通性並覆蓋所有受災人群。智慧型手機作為最廣泛使用的電子設備，具有計算、通信，存儲和感知能力，在災難發生後，節點可以進行自組網，並持續採集環境和體徵數據，同時將數據分布在本地自組織網路中，進而提高數據的生存幾率，救援隊伍可以根據這些數據制定有效的搜救策略。本課題基於拯救數據既是拯救生命的思想，研究內容主要包括：（1）災難環境下手機自組網算法和協定；（2）節能算法和協定；（3）生命體徵監測算法等。通過對本課題相關理論和算法的研究，將為大規模災難的人道主義救援提供新思路和實際套用基礎。
結題摘要
發生災難後，通常情況下基礎設施將遭到嚴重的破壞，導致救援隊伍無法及時有效的獲得災難現場倖存者的狀態信息，如人數、位置以及生命特徵等信息，從而錯過最佳救援時間。現有的災難救援相關研究大都採用預先部署的感測器節點構成的網路收集災後數據，通過實時獲取這些數據提高救援效率。但是感測器節點自身存在性能低下的特點：通信半徑小、受干擾大、頻寬和存儲能力受限，災難時易損毀等。因此災難後很難保證災難現場自組織網路的連通性和覆蓋性，更為重要的是，難以保證能夠監測到倖存者的重要信息。而智慧型手機的日益普及，使得人們幾乎人手一台智慧型手機，即使在災難場景下，人們持有智慧型手機也具有極高的機率，因此智慧型手機能夠天然的提供對倖存者的覆蓋，感知倖存者的狀態信息，並通過智慧型手機遠高於感測器節點的計算性能、通信性能，實現高效的組網和數據傳輸。本項目即面向災後救援套用，基於災後智慧型手機的自組織聯網，實現對倖存者信息的收集和傳輸，完成災後現場重要數據的拯救，在儘可能短的時間內儘可能多地逃逸到相對安全的區域中，從而有助於指導災後救援工作。 本項目主要工作包括：1. 災後場景網路自組織算法和協定研究。包括災難模型建模、網路建模和網路節點近場通信協定。 2.基於引力的數據拯救算法和協定研究。在前期工作基於梯度的數據拯救算法基礎上，克服基於梯度的數據拯救算法缺陷，研究基於引力和災難二次破壞後的數據拯救算法。3.生命體徵監測研究。災後倖存者的生命體徵是救援行動中最迫切需要獲得的重要信息，引入了深度學習技術對倖存者的生命體徵進行監測。4.複雜網路的信息傳輸研究。數據拯救的本質仍然是信息傳輸，而智慧型手機由人持有從而具備了一定的社會特徵並構成複雜網路，因此進一步拓展了課題研究，研究複雜網路的信息傳輸。 本項目取得了較為豐富的研究成果，共發表基金署名論文20篇，實現了一個系統原型，承辦了CCF C類國際第15屆移動自組織和感測器系統國際會議（MASS 2018）。通過對本項目研究，將為災後救援提供新思路和實際套用基礎。
