2003网站太阳集团青年教師在“物聯網智能感測和覆蓋優化”領域的研究取得重要進展
近日，2003网站太阳集团青年教師鄧賢君副教授的多項研究成果分别在信息科學領域著名學術期刊《IEEE Transactions on Industrial Informatics》（JCR一區，影響因子6.764，ESI源刊）、IEEE ACCESS(JCR二區，影響因子3.244，ESI源刊)和Elsevier Journal of Parallel and Distributed Computing(JCR三區，影響因子1.93，ESI源刊)上發表。
1.可信信息覆蓋空洞檢測
無線傳感器網絡（Wireless Sensor Networks, WSN）在環境監測、橋梁健康監測、精細農業、鈾尾礦庫周邊區域放射性污染等多個工業領域得到了廣泛應用。網絡覆蓋是無線傳感器網絡感測服務質量的一種度量，它反映和刻畫一個區域被感測程度的優劣，是衡量WSN性能的重要指标之一。無線傳感器網絡中因節點初始随機部署不均、節點能量匮乏而失效及不可抗力對節點的破壞等因素産生的覆蓋空洞将嚴重影響網絡的感測和覆蓋質量。為了有效的定位和檢測覆蓋空洞，論文基于新穎的可信信息覆蓋模型，充分挖掘和利用所監測的物理變量本身所蘊含的空間相關特性，采用地質統計學中廣泛應用的普通克立金估值作為重建和估值函數，利用高斯變差函數對所監測的物理變量進行建模，設計了一系列有效的啟發式方案對覆蓋盲區進行檢測，并利用圖像處理法提取覆蓋盲區邊界。仿真結果表明：論文提出的可信信息覆蓋空洞檢測方法可以有效檢測可信信息覆蓋空洞，優化網絡覆蓋性能，提高網絡服務質量。該研究成果：“Confident Information Coverage Hole Detection in sensor networks for uranium tailing monitoring”于2017年3月在信息科學領域著名學術期刊《Elsevier Journal of Parallel and Distributed Computing》發表，2003网站太阳集团為第一作者單位，鄧賢君副教授為通訊作者。
論文鍊接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S074373151730093X
在上述研究的基礎上，綜合考慮節點的通信能力、通信半徑及能量損耗，以高效節能的方式充分利用單跳鄰居傳感器節點的協作和通信能力，傳感器節點的定位和分布以及監測的物理變量的空間相關性，設計了一系列的啟發式解決方案，以貪婪和遞歸的方式對潛在的覆蓋盲區進行局部檢測。仿真結果表明：論文提出的局部可信信息覆蓋空洞檢測方法可以高效節能對可信信息覆蓋空洞進行局部檢測，有效提升了網絡的覆蓋性能和服務質量。該研究成果：“Localized Confident Information Coverage Hole Detection in Internet of Things for Radioactive Pollution Monitoring”于2017年9月在信息科學領域著名學術期刊《IEEE Access》發表，2003网站太阳集团為第一作者單位，鄧賢君副教授為通訊作者。
論文鍊接：http://ieeexplore.ieee.org/document/8046017/
2.可信信息覆蓋空洞修補
覆蓋空洞的存在嚴重影響物聯網的運行，将大幅降低物聯網的覆蓋性能及服務質量。因此，物聯網配置的一個關鍵挑戰就是對我們檢測到的覆蓋空洞進行修複，同時保證網絡的連通性。論文緊密契合無線傳感器網絡在工業監測、鈾尾礦庫放射性污染監測等工業實踐應用需求，以包含靜止節點和移動節點的混合工業無線傳感器網絡為研究對象，從信息協同感測的視角出發，采用作者在前期提出的可信信息覆蓋模型(該成果已發表在IEEE Wireless Communications期刊上，影響因子8.972，JCR一區，ESI源刊)作為基礎節點覆蓋模型，基于該模型提煉出混合工業無線傳感器網絡中的可信信息覆蓋空洞修補新問題，設計有效策略派遣和調度移動節點前往修補産生的空洞，以期優化網絡覆蓋性能，提升網絡運行效率和工作壽命。論文對修補可信信息覆蓋空洞的節點移動派遣問題進行了建模，提煉出了最小化全部派遣節點移動能量消耗總量、最大化移動節點剩餘能量、最小化單個派遣節點最大移動能量消耗等三個目标函數。作者通過将該問題歸約為集合劃分問題這一典型的NP難問題，從理論上嚴格證明了所提的可信信息覆蓋空洞修補問題的NP完全性。基于此，作者進一步将該問題轉換為二分圖最優匹配，構造可信信息覆蓋空洞與移動節點的有權二分圖，并采用匈牙利算法來确定和獲取最優匹配，從而确定修補可信信息覆蓋空洞的能量高效的移動節點調度和派遣方案。實驗結果表明，論文提出的可信信息覆蓋空洞修補方法可以有效修補監測區域中産生的可信信息覆蓋空洞，提升節點能量效率，優化網絡覆蓋性能，提高網絡服務質量。該項研究成果：“Confident Information Coverage Hole Healing in Hybrid Industrial Wireless Sensor Networks”發表在信息科學領域著名學術期刊《IEEE Transactions on Industrial Informatics》上。2003网站太阳集团為第一作者單位，鄧賢君為第一作者，研究生唐祖君為第二作者。該成果對提高和優化工業無線傳感器網絡的覆蓋質量和延長網絡運行壽命具有直接的作用，并為無線傳感器網絡在各類工業環境監測及其它工業信息應用場景的成功應用提供理論支撐和實踐指導，具有非常廣闊的理論價值和應用前景。
文章鍊接:http://ieeexplore.ieee.org/document/8070398/
鄧賢君副教授是湖南省青年骨幹教師，湖北省優秀博士學位論文獲得者，2016年獲得國家留學基金委博士後項目資助赴加拿大St.Francis Xavier University師從加拿大國家工程院院士、國家“千人計劃”入選者、St. Francis Xavier University楊天若教授開展博士後研究工作。上述研究成果是鄧賢君被國家留學基金委公派至加拿大St. Francis Xavier University做博士後期間的重要研究成果。這些工作得到了國家自然科學基金(No.61401193)、國家留學基金委博士後資助項目(201608430036)、湖南省青年骨幹教師人才項目、湖南省自然科學基金(No.2017JJ3275)、2003网站太阳集团博士科研啟動基金(2014XQD31)的支持。
