建筑体健康监测系统的网内决策支持关健技术研究

建筑体健康监测（SHM）是无线传感器网络（WSNs）的基本应用。由于无线传感器网络严重的资源限制（能源，带宽等），传统的监测现代建筑（如高层建筑，大跨度桥梁，飞机）的方案在传输高分辨率采集数据方面遇到困难，本项目重点关于SHM网络内部决策的问题。我们在决策方案方面主要做了三个贡献。我们为每个WSN节点提出一个决策方案。我们使每个节点能够使用经典的SHM算法来监测结构健康事件（例如损伤，裂缝），并做出简单的决策。我们也观察了健康事件的决策表现，确保决策的可靠性。其次，我们提出了一个QoS感知中继节点（RNs）的部署方案。 RN主要连接与WSN断开的传感器和子网并针对特定子网络作出“0/1”决策。这也有助于强调关于特定子网络覆盖的结构区域内发生的健康事件的决策。无线传感器网络其他子网中的节点可以减轻他们的任务。第三，我们提出了一个更敏感的数据采样方案，通过这个方案无用的数据（在“0”判定的情况下）不被传输，并且有用数据（在“1”判定的情况下）可以在传输前压缩。因此，传感器节点可以显著降低其通信成本，而不失一般性。最后，我们收集了真实世界的数据，并在模拟和系统实现中验证了这些方案的有效性。该项目将在很大程度上促进无线传感器网络在无线通信，能源消耗和监测质量方面的适用性，并为各个研究团体提供合理的借鉴，以确保经济效益和公共安全。

近年来，应用无线传感器网络（WSN）进行建筑体健康监测（SHM）的研究引起了广泛的关注。但是，由于严重的资源受限（能量、带宽等），WSN在监测大型建筑（摩天大楼、跨海大桥等）的应用中，进行高精度的数据传输仍然存在很多问题。本项目拟研究SHM系统中的网内决策支持关键技术。首先，提出传感器节点的本地决策技术，每个监测节点利用经典的算法对建筑体事件（损坏、裂缝等）做出简单的0/1决策（有无损坏）。其次，设计QoS感知的中继节点（RN）部署方案，RN连接与主网络断开的节点或者子网，并对子网中的建筑体事件做0/1决策。最后，设计基于事件敏感性的数据抽样和压缩算法，“无意义的”数据（对应“0”）无需传输，而“有意义的”数据（对应“1”）则经压缩后再传输。本项目的目标是最大程度地提升SHM系统的性能，包括增强无线传输能力、降低能耗、增强监测质量等，以提高经济效益和公共安全水平。

工程咨询决策支持通过对某一工程咨询活动所涉及的信息进行科学统计和系统分析，为工程咨询结论意见、建议及策略的选择提供有力的决策支持。

1．信息的支持

工程咨询决策支持为工程咨询人员及决策者提供的信息可以分为三类：

(1)内部信息 反映企业或项目的内部状况的信息；

(2)外部信息 诸如宏观政策的变动、市场动态、竞争情况、政策法规、技术发展等方面的信息；

(3)综合信息 结合内外信息得到的一些文档、评论、判断、预测及建议等；

其中外部信息和综合信息对工程咨询人员及决策者来说尤其重要。

2．决策支持过程

在此过程中，首先利用各种模型和决策方法提出初步的决策方案，然后采用模拟等方法对决策方案进行预分析评价，出决策的初步评价结论，并浓缩决策信息，形成决策信息库，用于咨询者或决策者的最终决策。

(1)情报阶段 情报阶段包括对机会或问题的条件进行内外环境的搜索或调查；

(2)设计阶段 设计阶段提供决策支持应当有这样几方面的工作：建立一个合适的模型来辅助理解问题、辅助求解、测试解的可能性；

(3)选择阶段 选择阶段对每种方案的利弊加以评价，评估每种方案的可能实施结果，并从中选择出一个最优方案；

(4)实施阶段 根据一定的决策评价指标对决策质量进行评定。2100433B

水资源决策支持系统(decision supporting system for water resources)是指针对水资源问题的决策特点，为改善管理人员的决策质量所提供的人机交互系统。其功能有提供背景情况、协助明确问题、修改完善模型、列举可行方案、进行定量分析比较等 。

副题名

外文题名

Research on the key technologies of forecasting decision support system of mine water inrush

论文作者

孙晋非著

导师

岳建华指导

学科专业

学位级别

工学博士

学位授予单位

中国矿业大学

学位授予时间

2012

关键词

煤矿 突水 预测技术 决策支持系统 数据模型

馆藏号

TD745

唯一标识符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.006115996

馆藏目录

2012\TD745\12

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