泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心,結(jié)合智能終端傳感器、通信網(wǎng)、人工智能和云平臺(tái)技術(shù)構(gòu)成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要舉措。群智感知因其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取能力,能很好地解決大規(guī)模感知網(wǎng)絡(luò)中部署維護(hù)成本高的關(guān)鍵難題,已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。然而,群智感知網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)用戶自私性和網(wǎng)絡(luò)信息非對(duì)稱性,使得移動(dòng)用戶在沒有任何激勵(lì)的前提下,不愿高效參與感知任務(wù),從而降低感知數(shù)據(jù)的質(zhì)量和群智感知的性能,勢(shì)必會(huì)制約泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。為此,本文致力于研究基于契約理論的群智感知激勵(lì)機(jī)制以解決上述問題。全文主要貢獻(xiàn)如下:1.針對(duì)群智感知網(wǎng)絡(luò)信息非對(duì)稱引起的道德風(fēng)險(xiǎn)問題,本文提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中單任務(wù)群智感知契約激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)方法。首先,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息非對(duì)稱特點(diǎn),將契約理論引入群智感知網(wǎng)絡(luò)中,建立考慮服務(wù)平臺(tái)以及移動(dòng)用戶風(fēng)險(xiǎn)偏好的數(shù)學(xué)模型。其次,結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)單任務(wù)群智感知的特點(diǎn),在滿足移動(dòng)用戶個(gè)人理性與激勵(lì)相容約束條件基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)服務(wù)平臺(tái)效用最大化,以建立單任務(wù)群智感知契約優(yōu)化問題。再次,考慮到上述契約優(yōu)化問題特點(diǎn),利用拉格朗日乘子法和Kuhn-Tucker條件,獲得單任務(wù)群智感知最優(yōu)契約設(shè)計(jì)。最后,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的單任務(wù)群智感知契約激勵(lì)機(jī)制,能夠有效規(guī)避道德風(fēng)險(xiǎn)問題,以激勵(lì)移動(dòng)用戶高效參與感知任務(wù)。2.考慮到移動(dòng)用戶可能會(huì)參與多個(gè)群智感知任務(wù),為避免單任務(wù)群智感知契約簽訂的巨大開銷,本文將上述單任務(wù)群智感知契約激勵(lì)機(jī)制擴(kuò)展到多任務(wù)場(chǎng)景。在考慮多任務(wù)群智感知之間影響的前提下,通過引入誤差協(xié)方差矩陣以及成本系數(shù)矩陣,建立該場(chǎng)景下服務(wù)平臺(tái)和移動(dòng)用戶數(shù)學(xué)模型。結(jié)合移動(dòng)用戶的個(gè)人理性與激勵(lì)相容約束條件,提出多任務(wù)群智感知契約優(yōu)化問題及其優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,以確保服務(wù)平臺(tái)效用最大化。在此基礎(chǔ)上,討論及分析技術(shù)獨(dú)立、隨機(jī)獨(dú)立以及雙重獨(dú)立三種特殊場(chǎng)景的多任務(wù)群智感知最優(yōu)契約設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的多任務(wù)群智感知契約激勵(lì)機(jī)制,能夠在減少服務(wù)平臺(tái)效用損失前提下,有效激勵(lì)移動(dòng)用戶高效參與多個(gè)群智感知任務(wù)。本文提出的基于契約理論群智感知激勵(lì)機(jī)制,可為創(chuàng)新群智感知模式、提高數(shù)據(jù)信息采集質(zhì)量、推動(dòng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供新思路。
【學(xué)位單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5;TM73
【部分圖文】：

椿チ?鳾1]。2015年，清華大學(xué)及華北電力大學(xué)分別成立能源互聯(lián)網(wǎng)研究專項(xiàng)機(jī)構(gòu)。2018年，中國(guó)正式進(jìn)入了能源互聯(lián)網(wǎng)的“落地年”，在北京召開“2018全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)”，發(fā)起成立首個(gè)能源領(lǐng)域的國(guó)際組織——全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織，2018年國(guó)家能源局公布首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目。整體而言，中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展條件逐漸趨于成熟。2019年，國(guó)家電網(wǎng)有限公司在該年度公司1號(hào)文件中強(qiáng)調(diào)年度工作重點(diǎn)為推動(dòng)電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相互融合，著力構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)；并提出了“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略目標(biāo)。如圖1.1所示，“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略的本質(zhì)是以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的良好建設(shè)運(yùn)營(yíng)為基礎(chǔ)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)思維，發(fā)揮電網(wǎng)的樞紐作用，推動(dòng)“兩網(wǎng)”協(xié)同并進(jìn)，構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)，助力其建設(shè)成為世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游和全社會(huì)共享發(fā)展成果[2]。因此，建設(shè)運(yùn)營(yíng)良好的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，為建設(shè)具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)先型能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及能源行業(yè)變革提供必要技術(shù)條件。圖1.1能源互聯(lián)網(wǎng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)指在電力系統(tǒng)全過程中，融合移動(dòng)互聯(lián)、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)信息及通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)全過程網(wǎng)絡(luò)連通、數(shù)據(jù)連貫、人機(jī)交互的狀態(tài)感知全面、信息處置高效、應(yīng)用簡(jiǎn)便靈活等特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)[3]。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中，電力行業(yè)上中下游企業(yè)及用戶、電力行業(yè)設(shè)備之間以及人與設(shè)備之間，即發(fā)電企業(yè)、相關(guān)的電網(wǎng)企業(yè)、電力供應(yīng)商、用戶、發(fā)電設(shè)備、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)設(shè)

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2備、電力供應(yīng)設(shè)備、電力設(shè)備各者之間均可形成信息互聯(lián)及交互[4-5]。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)多種類型信息傳感設(shè)備與通信類信息資源共享。同時(shí)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以促進(jìn)具有物理概念的實(shí)體擁有自我標(biāo)識(shí)、動(dòng)態(tài)感知及智能處理信息的能力[6]。因此，全面深度獲娶存儲(chǔ)、運(yùn)用電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息是建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的必要條件，而形成數(shù)據(jù)互聯(lián)必須通過電網(wǎng)中鋪設(shè)的傳感器設(shè)備[7]。如圖1.2所示，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)由應(yīng)用層、平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層以及感知層構(gòu)成。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中，感知層通過先進(jìn)的傳感器或者采集器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)各類數(shù)據(jù)的精確采集。網(wǎng)絡(luò)層通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，對(duì)來自感知層的信息進(jìn)行接入和傳輸。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_(tái)層后，平臺(tái)層會(huì)完成數(shù)據(jù)的處理與篩眩應(yīng)用層會(huì)對(duì)經(jīng)過平臺(tái)層處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，再通過進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用操作，實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用功能。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)是在現(xiàn)有電網(wǎng)上增加傳感測(cè)量技術(shù)、集成通信技術(shù)和高級(jí)計(jì)算控制方法，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的高度融合[8]。圖1.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)感知層是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)層和數(shù)據(jù)源，感知終端包括傳感器、電子標(biāo)簽、量測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)裝置、采集終端、定位終端、邊緣網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)-輸-變-配-用、源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-人的狀態(tài)感知、量值傳遞、環(huán)境監(jiān)測(cè)、行為追蹤等功能[9]。目前，針對(duì)電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)需求和電力設(shè)備特點(diǎn)，通過不同量程、靈敏度、測(cè)量精度和封裝形式的感知終端的研發(fā)應(yīng)用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用部署。如圖1.3所示，電網(wǎng)已經(jīng)在發(fā)、輸、變、配、用等環(huán)節(jié)部署了感知終端，以完成對(duì)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息收集。

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.3泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中感知技術(shù)的應(yīng)用然而，感知終端設(shè)備的大量架設(shè)以及維修會(huì)給電網(wǎng)帶來巨大的運(yùn)營(yíng)成本。與此同時(shí)，隨著低功耗物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的加速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)與人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)融合應(yīng)用，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正在邁入規(guī)模化創(chuàng)新的新階段。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，群智感知作為一種新的數(shù)據(jù)模式應(yīng)運(yùn)而生。在群智感知網(wǎng)絡(luò)中，人們可以在任何時(shí)間和任意地點(diǎn)，通過人們攜帶的移動(dòng)智能終端設(shè)備，形成覆蓋動(dòng)態(tài)范圍的群智感知網(wǎng)絡(luò)。通過參與這樣的網(wǎng)絡(luò)，人們能夠?qū)崟r(shí)地提出數(shù)據(jù)需求或共享數(shù)據(jù)信息。群智感知的數(shù)據(jù)獲取模式基于無線通信技術(shù)，通過移動(dòng)人群使用自身持有的智能設(shè)備來解決大批量、大范圍移動(dòng)感知任務(wù)所形成，其在獲取大批量、大容量信息數(shù)據(jù)時(shí)的質(zhì)量、效率及速度有著顯著優(yōu)勢(shì)[10]。群智感知通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將眾包思想和移動(dòng)設(shè)備感知能力相結(jié)合，其典型結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。圖1.4群智感知典型結(jié)構(gòu)群智感知通過人們已有的移動(dòng)智能終端設(shè)備形成交互式、參與式的感知網(wǎng)絡(luò)，將感知任務(wù)發(fā)布給在網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)體或群，并從各地收集大規(guī)模、多維度的異構(gòu)數(shù)據(jù)，解決各種大規(guī)模數(shù)據(jù)需求問題，提供質(zhì)量高、可信度高、可用性高的數(shù)據(jù)服務(wù)[11-13]。在群智感知網(wǎng)絡(luò)中，大部分的感知任務(wù)無需專業(yè)人士完成，僅有少量任務(wù)
【參考文獻(xiàn)】

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1 南文倩;郭斌;陳薈慧;於志文;吳文樂;周興社;;基于跨空間多元交互的群智感知?jiǎng)討B(tài)激勵(lì)模型[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2015年12期

2 田世明;欒文鵬;張東霞;梁才浩;孫耀杰;;能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)與關(guān)鍵技術(shù)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年14期

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