本文選題：物聯(lián)網(wǎng) + 監(jiān)測系統(tǒng)��； 參考：《北京工業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,各種具有感知功能的系統(tǒng)不斷地接入互聯(lián)網(wǎng),互聯(lián)互通的各種數(shù)據(jù)使得城市的發(fā)展趨向于數(shù)字化和智能化。建筑行業(yè)的飛速發(fā)展以及城市中老舊建筑危險(xiǎn)情況的頻繁出現(xiàn)也為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于建筑安全領(lǐng)域提出了迫切的需求。城市中越來越多的樓宇、橋梁等建筑物開始安裝并使用結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)。工程師每天對來自安全監(jiān)測系統(tǒng)的海量感測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,實(shí)施著對建筑物安全狀況的監(jiān)測,以便在建筑發(fā)生事故之前進(jìn)行報(bào)警,減少災(zāi)害的發(fā)生。這種對于建筑物結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測往往會(huì)持續(xù)較長時(shí)間,可能多達(dá)幾十年,甚至在建筑物的整個(gè)生命周期都需要進(jìn)行。建筑物的結(jié)構(gòu)安全特征也不是僅由幾個(gè)或幾種傳感器所能感知的,需要由多種類型的傳感器數(shù)據(jù)綜合反映。因此,建筑結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)具有使用時(shí)間長、數(shù)據(jù)量大和數(shù)據(jù)種類多等特點(diǎn)。多數(shù)據(jù)類型和長期的數(shù)據(jù)記錄,使得基于傳統(tǒng)技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)在傳感器管理和維護(hù)、感測數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)效率以及在智慧城市中數(shù)據(jù)共享等方面存在一定的不足。語義傳感器Web(Semantic Sensor Web)將語義技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)中的大量傳感器進(jìn)行關(guān)聯(lián),提供了有效的數(shù)據(jù)表示、管理和共享技術(shù)手段,為基于知識(shí)的智能化傳感器數(shù)據(jù)處理提供理論基礎(chǔ)。本文主要的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1)針對建筑結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測涉及多領(lǐng)域知識(shí)的問題,對建筑監(jiān)測相關(guān)技術(shù)規(guī)范、采集儀組成結(jié)構(gòu)、傳感器技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行了研究,提出通過建立建筑物、測點(diǎn)、傳感器、數(shù)據(jù)采集儀等不同領(lǐng)域的本體,將知識(shí)推理應(yīng)用到設(shè)備管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)以及故障診斷當(dāng)中,從而提高整個(gè)系統(tǒng)的智能化程度。2)分析了既有監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組成和組織特點(diǎn),在不改變原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的情況下,提出了相關(guān)資源的層次組織結(jié)構(gòu),將相關(guān)的資源劃分為原始數(shù)據(jù)、語義數(shù)據(jù)和多源知識(shí)。將不同原始數(shù)據(jù)通過語義化的方法形成為對應(yīng)本體的實(shí)例,融入建立的知識(shí)體系當(dāng)中。應(yīng)用多源知識(shí)的融合實(shí)現(xiàn)傳感器故障檢測和差異化的感測數(shù)據(jù)處理。3)隨著感測數(shù)據(jù)的不斷增加,工程師進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的負(fù)擔(dān)也隨之加重。在分析數(shù)據(jù)處理流程的基礎(chǔ)上,提出了通過組合Web服務(wù)的方法進(jìn)行感測數(shù)據(jù)的處理。一方面利用Web中常識(shí)服務(wù)對感測數(shù)據(jù)的合理性進(jìn)行判斷;另一方面將Web中的算法服務(wù)進(jìn)行組合,實(shí)現(xiàn)對感測數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理。為了避免因組合異步、并行的服務(wù)帶來的錯(cuò)誤,利用Pi演算對組合的Web服務(wù)進(jìn)行了形式化表達(dá)并進(jìn)行驗(yàn)證,以避免鎖死現(xiàn)象的發(fā)生。4)將基于語義傳感器Web的監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)場監(jiān)測項(xiàng)目當(dāng)中,進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明,將工程師經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和Web服務(wù)融合到系統(tǒng)當(dāng)中,可以識(shí)別錯(cuò)誤數(shù)據(jù),輔助工程師日常維護(hù)系統(tǒng);對于日漸增多的傳感器數(shù)據(jù)通過組合Web服務(wù),有效的利用Web中的算法降低數(shù)據(jù)的規(guī)模,給用戶提供精確的數(shù)據(jù)服務(wù)。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)概括如下:1)針對建筑結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測過程中涉及領(lǐng)域知識(shí)廣的特點(diǎn),為了實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域知識(shí)的表達(dá)和組織提出了建立領(lǐng)域本體的方法。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)中對信息記錄錯(cuò)誤或缺失等問題尚沒有好的解決對策。本論文基于建立的領(lǐng)域本體,通過知識(shí)推理對傳感器和數(shù)據(jù)采集儀等監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)分類和邏輯檢測,提高了系統(tǒng)的智能化水平。2)針對建筑結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)多樣性的問題,提出了通過數(shù)據(jù)語義化的方法實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合。在監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)不僅僅包括傳感器產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),監(jiān)測設(shè)備的屬性、監(jiān)測現(xiàn)場等相關(guān)數(shù)據(jù)資源同樣重要。多源數(shù)據(jù)的異構(gòu)性導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和互操作。在不改變原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織方式的條件下,本論文通過差異化的語義化方法將多源的數(shù)據(jù)資源融合領(lǐng)域知識(shí)形成不同的語義資源,實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的有機(jī)融合。3)針對傳感器數(shù)據(jù)的海量性、復(fù)雜性和多樣性,提出了通過組合Web服務(wù)的方法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對于無人值守的監(jiān)測現(xiàn)場,傳感器數(shù)據(jù)不僅僅體現(xiàn)被監(jiān)測對象的狀態(tài),也反映當(dāng)前整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)�；陬I(lǐng)域知識(shí)和Web服務(wù)資源,本論文實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)誤感測數(shù)據(jù)和系統(tǒng)異常狀態(tài)的識(shí)別,并組合各種Web原子服務(wù)實(shí)現(xiàn)異常值檢測、傳感器數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)標(biāo)注等傳感器數(shù)據(jù)處理過程。
[Abstract]:With the development of Internet of Things technology , various systems with sensing function are continuously connected to the Internet , and various kinds of data of Internet have been applied in the fields of digital and intelligence . The construction safety monitoring system has the characteristics of long service time , large amount of data and many kinds of data . In order to avoid the errors caused by combined asynchronous and parallel services , this paper presents the formal expression and verification of the combined Web service by means of Pi calculus to avoid the occurrence of deadlock .
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212;TP393.09

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本文編號：1972024