發(fā)布時(shí)間：2017-04-28 12:13

  本文關(guān)鍵詞：多無(wú)人平臺(tái)在突發(fā)事件應(yīng)急管理中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)當(dāng)前應(yīng)急管理機(jī)制無(wú)法有效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的情形,有必要?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)急管理理論和方法,為今后高效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件特別是社會(huì)安全類突發(fā)事件提供有效的解決方案,以提升突發(fā)事件應(yīng)急管理的水平。本文在深入分析和總結(jié)多無(wú)人平臺(tái)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,提出將多無(wú)人平臺(tái)應(yīng)用于突發(fā)事件應(yīng)急管理的思想,綜合運(yùn)用管理學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制理論、應(yīng)急管理理論等,構(gòu)建基于多無(wú)人平臺(tái)的突發(fā)事件應(yīng)急管理解決方案,從管理和控制相結(jié)合的角度探索基于多無(wú)人平臺(tái)的應(yīng)急管理理論、方法和技術(shù),并將其應(yīng)用于突發(fā)事件的事前預(yù)警預(yù)防、事中應(yīng)對(duì)處置、事后管理三個(gè)階段,分別給出基于多無(wú)人平臺(tái)的應(yīng)急管理策略或解決方法,以期進(jìn)一步增強(qiáng)未來(lái)我國(guó)在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件特別是社會(huì)安全類突發(fā)事件的應(yīng)急管理能力,提高應(yīng)急管理水平。主要研究?jī)?nèi)容與研究結(jié)果如下：(1)首先給出基于多無(wú)人平臺(tái)的應(yīng)急管理系統(tǒng)框架,對(duì)網(wǎng)絡(luò)化多平臺(tái)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、多平臺(tái)系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)、有人平臺(tái)人機(jī)協(xié)同交互界面等進(jìn)行總體設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)多平臺(tái)通信協(xié)議,為今后多平臺(tái)應(yīng)急系統(tǒng)的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。(2)研究同構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的柵欄覆蓋部署問(wèn)題,基于二部圖理論,對(duì)1-柵欄覆蓋問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述,采用基于拍賣的1-柵欄構(gòu)建算法求解該問(wèn)題。提出基于異構(gòu)移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)的覆蓋漏洞檢測(cè)和修復(fù)策略,以使被監(jiān)測(cè)區(qū)域達(dá)到完全覆蓋,保證整個(gè)區(qū)域任何地點(diǎn)可能發(fā)生的異常情況均能被傳感器監(jiān)測(cè)到。(3)提出在“硬”數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制和“軟”信息云應(yīng)急平臺(tái)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建基于軟/硬數(shù)據(jù)的預(yù)警策略,構(gòu)建社會(huì)安全類事件預(yù)警指標(biāo)體系,為我國(guó)建立和完善社會(huì)安全類突發(fā)事件預(yù)警和應(yīng)急管理提供理論參考。(4)采用離散粒子群優(yōu)化算法對(duì)多無(wú)人平臺(tái)多目標(biāo)分配問(wèn)題進(jìn)行研究,結(jié)果表明該算法可較快速找到最優(yōu)解或可行解。對(duì)多無(wú)人平臺(tái)持續(xù)作業(yè)問(wèn)題進(jìn)行建模,提出混合整數(shù)線性規(guī)劃模型,形式化多無(wú)人平臺(tái)系統(tǒng)的調(diào)度問(wèn)題,使任務(wù)可被多個(gè)無(wú)人平臺(tái)以“接力”的形式不間斷地執(zhí)行。(5)系統(tǒng)研究了協(xié)同跟蹤的三種模式,即對(duì)峙跟蹤、尾隨跟蹤和接力型跟蹤,豐富了目標(biāo)跟蹤理論及其應(yīng)用。提出基于微分幾何的協(xié)同對(duì)峙跟蹤控制律,使得多個(gè)無(wú)人機(jī)與目標(biāo)保持對(duì)峙距離,且各無(wú)人機(jī)間保持一定相位。設(shè)計(jì)了協(xié)同尾隨跟蹤控制律,該控制律可使多無(wú)人平臺(tái)保持編隊(duì)形式對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行尾隨跟蹤。設(shè)計(jì)了基于Voronoi圖和UGV運(yùn)動(dòng)控制的接力型跟蹤策略。(6)提出構(gòu)建融無(wú)線個(gè)域網(wǎng)技術(shù)/無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)/無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)(3G/4G)和衛(wèi)星通信技術(shù)為一體的多無(wú)人平臺(tái)參與的應(yīng)急搜救系統(tǒng),以有效應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的突發(fā)事件。對(duì)于靜止目標(biāo),基于平行線掃描思想對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜尋,研究無(wú)人平臺(tái)投放策略及現(xiàn)場(chǎng)指揮中心選址問(wèn)題。針對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的情形,設(shè)計(jì)面向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的平行線搜尋策略和X型搜尋策略兩種協(xié)同搜尋策略,通過(guò)仿真、分析得出X型搜尋策略更優(yōu)的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：多無(wú)人平臺(tái) 應(yīng)急管理 預(yù)警機(jī)制 任務(wù)規(guī)劃 協(xié)同跟蹤 協(xié)同搜尋
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：D63;TP315
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-18
• 第一章 緒論18-36
• 1.1 研究背景和意義18-22
• 1.1.1 研究背景18-21
• 1.1.2 研究意義21-22
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析22-32
• 1.2.1 應(yīng)急管理22-24
• 1.2.2 應(yīng)急決策24-28
• 1.2.3 多無(wú)人平臺(tái)協(xié)同控制問(wèn)題研究28-31
• 1.2.4 無(wú)人平臺(tái)在應(yīng)急管理中的應(yīng)用31
• 1.2.5 研究現(xiàn)狀評(píng)述31-32
• 1.3 研究方法和技術(shù)路線32-33
• 1.3.1 研究方法32
• 1.3.2 技術(shù)路線32-33
• 1.4 研究?jī)?nèi)容、組織結(jié)構(gòu)33-36
• 1.4.1 論文研究?jī)?nèi)容33-35
• 1.4.2 論文組織結(jié)構(gòu)35-36
• 第二章 基于多無(wú)人平臺(tái)的應(yīng)急管理系統(tǒng)框架36-56
• 2.1 引言36
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)化多平臺(tái)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-38
• 2.3 多平臺(tái)系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38-48
• 2.3.1 空地協(xié)同跟蹤任務(wù)分析38-40
• 2.3.2 系統(tǒng)工作原理40-42
• 2.3.3 無(wú)人平臺(tái)軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)42-44
• 2.3.4 有人平臺(tái)軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)44-47
• 2.3.5 地面指揮控制與決策中心軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)47-48
• 2.4 有人平臺(tái)人機(jī)協(xié)同交互界面設(shè)計(jì)48-51
• 2.4.1 軟件功能需求分析48-49
• 2.4.2 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)49-51
• 2.5 多平臺(tái)通信協(xié)議設(shè)計(jì)51-55
• 2.5.1 Multi-PlatformLink協(xié)議設(shè)計(jì)51-52
• 2.5.2 平臺(tái)間信息交換流程52-55
• 2.6 本章小結(jié)55-56
• 第三章 基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的事前部署和監(jiān)測(cè)研究56-79
• 3.1 引言56
• 3.2 基于柵欄覆蓋的同構(gòu)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)部署研究56-61
• 3.2.1 覆蓋問(wèn)題簡(jiǎn)介56-57
• 3.2.2 柵欄覆蓋問(wèn)題描述57-59
• 3.2.3 基于拍賣的1-柵欄構(gòu)建算法(A1-BCA,Auction-based 1-Barrier Construction Algorithm)59-60
• 3.2.4 A1-BCA仿真研究60-61
• 3.3 基于區(qū)域覆蓋的異構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)部署研究61-70
• 3.3.1 問(wèn)題描述62-63
• 3.3.2 覆蓋漏洞檢測(cè)63-66
• 3.3.3 覆蓋漏洞修補(bǔ)算法66-68
• 3.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)68-70
• 3.4 基于多信息融合的預(yù)警策略研究70-77
• 3.4.1 基于動(dòng)態(tài)響應(yīng)的“硬”數(shù)據(jù)傳輸研究71
• 3.4.2 基于“軟”數(shù)據(jù)的云應(yīng)急平臺(tái)構(gòu)建71-73
• 3.4.3 基于軟/硬數(shù)據(jù)的預(yù)警策略研究73-77
• 3.5 本章小結(jié)77-79
• 第四章 多無(wú)人平臺(tái)任務(wù)規(guī)劃研究79-100
• 4.1 多無(wú)人平臺(tái)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題79-80
• 4.1.1 任務(wù)描述79
• 4.1.2 多無(wú)人平臺(tái)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃定義79-80
• 4.1.3 多無(wú)人平臺(tái)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃求解框架80
• 4.2 多無(wú)人平臺(tái)多目標(biāo)分配問(wèn)題研究80-91
• 4.2.1 多平臺(tái)多目標(biāo)指派問(wèn)題及數(shù)學(xué)模型81-82
• 4.2.2 多平臺(tái)多目標(biāo)指派問(wèn)題的離散粒子群優(yōu)化(DPSO)算法設(shè)計(jì)82-86
• 4.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析86-91
• 4.3 多無(wú)人平臺(tái)持續(xù)作業(yè)調(diào)度問(wèn)題研究91-99
• 4.3.1 情景想定92-93
• 4.3.2 符號(hào)定義93-95
• 4.3.3 建模95-97
• 4.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)97-99
• 4.4 本章小結(jié)99-100
• 第五章 多無(wú)人平臺(tái)協(xié)同跟蹤目標(biāo)問(wèn)題研究100-128
• 5.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同對(duì)峙跟蹤研究100-112
• 5.1.1 對(duì)峙跟蹤相關(guān)研究100-101
• 5.1.2 對(duì)峙跟蹤相關(guān)微分幾何理論101-103
• 5.1.3 協(xié)同對(duì)峙跟蹤制導(dǎo)律設(shè)計(jì)103-108
• 5.1.4 相對(duì)間隔控制108-109
• 5.1.5 仿真與分析109-112
• 5.2 多地面無(wú)人平臺(tái)協(xié)同尾隨跟蹤研究112-120
• 5.2.1 協(xié)同尾隨跟蹤問(wèn)題描述112-113
• 5.2.2 協(xié)同尾隨跟蹤算法設(shè)計(jì)113-117
• 5.2.3 仿真研究117-120
• 5.3 基于VORONOI圖和UGV運(yùn)動(dòng)控制的接力型跟蹤研究120-126
• 5.3.1 Voronoi圖簡(jiǎn)介120
• 5.3.2 接力型跟蹤描述120-121
• 5.3.3 控制律設(shè)計(jì)121-125
• 5.3.4 仿真研究125-126
• 5.4 本章小結(jié)126-128
• 第六章 多無(wú)人平臺(tái)參與的協(xié)同搜救問(wèn)題研究128-148
• 6.1 現(xiàn)有搜救系統(tǒng)介紹及改進(jìn)方案128-131
• 6.1.1 衛(wèi)星輔助跟蹤系統(tǒng)128
• 6.1.2 機(jī)器人輔助的應(yīng)急搜救系統(tǒng)128-129
• 6.1.3 使用移動(dòng)電話的應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)129
• 6.1.4 改進(jìn)方案129-131
• 6.2 搜尋區(qū)域確定流程131-133
• 6.3 面向靜止目標(biāo)的多無(wú)人平臺(tái)協(xié)同搜尋研究133-137
• 6.3.1 搜尋方向的確定133-134
• 6.3.2 無(wú)人平臺(tái)投放策略134-136
• 6.3.3 現(xiàn)場(chǎng)指揮中心選址136-137
• 6.4 面向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多無(wú)人平臺(tái)協(xié)同搜尋研究137-146
• 6.4.1 問(wèn)題描述137-138
• 6.4.2 平行線搜尋策略描述138-141
• 6.4.3 X型搜尋策略描述141-144
• 6.4.4 仿真與比較分析144-146
• 6.5 本章小結(jié)146-148
• 第七章 總結(jié)與展望148-151
• 7.1 工作總結(jié)與創(chuàng)新點(diǎn)148-149
• 7.2 展望149-151
• 參考文獻(xiàn)151-165
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文、參與科研項(xiàng)目等情況165-167
• 致謝167-169

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 宋志強(qiáng);多無(wú)人平臺(tái)在突發(fā)事件應(yīng)急管理中的應(yīng)用研究[D];南京大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：多無(wú)人平臺(tái)在突發(fā)事件應(yīng)急管理中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：332811