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考虑最邻近前车综合信息的反馈控制跟驰模型

物理学报 2013年第17期62卷 73-79页

作者：孙棣华周桐刘卫宁郑林江重庆大学自动化学院重庆400044 重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400044

拥堵控制中,通过车辆运行状态感知与控制的交互融合,实现对车辆有效控制的过程,具有信息物理融合系统的典型特征.本文基于Konishi等的研究工作,从交通信息系统与交通物理系统融合的角度,进一步考虑优化速度差和安全间距对车流的影响,在... 详细信息

拥堵控制中,通过车辆运行状态感知与控制的交互融合,实现对车辆有效控制的过程,具有信息物理融合系统的典型特征.本文基于Konishi等的研究工作,从交通信息系统与交通物理系统融合的角度,进一步考虑优化速度差和安全间距对车流的影响,在耦合映射跟驰模型中,提出了一种考虑最邻近前车综合信息的交通拥堵反馈控制方案.运用反馈控制理论,给出了头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件,并与前人工作进行了比较.理论分析与数值模拟结果一致表明,耦合映射跟驰模型在本文提出的控制方案下能更有效地抑制交通拥堵.

关键词：交通流交通拥堵控制耦合映射跟驰模型信息物理融合系统

大规模无线传感网络数据收集的无人机路径规划

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北京理工大学学报 2015年第10期35卷 1044-1049页

作者：汪成亮严君辉信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400044 重庆大学计算机学院重庆400044

针对部署在地表交通困难的大规模无线传感网络,采用目前可控无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)进行数据收集能够达到更好的效果.然而,考虑到无人机自身有限的资源,以及网络中存在大量传感器节点的情况,无人机飞行路径规划对于顺利... 详细信息

针对部署在地表交通困难的大规模无线传感网络,采用目前可控无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)进行数据收集能够达到更好的效果.然而,考虑到无人机自身有限的资源,以及网络中存在大量传感器节点的情况,无人机飞行路径规划对于顺利完成数据收集任务具有重要作用.无人机路径规划可以看作经典的旅行商问题(traveling salesman problem,TSP).针对部署具有均匀性特点的大规模无线传感网络,提出了一种规则化快速路径规划(fast path planning with rules,FPPWR)算法.该算法通过网格划分,将全局区域飞行路径的求解划分到多个较小的方格中进行,并通过成对算子路径优化算法在初等飞行路径上将方格区域中的路径合并为全局路径.实验证明,该算法在保证了较高精度的同时,显著提升了路径规划的效率.

关键词：大规模无人机路径规划旅行商问题网格划分

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二值无线传感网络下异常活动的分布式检测

北京理工大学学报 2015年第1期35卷 97-104,110页

作者：汪成亮李建立重庆大学计算机学院重庆400044 信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400044

针对无线传感网络下的异常活动检测问题,提出了异常活动分布式检测方法(distributed abnormal activity detection approach,DetectingAct).DetectingAct将活动的定义从轨迹扩展到轨迹和持续时间的组合,将异常活动定义为在数据分布上与... 详细信息

针对无线传感网络下的异常活动检测问题,提出了异常活动分布式检测方法(distributed abnormal activity detection approach,DetectingAct).DetectingAct将活动的定义从轨迹扩展到轨迹和持续时间的组合,将异常活动定义为在数据分布上与正常活动,即数据中反复出现的活动,偏差较大的活动,利用节点自身计算资源和存储资源进行检测.DetectingAct采用时间相关的频繁项集挖掘算法(duration-dependent frequent pattern mining algorithm,DFPMA)从数据中挖掘正常活动.算法采用了非监督学习方法,避免了监督学习需要大量标记数据的缺点;按分布式存储机制(distributed knowledge storage mechanism,DKSM)将正常活动模式存入各节点;用分布式检测算法(distributed abnormal activity detection algorithm,DAADA)检测活动.理论分析和实验结果表明,分布式检测方法相比传统的活动检测算法,实时性更强,平均检测长度为轨迹的78.2%,精度更高,准确率达到96.9%.

关键词：二值传感器网络分布式检测活动持续时间非监督学习

基于角点集特征的高速公路摄像头监控范围偏差检测

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华南理工大学学报（自然科学版） 2017年第10期45卷 100-107页

作者：赵敏梅登孙棣华重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室∥自动化学院重庆400044

摄像头监控区域偏差检测是高速公路异常事件自动检测及其他监控视频内容分析的前提和基础.由于高速公路监控场景中存在运动对象、光线、噪声等干扰,现有偏差检测算法存在实时性差、抗干扰性不足等问题,尚难以满足应用需求.为此,文中提... 详细信息

摄像头监控区域偏差检测是高速公路异常事件自动检测及其他监控视频内容分析的前提和基础.由于高速公路监控场景中存在运动对象、光线、噪声等干扰,现有偏差检测算法存在实时性差、抗干扰性不足等问题,尚难以满足应用需求.为此,文中提出了一种基于角点集特征的偏差检测方法.首先基于角点处的泰勒级数极值大、随机噪点的可聚类性低等特点剔除伪角点,并利用训练得到的角点集特征准确地表征图像.在此基础上,采取具有抗光线扰动的角点集信息进行匹配,并通过互相关和动态阈值方法分别实现角点位置和数量的匹配,以减少光线等的干扰,实现偏差事件的准确检测.对比实验结果表明,所提方法在提高算法实时性的同时,能够保证92%的平均检测率,较好地满足了高速公路监控的应用需求.

关键词：角点集特征偏差检测泰勒级数动态阈值高速公路

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支持通信资源全局共享的射频片上网络研究

计算机学报 2016年第9期39卷 1843-1857页

作者：肖春华刘韦辰信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400044 重庆大学计算机学院重庆400044

随着半导体集成电路的飞速发展,未来的片上芯片中将集成数百上千个处理核,以实现越来越复杂的功能.基于电气互连的片上网络在大规模片上系统中将很难满足未来高性能计算及多核处理器系统的通信需求.基于射频互连的片上网络能够以接近光... 详细信息

随着半导体集成电路的飞速发展,未来的片上芯片中将集成数百上千个处理核,以实现越来越复杂的功能.基于电气互连的片上网络在大规模片上系统中将很难满足未来高性能计算及多核处理器系统的通信需求.基于射频互连的片上网络能够以接近光的速度实现片内的低功耗远距离数据通信,是未来片上网络发展的重要趋势之一.现有的射频片上网络研究中,片上射频资源都为固定的射频通信节点独占,存在资源利用率不高,无法满足实时通信需求等问题.针对这些问题,该文首次提出基于共享射频互连的片上网络SRFNoC,并对其进行了清晰的刻画.在此基础上,提出基于集群共享的射频片上网络Club_SRFNoC,从网络拓扑结构设计、映射算法,共享信道的仲裁机制以及路由等方面进行了深入地研究.通过周期精准的实验仿真,Club_SRFNoC片上网络能够以43%(平均值)的片上射频资源,实现Club_ERFNoC片上网络相同的网络性能.

关键词：片上射频互连片上网络应用映射仲裁路由

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面向车联网数据持续共享的安全高效联邦学习

计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2199-2212页

作者：乐俊青谭州勇张迪刘高向涛廖晓峰重庆大学计算机学院重庆400044 信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400044

车联网与人工智能结合推动了自动驾驶汽车的快速发展.分散于不同车辆中的车联网数据共享并用于训练人工智能模型可实现更高效、更可靠的智能驾驶服务.自动驾驶汽车可通过车载摄像头、传感器等持续采集车辆实时信息、道路图像和视频等车... 详细信息

车联网与人工智能结合推动了自动驾驶汽车的快速发展.分散于不同车辆中的车联网数据共享并用于训练人工智能模型可实现更高效、更可靠的智能驾驶服务.自动驾驶汽车可通过车载摄像头、传感器等持续采集车辆实时信息、道路图像和视频等车联网数据,并用于优化更新智能交通模型,弥补车联网数据变化导致的模型准确度下降问题.提出面向车联网环境下数据持续共享的高效安全联邦学习方案SEFL,以解决车联网数据采集低效、数据动态更新导致的灾难性遗忘、模型训练参数导致的隐私泄露等问题.在方案SEFL中,车辆基于全局模型,只采集模型识别率较低的车联网数据,并以最大概率对应的输出作为该样本的标签,完成训练样本自动采集.由于车辆存储空间有限,采集的新样本会覆盖旧样本,导致车辆上数据是动态变化的,传统微调训练方式容易引起灾难性遗忘问题.为此,方案中设计了一种基于双重知识蒸馏的训练算法,确保模型学习到每个样本的知识,使模型保持较高的准确度.此外,为了防止车辆与服务器之间传播的模型参数泄露用户隐私,提出了一种自适应的差分隐私策略来实现客户端级的强隐私保护,同时该方案能最大限度地减少差分隐私噪声对全局模型准确度的负面影响.最后,进行了安全性分析并结合交通标志数据集GTSRB和车辆识别数据集对SEFL方案进行了性能评估.实验结果表明所提出的SEFL方案能提供可靠的强隐私保护和高效的采集策略,并且在模型准确度方面要优于现有基于联邦学习的算法.

关键词：车联网持续共享联邦学习差分隐私隐私保护

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面向智能环境的活动模式迁移学习

北京航空航天大学学报 2016年第2期42卷 218-226页

作者：汪成亮王云鹏重庆大学计算机学院重庆400044 重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400044

针对智能环境中活动模式的学习和挖掘花销大、难以实际操作等问题,提出了能够有效地将已有活动模式迁移到新环境的整体框架。迁移学习框架将活动模式的迁移过程分解为轨迹的迁移和触发持续时间的迁移,首先对已有活动模式中的活动轨迹以... 详细信息

针对智能环境中活动模式的学习和挖掘花销大、难以实际操作等问题,提出了能够有效地将已有活动模式迁移到新环境的整体框架。迁移学习框架将活动模式的迁移过程分解为轨迹的迁移和触发持续时间的迁移,首先对已有活动模式中的活动轨迹以及触发持续时间模糊化;然后采用备选轨迹生成(ATSG)算法在新环境中生成备选轨迹集;最后采用相似度计算(SC)算法进行活动模式中的轨迹与备选轨迹间的匹配,利用活动轨迹映射(TM)算法和触发持续时间迁移(TDT)算法对活动信息进行迁移,从而在新环境中得到活动模式。理论分析和实验结果表明,相比于基于频繁模式挖掘得到活动模式的方法,本文方法大幅度地降低了得到活动模式所需的时间开销,同时,利用本文方法获取的活动模式取得了较好的活动识别效果。

关键词：智能环境迁移学习活动模式活动轨迹触发持续时间

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基于秘密共享和压缩感知的通信高效联邦学习

计算机研究与发展 2022年第11期59卷 2395-2407页

作者：陈律君肖迪余柱阳黄会李敏重庆大学计算机学院重庆400044 信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400044

深度学习技术的快速发展给我们带来了极大的便利,但同时也导致大量隐私数据的泄露.联邦学习允许客户端在只共享梯度的情况下联合训练模型,这看似解决了隐私信息泄露问题,但研究表明联邦学习框架中传输的梯度依然会导致隐私信息泄露.并且... 详细信息

深度学习技术的快速发展给我们带来了极大的便利,但同时也导致大量隐私数据的泄露.联邦学习允许客户端在只共享梯度的情况下联合训练模型,这看似解决了隐私信息泄露问题,但研究表明联邦学习框架中传输的梯度依然会导致隐私信息泄露.并且,联邦学习的高通信代价的特点难以适用于资源受限的环境.为此,提出了2个通信高效且安全的联邦学习算法,算法使用Top-K稀疏及压缩感知等技术以减少梯度传输造成的通信开销,另外利用安全多方计算中的加法秘密共享对重要的梯度测量值加密,以实现在减少通信开销的同时进一步增强其安全性.2个算法的主要区别是客户端与服务器通信时传递的分别为梯度测量值与梯度测量值的量化结果.在MNIST及Fashion-MNIST数据集上的实验表明,与其他算法相比,本文所提的算法在保证通信代价较低的情况下进一步增加了安全性,同时在模型准确性上也有较好的性能.

关键词：压缩感知安全多方计算联邦学习高效通信资源受限

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基于三轴传感器的老年人日常活动识别

电子学报 2017年第3期45卷 570-576页

作者：汪成亮王小均重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室重庆400044 重庆大学计算机学院重庆400044

本文针对老年人日常活动类型及特点提出了一种基于三轴加速度传感器和HMM(Hidden Markov Model)的活动识别方法.本文首先提取了针对老年人相异、相似活动的标准差、能量、相关系数、RAF(RAtio Forward)、RVF(Ratio Vertical Forward)等... 详细信息

本文针对老年人日常活动类型及特点提出了一种基于三轴加速度传感器和HMM(Hidden Markov Model)的活动识别方法.本文首先提取了针对老年人相异、相似活动的标准差、能量、相关系数、RAF(RAtio Forward)、RVF(Ratio Vertical Forward)等特征值.然后定义老年人的HMM活动识别模型.最后在经过Baum-Welch算法对HMM进行参数训练后使用Viterbi算法来进行老年人活动识别.实验结果表明,本文方法适用于老年人的日常活动的识别,平均识别精度达到了93.3%,尤其是对于相似步态活动的识别准确率达到了93.7%.

关键词：活动识别三轴传感器特征提取隐马尔科夫模型