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面向河道环境监测的群智感知参与者选择策略

         
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城市内河周边环境常常受到破坏和污染,如何有效地对河道进行监测逐渐引起公众、政府和学术界的关注。目前传统的监测方式存在成本高昂、覆盖面不足等缺陷。鉴于智能移动设备的不断普及,文中提出利用群智感知来高效监测河道环境的新思路。该问题可描述为假定每一河段附近有c个位置点可监测该河段,然后根据大量用户的移动轨迹选择出其中r个用户来共同完成s个时段对所有河段的监测。文中规定用户数r越小,监测成本越少。设计了逐步贪心策略、全局贪心策略和整数规划策略用于解决该问题,即选择最少参与者达到“s时长-c范围-r用户”的监测目标。将上述策略应用于福州市台江区部分河道的环境监测,实验结果表明,上述策略均能获得比随机策略更好的解,其中整数规划策略的表现最好。但是,随着问题规模的变大,解决小规模整数规划的隐枚举算法会出现无法求解的情况,因此提出了基于贪心初始化的离散粒子群算法(Greedy Initialization-Discrete Particle Swarm Optimization,GI-DPSO)。虽然该算法可以求解大规模整数规划,但计算费时。综合考虑监测成本和计算代价,建议对小规模问题采用整数规划策略,对大规模问题采用全局贪心策略。

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