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Value-of-information in spatio-temporal systems: Sensor placement and scheduling

机译：时空系统中的信息价值：传感器放置和调度

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摘要

The management of infrastructure involves accounting for factors which vary in space over the system domain and in time as the system changes. Effective system management should be guided by models which account for uncertainty in these influencing factors as well as for information gathered to reduce this uncertainty. In this paper, we address the problem of optimal information collection for spatially distributed dynamic infrastructure systems. Based on prior information, a monitoring scheme can be designed, including placement and scheduling of sensors. This scheme can be adapted during the management process, as more information becomes available. Optimality can be defined in terms of the value of information (VoI), which provides a rational metric for quantifying the benefits of data gathering efforts to support system management decision-making. However, the computation of this metric in spatially and temporally extensive systems can present a practical impediment to its implementation. We describe this complexity, and investigate a special case of system topology, termed as a temporally decomposable system with uncontrolled evolution, in which the complexity of assessing VoI grows at a manageable rate with respect to the system management time duration. We demonstrate the evaluation and optimization of the VoI in an example of such a system. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：基础结构的管理涉及考虑因素，这些因素在系统域内的空间以及系统变化时随时间变化。有效的系统管理应以模型为指导，这些模型应考虑这些影响因素中的不确定性以及为减少这种不确定性而收集的信息。在本文中，我们解决了空间分布的动态基础架构系统的最佳信息收集问题。基于先前的信息，可以设计监视方案，包括传感器的放置和调度。随着更多信息的获得，可以在管理过程中调整此方案。可以根据信息价值（VoI）定义最优性，这为量化支持系统管理决策的数据收集工作的收益提供了合理的度量标准。但是，在空间和时间上广泛的系统中计算此度量标准可能会对其实施产生实际障碍。我们描述了这种复杂性，并研究了系统拓扑的一种特殊情况，称为具有不受控制的演化的时间可分解的系统，其中评估VoI的复杂性相对于系统管理持续时间以可管理的速度增长。我们在这样一个系统的示例中演示了VoI的评估和优化。 （C）2017 Elsevier Ltd.保留所有权利。

著录项

  • 来源
    《Reliability Engineering & System Safety》 |2018年第4期|45-57|共13页
  • 作者

    Malings C.; Pozzi M.;

  • 作者单位

    Carnegie Mellon Univ, Dept Civil & Environm Engn, 5000 Forbes Ave, Pittsburgh, PA 15213 USA;

    Carnegie Mellon Univ, Dept Civil & Environm Engn, 5000 Forbes Ave, Pittsburgh, PA 15213 USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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