Realistic Case Studies of Wireless

Realistic Case Studies of Wireless Structural Control

Wireless Structural Control (WSC) systems can play a crucial role
in protecting civil infrastructure in the event of earthquakes and
other natural disasters. Such systems represent an exemplary class
of cyber-physical systems that perform close-loop control using
wireless sensor networks. Existing WSC research usually employs
wireless sensors installed on small lab structures, which cannot
capture realistic delays and data loss in wireless sensor networks
deployed on large civil structures. The lack of realistic tools that
capture both the cyber (wireless) and physical (structural) aspects
of WSC systems has been a hurdle for cyber-physical systems research
for civil infrastructure. This advances the state of the art
through the following contributions. First, we developed the Wireless
Cyber-Physical Simulator (WCPS), an integrated environment
that combines realistic simulations of both wireless sensor networks
and structures. WCPS integrates Simulink and TOSSIM, a stateof-the-art
sensor network simulator featuring a realistic wireless
model seeded by signal traces. Second, we performed two realistic
case studies each combining a structural model with wireless
traces collected from real-world environments. The building
study combines a benchmark building model and wireless traces
collected from a multi-story building. The bridge study combines
the structural model of the Cape Girardeau bridge over the Mississippi
River and wireless traces collected from a similar bridge
(the Jindo Bridge) in South Korea. These case studies shed light
on the challenges of WSC and the limitations of a traditional structural
control approach under realistic wireless conditions. Finally,
we proposed a cyber-physical co-design approach to WSC that integrates
a novel holistic scheduling scheme (for sensing, communication
and control) and an Optimal Time Delay Controller (OTDC)
that substantially improves structural control performance.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กรณีศึกษาจริงของโครงสร้างควบคุมแบบไร้สายระบบโครงสร้างควบคุม (WSC) แบบไร้สายสามารถมีบทบาทสำคัญในการปกป้องโครงสร้างพื้นฐานแพ่งในกรณีแผ่นดินไหว และภัยธรรมชาติอื่น ๆ ระบบหมายถึงคลาสที่มีโทษระบบทางกายภาพและทางไซเบอร์ที่ใช้ปิดลูปการควบคุมเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย วิจัย WSC อยู่มักจะใช้เซ็นเซอร์ไร้สายที่ติดตั้งบนโครงสร้างห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก ซึ่งไม่สามารถจับสูญหายความล่าช้าและข้อมูลในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายเป็นจริงจัดวางบนโครงสร้างโยธาใหญ่ เครื่องมือที่ไม่มีจริงไซเบอร์ (ไร้สาย) และลักษณะทางกายภาพ (โครงสร้าง)ระบบ WSC มีรั้วกระโดดข้ามการวิจัยระบบทางกายภาพและทางไซเบอร์สำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่ประมวลกฎหมายแพ่ง นี้ล่วงหน้าทันผ่านการจัดสรรดังต่อไปนี้ ครั้งแรก เราพัฒนาไร้สายไซเบอร์ทางกายภาพจำลอง (WCPS), สภาพแวดล้อมแบบบูรณาการที่รวมจำลองเหมือนจริงของทั้งสองเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายและโครงสร้าง WCPS รวม Simulink และ TOSSIM, stateof สมัยการจำลองเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายเป็นจริงแห่งรุ่น seeded โดยร่องรอยสัญญาณ สอง เราทำสองจริงกรณีศึกษาแต่ละแบบจำลองโครงสร้างการรวม ด้วยระบบไร้สายร่องรอยที่รวบรวมจากสภาพแวดล้อมจริง อาคารศึกษารวมมาตรฐานการสร้างแบบจำลองและไร้ร่องรอยรวบรวมจากอาคารหลายชั้น รวมการศึกษาสะพานรูปแบบโครงสร้างของสะพาน Girardeau แหลมกว่ามิสซิสซิปปีแม่น้ำและไร้ร่องรอยที่รวบรวมจากสะพานคล้าย(สะพาน Jindo) ในเกาหลี กรณีศึกษาเหล่านี้หลั่งน้ำตาแสงบนความท้าทายของ WSC และข้อจำกัดของโครงสร้างแบบดั้งเดิมวิธีการควบคุมสภาวะไร้สายเป็นจริง สุดท้ายเราเสนอวิธีทางกายภาพและทางไซเบอร์ร่วมออกแบบกับ WSC ที่รวมนวนิยายแบบองค์รวมการจัดกำหนดการแบบ (สำหรับการตรวจ การสื่อสารและการควบคุม) และดีที่สุดเวลาเลื่อนควบคุม (OTDC)ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างควบคุมมาก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กรณีศึกษาจริงของโครงสร้างการควบคุมแบบไร้สายไร้สายโครงสร้างการควบคุม (WSC) ระบบสามารถมีบทบาทสำคัญในการปกป้องโครงสร้างพื้นฐานทางแพ่งในกรณีที่มีการเกิดแผ่นดินไหวและภัยธรรมชาติอื่น ๆ ระบบดังกล่าวเป็นตัวแทนระดับที่เป็นแบบอย่างของระบบไซเบอร์ทางกายภาพที่ดำเนินการควบคุมอย่างใกล้ชิดห่วงโดยใช้เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย งานวิจัยที่มีอยู่ WSC มักจะมีพนักงานเซ็นเซอร์ไร้สายที่ติดตั้งในห้องปฏิบัติการโครงสร้างขนาดเล็กที่ไม่สามารถจับภาพความล่าช้าจริงและการสูญหายของข้อมูลในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่นำไปใช้กับโครงสร้างทางแพ่งที่มีขนาดใหญ่ ขาดเครื่องมือจริงที่จับภาพทั้งในโลกไซเบอร์ (เคเบิล) และทางกายภาพ (โครงสร้าง) ด้านระบบ WSC ได้รับการอุปสรรค์สำหรับการวิจัยระบบไซเบอร์ทางกายภาพสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางแพ่ง นี้ความก้าวหน้ารัฐของศิลปะผ่านผลงานดังต่อไปนี้ ครั้งแรกที่เราพัฒนาแบบไร้สายกล้อง Cyber-จำลองทางกายภาพ (WCPS) สภาพแวดล้อมแบบบูรณาการที่ผสมผสานการจำลองที่เหมือนจริงของทั้งสองเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายและโครงสร้าง WCPS รวม Simulink และ TOSSIM, stateof ศิลปะจำลองเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่มีจริงรูปแบบเมล็ดโดยร่องรอยสัญญาณ ประการที่สองเราดำเนินการสองจริงกรณีศึกษาแต่ละรวมกับรูปแบบโครงสร้างไร้ร่องรอยที่เก็บมาจากสภาพแวดล้อมที่โลกแห่งความจริง อาคารการศึกษารวมรูปแบบการสร้างมาตรฐานและร่องรอยไร้สายที่เรียกเก็บจากอาคารหลายชั้น การศึกษาสะพานรวมรูปแบบโครงสร้างของสะพาน Cape Girardeau มากกว่ามิสซิสซิปปีแม่น้ำและร่องรอยไร้สายที่เรียกเก็บจากสะพานที่คล้ายกัน(Jindo สะพาน) ในเกาหลีใต้ กรณีศึกษาเหล่านี้หลั่งน้ำตาแสงในความท้าทายของ WSC และข้อ จำกัด ของโครงสร้างแบบดั้งเดิมวิธีการควบคุมภายใต้เงื่อนไขที่ไร้เหตุผล สุดท้ายเราเสนอวิธีการร่วมออกแบบไซเบอร์ทางกายภาพเพื่อ WSC ที่บูรณาการโครงการการจัดตารางเวลานวนิยายแบบองค์รวม (สำหรับการตรวจจับการสื่อสารและการควบคุม) และการควบคุมระยะเวลาที่ล่าช้าที่เหมาะสมที่สุด (OTDC) อย่างมีนัยสำคัญที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมโครงสร้าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

มีเหตุผลกรณีศึกษาโครงสร้างควบคุมแบบไร้สายไร้สาย

โครงสร้างควบคุม ( WSC ) ระบบสามารถเล่นบทบาทสำคัญในการปกป้องโครงสร้างพื้นฐานของพลเรือนในเหตุการณ์แผ่นดินไหวและภัยธรรมชาติอื่น ๆ
. ระบบดังกล่าวเป็นตัวแทน
คลาสที่เป็นแบบอย่างของไซเบอร์ระบบทางกายภาพที่ดำเนินการควบคุมวงปิดใช้
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย การวิจัย WSC ที่มีอยู่มักจะใช้
เซ็นเซอร์ไร้สายที่ติดตั้งบนโครงสร้างห้องปฏิบัติการขนาดเล็กซึ่งไม่สามารถ
จับความล่าช้ามีเหตุผลและการสูญหายของข้อมูลในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่ใช้งานบนโครงสร้าง
โยธาใหญ่ ขาดเครื่องมือที่สมจริง
จับทั้งไซเบอร์ ( ไร้สาย ) และกายภาพ ( โครงสร้าง ) ของระบบคุณภาพด้าน
มีอุปสรรค์สำหรับไซเบอร์ระบบกายภาพการวิจัย
โครงสร้างพื้นฐานสำหรับพลเรือน นี้เทคโนโลยีรัฐของศิลปะ
ผ่านผลงานดังต่อไปนี้ ครั้งแรก เราพัฒนาแบบจำลอง ( wcps )
ไซเบอร์ทางกายภาพ , สภาพแวดล้อมแบบบูรณาการ
ที่รวมทั้งเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่สมจริง การจำลอง
และโครงสร้าง และ wcps รวม Simulink tossim , สภาพปะ
จำลองเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่มีเมล็ด โดยร่องรอยแบบสมจริง
สัญญาณ ประการที่สอง เราแสดงสองมีเหตุผล
กรณีศึกษาแต่ละรวมรูปแบบโครงสร้างแบบไร้สายด้วย
ร่องรอยที่รวบรวมจากสภาพแวดล้อมที่เป็นจริง การศึกษาอาคาร
รวมมาตรฐานอาคารรูปแบบและไร้ร่องรอย
เก็บจากเรื่องราวหลายอาคาร สะพานศึกษารวม
โครงสร้างของแหลม girardeau สะพานข้ามแม่น้ำมิสซิสซิปปี้ และไร้ร่องรอย

เก็บจากสะพาน คล้าย( Jindo สะพาน ) ในเกาหลีใต้ เหล่านี้กรณีศึกษาหลั่งแสง
บนความท้าทายของ WSC และข้อจำกัดของแบบโครงสร้าง
แนวทางควบคุมภายใต้สภาวะไร้สายที่สมจริง ในที่สุด
เราเสนอวิธีการออกแบบเพื่อคุณภาพทางกายภาพ บริษัท ไซเบอร์ ที่บูรณาการรูปแบบตารางแบบองค์รวมนวนิยาย
( sensing สื่อสาร
และควบคุม ) และเวลาที่เหมาะสม ควบคุม ( otdc )
ล่าช้าที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมาก
การควบคุมโครงสร้าง