Federated Learningを用いたIoT向け自律分散クラスタリング技術

使用联邦学习的物联网自治分布式集群技术

基本信息

批准号：
22K11996
负责人：
大田知行
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Hiroshima City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11996/
关键词：
無線マルチホップネットワーク Federated Learning 自律分散クラスタリング IoT

项目摘要

災害発生時には，迅速な避難のため，災害状況を正確に把握する必要がある．しかし，災害時には通信トラヒックの増加などの要因により既存の通信インフラが正常に機能しなくなる状況下における有効な情報共有の手段として，モバイル端末間の無線通信のみで構築されるMobile Ad hoc NETwork(MANET)ような無線マルチホップネットワークがある．本研究では，地理情報をもとに避難者に対して避難所までの経路を提供する災害時避難支援システムにおいて，自律分散クラスタリングによるMANET通信とモバイル通信を併用した情報共有手法を提案してきた．提案手法では，ユーザ端末間で自律分散クラスタリング技術によりクラスタを構築し，各クラスタのクラスタヘッドがクラスタ内のユーザから情報を収集したのち，その情報をモバイル通信を用いてクラスタヘッド間で共有する．このように，モバイル通信を行う端末をクラスタヘッドに限定することによって，基地局における通信トラヒックを削減する．ネットワークシミュレータに提案手法を実装することにより，この提案手法の有効性を，地理情報を利用したシミュレーション実験により評価してきた．ネットワークシミュレータでは，災害等を想定したシナリオに基づいたイベントを発生させることにより，フィールド内の移動経路等の状況を変化させている．具体的には，シミュレーション中に通行止めとなるエリアを発生させている．各端末は収集した情報に基づき，移動経路の混雑度や危険度に応じた移動先の変更や移動経路の変更をする．このようなフィールドの状況と端末の動きを変化させる機能をネットワークシミュレータへ実装した．

当灾害发生时，需要准确了解灾害情况，以便快速疏散。然而，在发生灾害时，现有的通信基础设施可能会因通信流量增加等因素而无法正常运行，作为信息共享的有效手段，仅使用无线构建的移动自组织网络（MANET）移动终端之间的通信，已经被提出是无线多跳网络。在本研究中，我们提出了一种在灾害疏散支持系统中使用自治分布式集群将 MANET 通信和移动通信相结合的信息共享方法，该系统根据地理信息为疏散人员提供前往疏散中心的路线。在该方法中，利用自治分布式分簇技术在用户终端之间构建簇，每个簇的簇头从簇内的用户收集信息，然后利用移动通信在簇头之间共享信息。这样，通过限制与簇头进行移动通信的终端，可以减少基站处的通信量。通过在网络模拟器中实现所提出的方法，我们通过使用地理信息的模拟实验评估了所提出方法的有效性。在网络模拟器中，根据假设发生灾害的场景生成事件，从而改变现场行驶路线等条件。具体来说，我们在模拟过程中创建了交通封闭的区域。根据收集到的信息，每个终端根据路线的拥堵程度和风险级别改变目的地或路线。我们在网络模拟器中实现了改变现场情况和终端移动的功能。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

無線マルチホップネットワークを用いた避難支援システムにおける情報共有方式の検討

基于无线多跳网络的疏散支援系统信息共享方法研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
小畑博靖;高野知佐;Yuki Matsunaga and Tomoyuki Ohta;桑田凌，大田知行;藤中宥成，大田知行
通讯作者：
藤中宥成，大田知行

無線ネットワーク環境における避難支援システムのための自律分散クラスタリングを利用した情報共有方式の検討

无线网络环境下疏散保障系统自主分布式集群信息共享方法研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
小畑博靖;高野知佐;Yuki Matsunaga and Tomoyuki Ohta;桑田凌，大田知行;藤中宥成，大田知行;松永裕貴，大田知行
通讯作者：
松永裕貴，大田知行

MANETを用いた避難支援システムのための可視化フレームワークの開発

利用MANET开发疏散支援系统可视化框架

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
小畑博靖;高野知佐;Yuki Matsunaga and Tomoyuki Ohta;桑田凌，大田知行
通讯作者：
桑田凌，大田知行

An Evacuation System Using Autonomous Clustering-Based MANET for Sharing Disaster Information

利用基于自治集群的 MANET 共享灾害信息的疏散系统

DOI：
10.1109/candarw57323.2022.00047
发表时间：
2022
期刊：
Proc. 2022 Tenth International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)
影响因子：
0
作者：
小畑博靖;高野知佐;Yuki Matsunaga and Tomoyuki Ohta
通讯作者：
Yuki Matsunaga and Tomoyuki Ohta

自律分散クラスタリングを用いた避難支援システムにおける避難時間と避難経路に関する実験的評価

使用自治分布式集群的疏散支持系统中疏散时间和疏散路线的实验评估