ŠIMEK, M. Výběr referenčních uzlů pro bezkotevní lokalizační techniky v bezdrátových senzorových sítích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2010.
Ing. Milan Šimek ukončil prezenční formu magisterského studia roce 2006 na Ústavu telekomunikací s tématem diplomové práce „Kvalita služeb v hromadných rádiových sítích“. V záři téhož roku nastoupil na prezenční doktorské studium. Státní doktorskou zkoušku úspěšně složil v červnu 2008. V rámci pedagogické praxe se podílel na výuce magisterského předmětu MTIN (Teoretická informatika), zavedl a vyučoval nová cvičení v předmětech MNSB (Návrh, správa a zabezpečení komunikačních sítí) a MPKT (Pokročilé komunikační techniky) a založil nový předmět MSSY (Bezdrátové senzorové sítě). Publikační aktivity doktoranda považuji za velmi dobré. Ing. Šimek je hlavním autorem či spoluautorem 28 příspěvků ve sbornících mezinárodních konferencí, 6 příspěvků v mezinárodních recenzovaných časopisech a 3 příspěvků v národních recenzovaných časopisech. Byl hlavním řešitelem dvou grantů FRVŠ (G1 a F1) a spoluřešitelem celkem 6 projektů financovaných z MPO, FRVŠ, GAČR a AVČR. V průběhu studia se aktivně podílel na podání 7 národních grantů a jednoho grantu v rámci 7. Rámcového programu EU. V roce 2009 se stal členem komise pro udělování evropských projektů 7 RP v oboru ICT. V současné době je také členem komise pro posuzování národních projektů Technologické agentury české republiky. Ing. Milan Šimek je členem výzkumné skupiny DINESGROUP. Dále je také aktivním členem mezinárodní výzkumné skupiny CISUC na Univerzitě v Coimbře v Portugalsku, kde absolvoval zahraniční stáž. Výzkumnou činnost po celou dobu studia prováděl svědomitě a výsledky jeho prací hodnotím vysoce kladně. Disertační práce „Výběr referenčních uzlů pro bezkotevní lokalizační techniky v bezdrátových senzorových sítích“ je výsledkem dlouhodobé práce v oblasti senzorových sítí. Práce shrnuje výsledky, které byly uplatněny a publikovány v několika projektech a významných mezinárodních publikací. Hlavním přínosem práce je návrh nové lokalizačního algoritmu pro bezdrátové senzorové sítě. Algoritmus je plně decentralizovaný a dosahuje vysoké přesnosti při dodržení nízké energetické náročnosti, což je základním kritériem pro bezdrátové senzorové sítě. Algoritmus najde uplatnění ve vojenství pro vybudování mobilních souřadnicových systémů pro sledování osob a také ve skladech pro sledování pohybu zboží, osob a nákladů. Jsem přesvědčen, že práce splňuje všechny náležitosti disertační práce a má povahu samostatné vědecké práce s přínosy v teoretickéi v praktické části. Práci jsem doporučil k obhajobě.
Prof. Ing. Florian Makáň, PhD. Katedra rádioelektroniky FEI STU Ilkovičova 3, 812 19 Bratislava, SR Bratislava 10. 8. 2010 Oponentský posudok dizertačnej práce Ing. Milan Šimek: REFERENCE NODES SELECTION FOR ANCHOR-FREE LOCATION IN WIRELESS SENSOR NETWORKS VÝBĚR REFERENČNÍCH UZLŮ PRO BEZKOTEVNÍ LOKALIZAČNÍ TECHNIKY V BEZDRÁTOVÝCH SENZOROVÝCH SÍTÍCH ako podklad pre pokračovanie k udeleniu akademicko-vedeckého titulu doktora v odbore Teleinformatika 1. Všeobecná charakteristika dizertačnej práce Posudzovaná dizertačná práca je napísaná v anglickom jazyku. Má primeraný rozsah 104 strán, z toho 87 strán textu a 17 strán príslušných súčastí. Vlastný obsah práce tvorí: obsah, úvodná kapitola, sedem predmetných kapitol, záverečná kapitola, bibliografia vybraných prác autora, ostatná použitá literatúra, zoznamy; obrázkov, použitých symbolov a skratiek, zoznam fyzikálnych konštánt. Ďalšími náležitosťami dizertačnej práce sú: Abstrakt a kľúčové slová, Prehlásenie, Poďakovanie na začiatku a Curriculum vitae autora, 5 Príloh a CD príloha na konci práce. Všeobecný úvod do problematiky práce predstavuje 1. kapitola. Náplňou 2. kapitoly je stanovenie téz a cieľov práce. Za teoretický úvod práce možno považovať obsah 3. a 4. kapitoly. Jadro práce tvoria piata, šiesta a siedma kapitola. Záverečné hodnotenie prínosov práce deklaruje autor v záverečnej, 8. kapitole. Dizertačná práca je napísaná na vysokej jazykovej, terminologickej, aj grafickej úrovni, s dobrým didaktickým podaním problematiky. 2. Posúdenie zamerania a aktuálnosti námetu práce Oponovaná dizertačná práca je zameraná na riešenie súčasných problémov v oblasti lokalizácie uzlov v bezdrôtových senzorových sieťach. Konkrétnejšie sa zaoberá lokalizáciou pomocou tzv. "bezkotevných" technik. Táto technika lokalizácie je vhodná pre širokú škálu aplikácií, kde nie je možné použiť senzorové jednotky vybavené prijímačmi GPS z dôvodu finančného, alebo obmedzeného zdroja energie. Hlavnú pozornosť venuje autor aktuálnym problémom spotreby energie pri lokalizácii uzlov senzorovej siete Cieľom dizertačnej práce je návrh nového bezkotevného lokalizačného algoritmu slúžiaceho pre výpočet umiestnenia uzlov v bezdrôtových senzorových sieťach, s algoritmom, ktorý by optimalizoval pomer medzi úsporou energie a dosahovanou presnosťou lokalizácie. Námet dizertačnej práce kmeňovo zapadá do odboru dizertácie - Teleinformatika. Je aktuálny z hľadiska vývoja komunikačno-informačných technológií a perspektívny pre jeho ekonomické zhodnotenie pri použití v rámci elektronických komunikácií v budúcnosti. 3. Posúdenie pôvodných prínosov dizertačnej práce Za pôvodný prínos dizertačnej práce možno považovať, že výrazne prispela k vedeckému rozvoju v teoretickej aj praktickej oblasti systémového riešenia bezkotevnej lokalizácie v bezdrôtových senzorových sieťach. Významné sú predovšetkým výstupy, ktoré autor dosiahol za účelom overenia účinnosti vlastného navrhnutého algoritmu. Jedná sa hlavne o rozsiahlu databázu sieťových modelov a typické aplikácie v programe Matlab. Tieto výstupy môžu byť využité pri výskume ďalších techník lokalizácie. Za ďalší vedecký prínos práce možno považovať, že navrhnutý algoritmus sa stáva nástrojom pre nadväzujúci výskum v oblasti súčasných mobilných bezdrôtových senzorových sietí, s ohľadom na požiadavky vysokej energetickej náročnosti. Prínos dizertačnej práce pre prax spočíva v podpore využitia senzorových sietí v podmienkach, kde nie je možné použiť lokalizáciu pomocou GPS prijímačov. V sieťach umiestnených v budovách, alebo v podmienkach, kde zohráva úlohu cena senzorov. Takéto využitie môže byť aj v špeciálnych prípadoch nasadenia siete pri prírodných katastrofách, pri vojenských či bezpečnostných akciách, alebo pri sledovaní pohybu osôb, resp. zvierat. Prínosom môže byť aj širšie metodologické využitie práce systémovo spracovanej problematiky dizertačnej práce. V konkrétnych aplikáciách by však bolo treba doplniť adresnejší popis implementácie navrhnutého algoritmu. 4. Posúdenie úrovne publikačnej činnosti autora dizertačnej práce Jadro dizertačnej práce bolo publikované formou vedeckých publikácií. Zoznam vybraných publikácií autora k téme práce zahrňuje 21 prác autora, publikovaných v období rokov 2007 - 2010 vo významných svetových odborných vedeckých časopisoch a v zborníkoch z vedeckých medzinárodných konferencií hlavne v anglickom jazyku. Jedna ako samostatný autor, 11 ako prvý autor v spoluautorstve a 9 ako spoluautor. Vedecká úroveň publikácií je garantovaná vstupnou recenziou príslušných redakčných rád vedeckých periodík a redakčnými výbormi príslušných vedeckých konferencií. S uvedeného je vidieť, že autor dizertačnej práce sústavne vedecky pracuje a svoje výsledky pravidelne publikuje na odpovedajúcej vedeckej úrovni. 5 Posúdenie vedeckej erudície autora Zoznam ostatnej použitej literatúry v práci okrem vlastných publikácií obsahuje 47 prameňov najaktuálnejšej vedeckej svetovej literatúry z riešenej oblasti typu; monografií, vedeckých článkov, príspevkov zo zborníkov vedeckých sympózií a konferencií a výskumných správ. Svedčí to, že autor má veľmi široký prehľad o riešenej problematike. Úroveň predloženej dizertačnej práce v anglickom jazyku, bibliografia autora; počet, štruktúra a náplň jeho vedeckých publikovaných prác dokumentujú, že autor ovláda vedecké postupy a metódy. Autor vo výskumnej činnosti si tiež osvojil použitie najnovšej meracej a výpočtovej techniky. Vedecký profil autora možno doplniť týmito údajmi: Autor práce je členom 4 významných komisií pre projekty v rámci EU. V r. 2008 spolupráca v rámci PhD internship na University of Coimbra, Portugal. V r. 2007 - 2010 spolupráca na 2 výskumných projektoch MŠMaŠ ČR. V r. 2005 - 2010 aktívna spolupráca na riešení 6 výskumných grantových projektov niekoľkých ministerstiev vlády ČR a GAČR. Na základe posúdenia dizertačnej práce, uvedených prehľadov o jeho odborných aktivitách a jeho Curriculum vitae vyplýva, že sa jedná o pracovníka s výraznou vedeckou erudíciou. 6 Pripomienky k práci - Chýba označenie strán súčastí v úvodnej a záverečnej časti práce - Chýba dátum a podpis autora na neočíslovanej str. DECLARATION - CONTENTS - chýbajú v ňom formálne súčasti a očíslovanie ich strán Záver Podľa môjho názoru posudzovaná dizertačná práca Ing. Milana Šimka zodpovedá všeobecne uznávaným požiadavkám pre udelenie akademicko-vedeckého titulu doktor (Ph.D.) Florian Makáň
Prof. Ing. Zdeněk Diviš, CSc. Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava katedra telekomunikační techniky tř. 17. listopadu, 708 33 Ostrava - Poruba Oponentský posudek disertační práce Ing. Milana Šimka Předložená disertační práce pana Ing. Milana Šimka s názvem Výběr referenčních uzlů pro bezkotevní lokalizační techniky v bezdrátových senzorových sítích má celkem 101 číslovaných stran, z toho 90 stran obsahuje textovou část práce a 11 stran představuje 5 příloh. Práce je rozdělena do 8 číslovaných kapitol, které mají následující názvy: Stav problematiky, Cíle disertační práce, Analýza algoritmu "One-hop" inkrementální lokalizace, Analýza algoritmu "Multi-hop Concurrent" lokalizace, Metody výpočtu vzdáleností, Nový algoritmus pro detekci hranice sítě, Lokalizace pomocí BRL algoritmu a Závěr. Obsah číslovaných kapitol je následující. První kapitola popisuje současný stav problematiky a je souhrnem základních komunikačních principů v bezdrátových senzorových sítích (WSN). Druhá kapitola pak podtrhává důležitost problematiky výběru referenčních uzlů jako jednoho z hlavních problémů současných algoritmů a zároveň načrtává obsah hlavní části disertační práce. Třetí a čtvrtá kapitola analyzuje "One-hop Incremental Localization" a "Multi-Hop Localization" algoritmy: Autor zde na konkrétních simulacích ukazuje na růst chyby pozice s rostoucí velikostí sítě. Pátá kapitola popisuje metody výpočtu vzdáleností v bezkotevní lokalizaci "Hop-Count" metodu, metodu síly signálu a metodu vážené síly signálu. Šestá kapitola zavádí návrh lokalizačního algoritmu, který je energeticky úspornější díky vhodnému výběru referenčních uzlů. Tento algoritmus je založen na myšlence stanovení referenčního systému zvenku sítě, tedy decentralizovaně určit uzly ležící na hranici sítě a pouze z nich vybrat potřebný počet referenčních uzlů. Z provedených simulací je vidět, že BRC algoritmus vykazuje lepší poměr úspěšných detekcí pozice a nižší poměr špatných detekcí v porovnání se dvěmi známými algoritmy, HNT a M-CRP. Zároveň je provedeno měření energetické spotřeby u nově vytvořeného lokalizačního algoritmu BRL v porovnání s lokalizačními algoritmy M-AFL a M-CRP. Algoritmus BRL vykazuje viditelně nižší spotřebu u sítí s N=50 nebo 100 uzly. BRL se třemi referenčními uzly vykazuje nižší spotřebu dokonce i u sítí s N=400 uzly. V osmé kapitole autor potom uvádí vlastní závěry a postřehy z provedených srovnání, simulací a měření. Kromě citovaných kapitol obsahuje ještě dalších 10 nečíslovaných kapitol s názvy: Anotace, Obsah, Seznam obrázků, Seznam tabulek, Přehled symbolů a zkratek, Seznam konstant, Úvod, Seznam publikací autora, Použitá literatura a Seznam příloh. Posudek je sepsán na základě předložené disertační práce, bodového hodnocení tvůrčích aktivit doktoranda, celkového bodového hodnocení doktoranda a přiložených vybraných článků. Po obsahové stránce je práce zpracována přehledně a obsahuje setříděné informace podle výše uvedeného členění. Celkové grafické zpracování je na velmi dobré úrovni a provedeno standardním způsobem a je vhodně doplněna vysvětlujícími obrázky. Svým obsahem patří do studijního oboru Teleinformatika. Použitá literatura obsahuje až 68 literárních pramenů, což pro zpracování disertační práce považuji za postačující. Pozitivně hodnotím i zařazení do seznamu vlastních publikací. Uvedený výčet zahrnuje knižní publikace, příspěvky ze sborníků konferencí odvolávky na různé internetové zdroje. Seznam vlastních publikací potom zahrnuje celkem 21 titulů, přičemž pouze u jednoho je disertant jediným autorem. Bodové hodnocení tvůrčích aktivit doktoranda potom uvádí i procentuální podíl doktoranda na každém titulu. Protože výsledky práce byly publikovány v prestižních časopisech a na mezinárodních zahraničních i domácích konferencích mohu konstatovat, že jádro práce bylo dostatečně zveřejněno. Pozitivně lze hodnotit i získání v roce 2008 jednoho grantu z FRVŠ TO G1. Aktuálnost zvoleného tématu Disertační práce řeší problematiku návrhu nového bezkotevního lokalizačního algoritmu určeného pro výpočet pozice uzlů v bezdrátové senzorové síti. Základní podmínkou kladenou na návrh je dodržení nízké lokalizační chyby. Téma práce je podle mého názoru zajímavé a aktuální, má výzkumný charakter a problematika bude žádaná. Splnění cílů disertační práce Cíle disertační práce jsou uvedeny v samostatné kapitole práce s číslem 2 a jsou formulovány ve třech hlavních bodech. Nosným bodem je vytvoření nového bezkotevního lokalizačního algoritmu, který je v práci označen jako BLR, a jeho porovnání s existujícími algoritmy. Porovnání se uskutečnilo z hlediska lokalizační chyby a počtu zpracovaných paketů. Popisu nového algoritmu jsou potom věnovány kapitoly 6 a 7 práce. Z předložené disertační práce je zřejmé, že stanovené cíle práce byly v plném rozsahu splněny. Zvolené metody zpracování Pro zpracování práce byl zvolen standardní postup vycházející z důkladného rozboru a znalosti problematiky. Teoretické poznatky jsou matematicky formulovány a výsledný algoritmus je simulačně verifikován porovnáním se stávajícími algoritmy a prakticky ověřen v reálné senzorové síti. Výsledky porovnání jsou potom uvedeny v přílohách práce. Nové poznatky disertační práce Nové poznatky jsou obsaženy především v 7. kapitole. Jako původní je možné označit vytvořený algoritmus využívající decentralizovaně detekované uzly ležící na hranici sítě k výběru potřebného počtu referenčních uzlů. Přínosem nového algoritmu je především snížení množství energie spotřebované v průběhu výběru referenčních uzlů a snížení energetických nároků při zachování nízké lokalizační chyby. Přínos pro další rozvoj vědy a techniky Význam práce je především ve výzkumné oblasti a jednoznačně přispívá k rozvoji vědy. Zda však budou výsledky využívány v praxi je mimo možností disertanta a v současnosti, podle mého názoru, odpověď známá není. Praktickému využití napomáhá i poměrně bohatá aktivita při publikování výsledků. Vzhledem k velmi dobrému zpracování disertační práce, nemám k ní žádné připomínky. Při obhajobě práce však doporučuji disertantovi položit následující otázky: " Vysvětlete význam měření jehož výsledky jsou na obrázcích B.2 a B.3. " Zdůvodněte proč algoritmus M-AFL dosahuje různých hodnot energetické spotřeby na obrázku 5.6? " Popište aplikační využití Vámi navrženého lokalizačního algoritmu BRL. Závěr: Předložená disertační práce pana Ing. Milana Šimka s názvem Výběr referenčních uzlů pro bezkotevní lokalizační techniky v bezdrátových senzorových sítích splňuje podle mého názoru zákon č. 111/1998 sb. o vysokých školách, §47 ods. 4, a proto doporučuji disertační práci k obhajobě. Po úspěšné obhajobě potom panu Ing. Milanovi Šimkovi udělit titul "doktor" ve zkratce Ph.D. V Ostravě 24.8.2010
eVSKP id 34106