基于大数据智能云广义物联网的资源最优博弈与均衡控制

To the imperative requirements of new intelligent technologies and methods in the era of Fourth Industrial Revolution and Big Data, we have two folds in our project. Firstly, we establish a unified “Machine Side-Physical Side” system with multiple interactive networks and things. This system is driven by Big Data and operates (or can provide smart services based) on multiple BlockChains. It covers many existing or emerging systems as special cases, e.g., communication networks, cloud-computing and service centers, energy and power grids, FinTech systems, and their mixtures. Secondly, we use the triply stochastic renewal reward processes or Levy driven compound processes to model the popular concept of three-dimensional Big Data in the todays’ world, whose statistical features are characterized by instantaneous high-volume data arrivals, high-speed random and time-varying input rates, and multiple types of data flows. With the triply stochastic processes and the general utility or other criteria functions, we will establish a general (stochastic or queueing) dynamical model for the “Machine Side-Physical Side” system under different buffer regimes: e.g., zero, finite, and infinite ones. Furthermore, based on this model, we will design scheduling, routing, and control policies that are proven to be Pareto optimal Nash equilibrium strategies for stochastic dynamical games with multiple users and objectives. Unified mathematical framework and theory in the proof will be established by establishing diffusion approximation and developing stochastic partial differential equation based decision-making and resolution methods.

针对第四次工业革命与大数据信息时代对核心智能新技术、新方法的迫切需求，首先，我们引进新的归一化的由大数据流驱使的“机器侧-物理侧”基于多种类区块链智能服务的混合网络交互系统，它包含通信网、云中心、能源电力、金融科技系统及其混合系统作为特例，这种双侧系统是当前世界上所关注物联网的最新一般形式；其次，我们用一般性三随机更新报酬过程或由Levy过程驱使的复合过程来精准刻画当前国际上最为流行的三维度大数据流的概念，其三维统计特性由瞬时大容量数据批量到达、大时变随机输入速率及高维多样数据流展现，在此假设前提与一般性效用等准则函数意义下，并在包含无限缓存、有限缓存、零缓存及其混合的各种复杂情况下，我们将建立起一般性（随机或排队）动力学系统模型及得到可用于系统资源瞬时调度、路由与控制的多目标整体Pareto最优动态博弈均衡策略并发展出归一化的数学理论框架与统一的扩散逼近及随机偏微分决策、论证及求解体系。

4年来，我们按申请计划执行了该项目所设计的各项任务，所得到的研究成果与各课题中所设计的要点相符，我们顺利完成了研究任务、达到了预期目标。并且，针对近期国际国内区块链、量子计算与量子计算机、第六代及未来无线通信（6G/6G+）、将来互联网与元宇宙及数字经济等数字与芯片网络技术的迅猛发展，我们还拓展了计划中的一些研究，它们将具体在下面的报告中给予说明，这些研究将为世界科学技术的发展及我们自身的后续研究提供基础与思路。在此项目的基金资助下，我们取得了一系列的重要学术成果，在国际权威著名杂志上发表了7篇SCI论文（其中包括2篇次EI论文），获得了一批科学荣誉或奖励，它们包括：应邀在28个(涉及数学/统计学/物理学/IEEE)国际会议上作（50分钟至1小时左右的）特邀嘉宾大会主旨报告（其中包括国际著名的6个IEEE/ACM主旨报告）、应邀在5个国际会议上作特邀分会报告（30分钟左右）、分别于2019年与2020年2次获得江苏省应用统计学会优秀论文1等奖、2018年7月应邀在“山西省政府科技大讲堂”作了2小时《区块链与量子区块链》的专题讲座、2018年6月应邀在“中国人民银行”作了3小时《保险科技》的专题讲座。