[发明专利]一种时间相关移动群智感知系统中的激励方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动群智感知中一种时间相关移动群智感知系统中的激励方法，属于无线传感器网络和移动互联网的交叉领域。

背景技术

随着移动互联网、嵌入式传感器等技术的发展，智能手机已经十分普及。利用普遍存在的智能手机用户感知和收集大规模的数据是一种新型的感知方式。移动群智感知由于其广泛的时空覆盖、低廉的成本、优秀的可扩展性以及普遍存在的应用场景而被认为是一种具有巨大潜力的新型数据感知和收集模式。目前已有一些项目基于移动群智感知实现了健康护理、智能交通、社交网络、环境监控等领域中的不同应用。

但目前的这些应用都是假设参与者能自愿地积极的参加数据感知，这往往不切实际。因为参与者需要消耗设备的能量、计算能力、存储空间、数据流量等完成群智感知任务，参与者需要得到一定数量的激励以抵消这些损失。群智感知应用的成功实施取决于参与者数量以及数据质量，没有激励上述两点都得不到保证。因此，激励机制的设计在群智感知应用中十分重要。

然而，激励机制的设计并不容易，因为单个参与者往往会采取策略行为，以最大化自身的效用，这将对选择参与者已经决定支付数额产生破坏。目前，群智感知的激励机制主要考虑地点相关型的任务，即任务分散在不同的地理位置。但却忽略了时间相关型的任务，更没有发现存在针对该类任务类型的激励方法。本发明提供一种时间相关移动群智感知系统中的激励方法。

发明内容

本发明的目的是提供移动群智感知中一种用于时间相关任务的激励方法，解决在时间相关类型的群智感知中选择用户和计算支付数额的问题。本发明相对于目前的激励方法，首次解决了多个时间窗口任务这种新的群智感知应用场景的激励机制设计问题。本发明首先提出了该应用场景的系统模型，在所提的系统模型 下最小化社会代价。接着本发明提出了一个贪心算法用于选择参与者，在决定每个被选择用户的报酬时遵守关键报酬的原则，从而使得本方法具有防欺骗性。本发明所述一种时间相关移动群智感知系统中的激励方法是能高效运行的、个人理性的、防欺骗的以及与最优方法相比既有良好的近似度。

本发明的技术解决方案是：

考虑一个移动群智感知系统包括一个平台和一群智能手机用户，平台处于云端。本发明所述一种时间相关移动群智感知系统中的激励方法是针对感知给定时间窗口内的连续数据的场景，在这种场景下平台需要收集一个时间窗口内的连续数据。每个智能手机用户可以提交一个或多个可以完成感知任务的时间窗口。

本发明专利所述一种时间相关移动群智感知系统中的激励方法包含一个反向拍卖流程和两个阶段：用户选择阶段和支付决策阶段。用户选择阶段采用贪心方法解决最小社会代价用户选择问题。在支付决策阶段计算每个被选择用户的关键报酬。首次对多时间窗口的移动群智感知系统的进行激励机制的设计。平台发布一个时间窗口W＝[T_S,T_E]，其中T_S和T_E分别为时间窗口的开始时间和结束时间，即平台请求从T_S到T_E的感知数据。

该方法每个用户向平台提交一个标书B_i＝(R_i,b_i)，该标书是一个二元组，其中是用户i能完成感知任务的时间窗口集合。每个标书都存在一个真实代价c_i。b_i是用户i完成任务R_i的报价，即用户i希望获得的报酬。

该激励方法是最小化社会代价的，即最小化入选用户的真实代价之和，每个用户对只能存在一个报价，并且满足入选用户的时间窗口能够覆盖W。

本发明所述一种时间相关移动群智感知系统中的激励方法中，平台和智能手机用户的交互过程体现为一个反向拍卖机制，步骤如下：

步骤201：平台发布一个时间窗口W＝[T_S,T_E]，其中T_S和T_E分别为时间窗口的开始时间和结束时间，即平台请求从T_S到T_E的感知数据；

步骤202：设智能手机用户集合为U＝{1,2,...,n}，每个用户向平台提交一个标书B_i＝(R_i,b_i)，其中是用户i能完成感知任务的时间窗 口集合。每个标书都存在一个真实代价c_i。b_i是用户i完成任务R_i的报价，即用户i希望获得的报酬；