冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，智能手機(jī)用戶(hù)急劇增加，而且智能手機(jī)中嵌入了豐富的傳感器，大量智能 手機(jī)用戶(hù)能夠很方便地收集并分享周?chē)h(huán)境的感知數(shù)據(jù)。因此，基于智能手機(jī)的群智感知 系統(tǒng)成為收集并分享周?chē)h(huán)境的感知數(shù)據(jù)的令人十分感興趣的方法。群智感知系統(tǒng)由平臺(tái) 和愿意貢獻(xiàn)感知數(shù)據(jù)的智能手機(jī)用戶(hù)組成。假設(shè)一個(gè)噪音地圖應(yīng)用想要收集在一些地點(diǎn)的 噪聲水平。每個(gè)手機(jī)用戶(hù)會(huì)告訴平臺(tái)自己愿意在哪些地方測(cè)量數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)應(yīng)的價(jià) 格。平臺(tái)根據(jù)報(bào)價(jià)雇傭一些手機(jī)用戶(hù)去收集數(shù)據(jù)。一旦被雇傭，手機(jī)用戶(hù)需要去相應(yīng)的地 點(diǎn)收集數(shù)據(jù)并傳給平臺(tái)，然后收到一定的報(bào)酬。該應(yīng)用想要收集效用更高的數(shù)據(jù)，但它的財(cái) 政預(yù)算又有限。
[0003]因此，考慮到預(yù)算限制的數(shù)據(jù)效用最大化是群智感知系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題。這個(gè)問(wèn) 題相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性。首先，實(shí)際中的數(shù)據(jù)通常有冗余，也就是有邊際效用現(xiàn)象。同一個(gè)地點(diǎn) 獲得的數(shù)據(jù)，單位數(shù)據(jù)的效用隨著數(shù)據(jù)量的增加而減小。在上面的例子中，這使得在同一個(gè) 地點(diǎn)，一個(gè)手機(jī)測(cè)得的數(shù)據(jù)的效用和其他手機(jī)的數(shù)據(jù)耦合在一起。另外，手機(jī)用戶(hù)是自私且 有策略性的。他們會(huì)為了最大化自己的利益而傷害整體的利益。同時(shí)，手機(jī)用戶(hù)測(cè)數(shù)據(jù)的 成本也就是心理價(jià)位是隱私信息，他可能為了自己的利益而對(duì)這一信息撒謊，從而傷害整 體的利益。
[0004] 現(xiàn)有的方法通常可以分為可信方法和不可信方法。可信方法通常利用拍賣(mài)機(jī)制去 最大化社會(huì)福利或者最小化社會(huì)成本，而沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)效用。而且，他們通常不實(shí)際地假設(shè) 預(yù)算是無(wú)限的。不可信方法假設(shè)手機(jī)用戶(hù)不會(huì)對(duì)成本信息撒謊。這兩種方法都很不實(shí)際。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，以使任務(wù)分配 方法具備可信性、個(gè)體理性、計(jì)算有效性、預(yù)算合理性。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，適用于群智感 知系統(tǒng)，所述群智感知系統(tǒng)包括平臺(tái)及與所述平臺(tái)建立通信的若干手機(jī)用戶(hù)，所述冗余數(shù) 據(jù)效用最大化方法包括如下步驟：
[0007] S1:平臺(tái)決定任務(wù)預(yù)算，并發(fā)布任務(wù)所涉及的地點(diǎn)集合；
[0008] S2:每個(gè)欲參與任務(wù)的手機(jī)用戶(hù)提交標(biāo)書(shū)b,?=(%/；〇 5其中灼是手機(jī)用戶(hù)i能夠測(cè) 量數(shù)據(jù)的地點(diǎn)集合，是手機(jī)用戶(hù)i對(duì)A中所有地點(diǎn)的數(shù)據(jù)服務(wù)的報(bào)價(jià)，所有手機(jī)用戶(hù)的 標(biāo)書(shū)構(gòu)成標(biāo)書(shū)集合B= {bpt^，…，bn};
[0009] S3:所述平臺(tái)從所述標(biāo)書(shū)集合中選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)并決定每個(gè)中標(biāo)標(biāo)書(shū)對(duì)應(yīng)的手機(jī)用 戶(hù)的報(bào)酬，所有中標(biāo)標(biāo)書(shū)構(gòu)成中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合；其中，所述平臺(tái)從所述標(biāo)書(shū)集合中選擇中標(biāo)標(biāo) 書(shū)的方法包括以下步驟：
[0010]S30:初始化所述中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合，并計(jì)算所述標(biāo)書(shū)集合中所有標(biāo)書(shū)的數(shù)據(jù)的邊際效 用；
[0011] S31 :利用所述標(biāo)書(shū)集合中所有標(biāo)書(shū)的數(shù)據(jù)的邊際效用計(jì)算每個(gè)標(biāo)書(shū)的單位成本 數(shù)據(jù)的邊際效用，并將所有標(biāo)書(shū)的單位成本數(shù)據(jù)的邊際效用按照降序排列；
[0012] S32 :判斷S31中最大的單位成本數(shù)據(jù)的邊際效用所對(duì)應(yīng)的標(biāo)書(shū)是否滿足停止條 件，若滿足，則停止選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)，若不滿足，則執(zhí)行S33;
[0013]S33:將當(dāng)前判斷的標(biāo)書(shū)轉(zhuǎn)移至所述中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合，并執(zhí)行S31。
[0014]S4:所述中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合的所有手機(jī)用戶(hù)去各自標(biāo)書(shū)中的地點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)并將所述數(shù) 據(jù)上傳給所述平臺(tái)；
[0015]S5:所述平臺(tái)收到所述數(shù)據(jù)后，依據(jù)已決定的報(bào)酬付給相應(yīng)的手機(jī)用戶(hù)。
[0016] 可選的，在所述的冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法中，所述步驟S3中，所述平 臺(tái)決定每個(gè)中標(biāo)標(biāo)書(shū)對(duì)應(yīng)的手機(jī)用戶(hù)的報(bào)酬為max{min{cif,nif} }，其中，cif =Vi(S，f^)cf/Yf(S1J，nif=VJS，f_i)D，/V(S，{bJ)，V"S，h)= v(s'f_iU 是匕相對(duì)于新的中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合的邊際效用，S' f: 為在B'上選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)且準(zhǔn)備選擇1^時(shí)，當(dāng)前的中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合，B' =B\{bJ是移除中標(biāo) 標(biāo)書(shū)bi后所有剩下標(biāo)書(shū)的集合，cf為提供標(biāo)書(shū)f的手機(jī)用戶(hù)設(shè)定的完成任務(wù)的心理價(jià)位， D' =a*D,a= (e-l)/(3*e-l)，D為平臺(tái)決定的任務(wù)預(yù)算。
[0017] 可選的，在所述的冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法中，步驟S31中，所述標(biāo)書(shū)集合中計(jì)算 每個(gè)標(biāo)書(shū)的數(shù)據(jù)的邊際效用采用如下公式：
[0018]VJS) =V(SU{biD-VO，
[0019]V⑶為地點(diǎn)集合中所有地點(diǎn)獲得的總數(shù)據(jù)效用：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，適用于群智感知系統(tǒng)，所述群智感知系統(tǒng)包括平臺(tái) 及與所述平臺(tái)建立通信的若干手機(jī)用戶(hù)，其特征在于，包括以下步驟： 51 :平臺(tái)決定任務(wù)預(yù)算，并發(fā)布任務(wù)所涉及的地點(diǎn)集合； 52 :每個(gè)欲參與任務(wù)的手機(jī)用戶(hù)提交標(biāo)其中奶是手機(jī)用戶(hù)i能夠測(cè)量 數(shù)據(jù)的地點(diǎn)集合，是手機(jī)用戶(hù)i對(duì)供中所有地點(diǎn)的數(shù)據(jù)服務(wù)的報(bào)價(jià)，所有手機(jī)用戶(hù)的標(biāo) 書(shū)構(gòu)成標(biāo)書(shū)集合B= ，…，bn}; 53 :所述平臺(tái)從所述標(biāo)書(shū)集合中選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)并決定每個(gè)中標(biāo)標(biāo)書(shū)對(duì)應(yīng)的手機(jī)用戶(hù)的 報(bào)酬，所有中標(biāo)標(biāo)書(shū)構(gòu)成中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合；其中，所述平臺(tái)從所述標(biāo)書(shū)集合中選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)的 方法包括以下步驟： 530 :初始化所述中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合，并計(jì)算所述標(biāo)書(shū)集合中所有標(biāo)書(shū)的數(shù)據(jù)的邊際效用； 531 :利用所述標(biāo)書(shū)集合中所有標(biāo)書(shū)的數(shù)據(jù)的邊際效用計(jì)算每個(gè)標(biāo)書(shū)的單位成本數(shù)據(jù) 的邊際效用，并將所有標(biāo)書(shū)的單位成本數(shù)據(jù)的邊際效用按照降序排列； 532 :判斷S31中最大的單位成本數(shù)據(jù)的邊際效用所對(duì)應(yīng)的標(biāo)書(shū)是否滿足停止條件，若 滿足，則停止選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)，若不滿足，則執(zhí)行S33 ; 533 :將當(dāng)前判斷的標(biāo)書(shū)轉(zhuǎn)移至所述中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合，并執(zhí)行S31。 S4:所述中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合的所有手機(jī)用戶(hù)去各自標(biāo)書(shū)中的地點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)上 傳給所述平臺(tái)； S5 :所述平臺(tái)收到所述數(shù)據(jù)后，依據(jù)已決定的報(bào)酬付給相應(yīng)的手機(jī)用戶(hù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，其特征在于，所述步驟S3中， 所述平臺(tái)決定每個(gè)中標(biāo)標(biāo)書(shū)對(duì)應(yīng)的手機(jī)用戶(hù)的報(bào)酬為max丨min丨Cif，gif丨丨，其中，cif =vt(s，f^)cf/Yf(S1h)，nif=v"s，h)d，/v(s，hU{bJ)，vjs，h)= v(s'f_iU 是匕相對(duì)于新的中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合的邊際效用，s' f: 為在B'上選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)且準(zhǔn)備選擇1^時(shí)，當(dāng)前的中標(biāo)標(biāo)書(shū)集合，B' =B\{bJ是移除中標(biāo) 標(biāo)書(shū)bi后所有剩下標(biāo)書(shū)的集合，cf為提供標(biāo)書(shū)f的手機(jī)用戶(hù)設(shè)定的完成任務(wù)的心理價(jià)位， D' =a*D，a= (e-l)/(3*e-l)，D為平臺(tái)決定的任務(wù)預(yù)算。
3. 如權(quán)利要求1所述的冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，其特征在于，步驟S31中，所述標(biāo)書(shū) 集合中計(jì)算每個(gè)標(biāo)書(shū)的數(shù)據(jù)的邊際效用采用如下公式： V^S) =V(SU{bJ)-V(S), V⑶為地點(diǎn)集合中所有地點(diǎn)獲得的總數(shù)據(jù)效用，V(s) ?^為），v(Xj，hj)為冗 余數(shù)據(jù)邊際效用，v(Xj，hj) =min(a*log(b*Xj+c)+d，a*log(b*hj+c)+d)，i為標(biāo)書(shū)的序號(hào)，j為地點(diǎn)的序號(hào)，xj是地點(diǎn)j實(shí)際的數(shù)據(jù)量，hj為所述平臺(tái)為j地點(diǎn)設(shè)定的數(shù)據(jù)量閾值，a、 b、c是調(diào)整參數(shù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，其特征在于，所述每個(gè)標(biāo)書(shū)的單位 成本數(shù)據(jù)的邊際效用采用如下公式計(jì)算： r(bi) =Yi(S)/ci, i為標(biāo)書(shū)序號(hào)，r(bi)為標(biāo)書(shū)i的單位成本數(shù)據(jù)的邊際效用，Ci為提供標(biāo)書(shū)i的手機(jī)用 戶(hù)設(shè)定的完成任務(wù)的心理價(jià)位，\(S)為標(biāo)書(shū)i的數(shù)據(jù)的邊際效用。
5.如權(quán)利要求1所述的冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，其特征在于，步驟S32中，所述停止 條件為cf>V^S)D' /V(SUbf)，其中，cf為提供標(biāo)書(shū)f?的手機(jī)用戶(hù)設(shè)定的完成任務(wù)的心 理價(jià)位，Vf⑶是序號(hào)為f的標(biāo)書(shū)的數(shù)據(jù)的邊際效用，D' =a*D，a= (e-lV(3*e-l)，D 為平臺(tái)決定的任務(wù)預(yù)算。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種冗余數(shù)據(jù)效用最大化方法，平臺(tái)從所述標(biāo)書(shū)集合中選擇中標(biāo)標(biāo)書(shū)并決定每個(gè)中標(biāo)標(biāo)書(shū)對(duì)應(yīng)的手機(jī)用戶(hù)的報(bào)酬這步驟采用博弈論中可信組合拍賣(mài)方法，提出了一種具有可信性、個(gè)體合理性、計(jì)算有效性、預(yù)算合理性的任務(wù)分配方法，使得冗余數(shù)據(jù)效用最大化，進(jìn)而使平臺(tái)的任務(wù)分配具備可信性、個(gè)體理性、計(jì)算有效性、預(yù)算合理性。
【IPC分類(lèi)】G06Q10-04, G06Q50-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104809526
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510230997
【發(fā)明人】李娟 , 朱燕民, 俞嘉地
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日