冗余数据效用最大化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种冗余数据效用最大化方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，智能手机用户急剧增加，而且智能手机中嵌入了丰富的传感器，大量智能 手机用户能够很方便地收集并分享周围环境的感知数据。因此，基于智能手机的群智感知 系统成为收集并分享周围环境的感知数据的令人十分感兴趣的方法。群智感知系统由平台 和愿意贡献感知数据的智能手机用户组成。假设一个噪音地图应用想要收集在一些地点的 噪声水平。每个手机用户会告诉平台自己愿意在哪些地方测量数据以及数据服务对应的价 格。平台根据报价雇佣一些手机用户去收集数据。一旦被雇佣，手机用户需要去相应的地 点收集数据并传给平台，然后收到一定的报酬。该应用想要收集效用更高的数据，但它的财 政预算又有限。
[0003]因此，考虑到预算限制的数据效用最大化是群智感知系统中的关键问题。这个问 题相当具有挑战性。首先，实际中的数据通常有冗余，也就是有边际效用现象。同一个地点 获得的数据，单位数据的效用随着数据量的增加而减小。在上面的例子中，这使得在同一个 地点，一个手机测得的数据的效用和其他手机的数据耦合在一起。另外，手机用户是自私且 有策略性的。他们会为了最大化自己的利益而伤害整体的利益。同时，手机用户测数据的 成本也就是心理价位是隐私信息，他可能为了自己的利益而对这一信息撒谎，从而伤害整 体的利益。
[0004] 现有的方法通常可以分为可信方法和不可信方法。可信方法通常利用拍卖机制去 最大化社会福利或者最小化社会成本，而没有考虑数据效用。而且，他们通常不实际地假设 预算是无限的。不可信方法假设手机用户不会对成本信息撒谎。这两种方法都很不实际。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本发明提出了一种冗余数据效用最大化方法，以使任务分配 方法具备可信性、个体理性、计算有效性、预算合理性。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种冗余数据效用最大化方法，适用于群智感 知系统，所述群智感知系统包括平台及与所述平台建立通信的若干手机用户，所述冗余数 据效用最大化方法包括如下步骤：
[0007] S1:平台决定任务预算，并发布任务所涉及的地点集合；
[0008] S2:每个欲参与任务的手机用户提交标书b,?=(%/；〇 5其中灼是手机用户i能够测 量数据的地点集合，是手机用户i对A中所有地点的数据服务的报价，所有手机用户的 标书构成标书集合B= {bpt^，…，bn};
[0009] S3:所述平台从所述标书集合中选择中标标书并决定每个中标标书对应的手机用 户的报酬，所有中标标书构成中标标书集合；其中，所述平台从所述标书集合中选择中标标 书的方法包括以下步骤：
[0010]S30:初始化所述中标标书集合，并计算所述标书集合中所有标书的数据的边际效 用；
[0011] S31 :利用所述标书集合中所有标书的数据的边际效用计算每个标书的单位成本 数据的边际效用，并将所有标书的单位成本数据的边际效用按照降序排列；
[0012] S32 :判断S31中最大的单位成本数据的边际效用所对应的标书是否满足停止条 件，若满足，则停止选择中标标书，若不满足，则执行S33;
[0013]S33:将当前判断的标书转移至所述中标标书集合，并执行S31。
[0014]S4:所述中标标书集合的所有手机用户去各自标书中的地点测量数据并将所述数 据上传给所述平台；
[0015]S5:所述平台收到所述数据后，依据已决定的报酬付给相应的手机用户。
[0016] 可选的，在所述的冗余数据效用最大化方法中，所述步骤S3中，所述平 台决定每个中标标书对应的手机用户的报酬为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 是匕相对于新的中标标书集合的边际效用，S' f: 为在B'上选择中标标书且准备选择1^时，当前的中标标书集合，B' =B\{bJ是移除中标 标书bi后所有剩下标书的集合，cf为提供标书f的手机用户设定的完成任务的心理价位， D' =a*D,a= (e-l)/(3*e-l)，D为平台决定的任务预算。
[0017] 可选的，在所述的冗余数据效用最大化方法中，步骤S31中，所述标书集合中计算 每个标书的数据的边际效用采用如下公式：
[0018]VJS) =V(SU{biD-VO，
[0019]V⑶为地点集合中所有地点获得的总数据效用：
【主权项】
1. 一种冗余数据效用最大化方法，适用于群智感知系统，所述群智感知系统包括平台 及与所述平台建立通信的若干手机用户，其特征在于，包括以下步骤： 51 :平台决定任务预算，并发布任务所涉及的地点集合； 52 :每个欲参与任务的手机用户提交标其中奶是手机用户i能够测量 数据的地点集合，是手机用户i对供中所有地点的数据服务的报价，所有手机用户的标 书构成标书集合B= ，…，bn}; 53 :所述平台从所述标书集合中选择中标标书并决定每个中标标书对应的手机用户的 报酬，所有中标标书构成中标标书集合；其中，所述平台从所述标书集合中选择中标标书的 方法包括以下步骤： 530 :初始化所述中标标书集合，并计算所述标书集合中所有标书的数据的边际效用； 531 :利用所述标书集合中所有标书的数据的边际效用计算每个标书的单位成本数据 的边际效用，并将所有标书的单位成本数据的边际效用按照降序排列； 532 :判断S31中最大的单位成本数据的边际效用所对应的标书是否满足停止条件，若 满足，则停止选择中标标书，若不满足，则执行S33 ; 533 :将当前判断的标书转移至所述中标标书集合，并执行S31。 S4:所述中标标书集合的所有手机用户去各自标书中的地点测量数据并将所述数据上 传给所述平台； S5 :所述平台收到所述数据后，依据已决定的报酬付给相应的手机用户。
2. 如权利要求1所述的冗余数据效用最大化方法，其特征在于，所述步骤S3中， 所述平台决定每个中标标书对应的手机用户的报酬为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 是匕相对于新的中标标书集合的边际效用，s' f: 为在B'上选择中标标书且准备选择1^时，当前的中标标书集合，B' =B\{bJ是移除中标 标书bi后所有剩下标书的集合，cf为提供标书f的手机用户设定的完成任务的心理价位， D' =a*D，a= (e-l)/(3*e-l)，D为平台决定的任务预算。
3. 如权利要求1所述的冗余数据效用最大化方法，其特征在于，步骤S31中，所述标书 集合中计算每个标书的数据的边际效用采用如下公式： V^S) =V(SU{bJ)-V(S), V⑶为地点集合中所有地点获得的总数据效用，V(s) ?^為），v(Xj，hj)为冗 余数据边际效用，v(Xj，hj) =min(a*log(b*Xj+c)+d，a*log(b*hj+c)+d)，i为标书的序号，j为地点的序号，xj是地点j实际的数据量，hj为所述平台为j地点设定的数据量阈值，a、 b、c是调整参数。
4. 如权利要求3所述的冗余数据效用最大化方法，其特征在于，所述每个标书的单位 成本数据的边际效用采用如下公式计算： r(bi) =Yi(S)/ci, i为标书序号，r(bi)为标书i的单位成本数据的边际效用，Ci为提供标书i的手机用 户设定的完成任务的心理价位，\(S)为标书i的数据的边际效用。
5.如权利要求1所述的冗余数据效用最大化方法，其特征在于，步骤S32中，所述停止 条件为cf>V^S)D' /V(SUbf)，其中，cf为提供标书f?的手机用户设定的完成任务的心 理价位，Vf⑶是序号为f的标书的数据的边际效用，D' =a*D，a= (e-lV(3*e-l)，D 为平台决定的任务预算。
【专利摘要】本发明提供了一种冗余数据效用最大化方法，平台从所述标书集合中选择中标标书并决定每个中标标书对应的手机用户的报酬这步骤采用博弈论中可信组合拍卖方法，提出了一种具有可信性、个体合理性、计算有效性、预算合理性的任务分配方法，使得冗余数据效用最大化，进而使平台的任务分配具备可信性、个体理性、计算有效性、预算合理性。
【IPC分类】G06Q10-04, G06Q50-00
【公开号】CN104809526
【申请号】CN201510230997
【发明人】李娟 , 朱燕民, 俞嘉地
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月7日