[发明专利]一种时域连续型空间众包任务分配方法

说明书

本发明公开了一种时域连续型空间众包任务分配方法，包括以下具体步骤：(1)时域连续型空间众包质量指标函数、(2)时域连续型空间众包任务分配、(3)优化策略。通过上述，本发明的时域连续型空间众包任务分配方法，以时域连续性空间众包任务质量为优化目标，实现高效的分配，可以适用于实际生活中的多种场景，如环境感知(感知一个城市近一周的空气质量或某一大厦国庆期间的噪音污染程度)、公共基础设施感知(某一拥挤路段近一个月内的道路状况)等，应用场景广泛，具有实际研究意义。

技术领域

本发明涉及数据库、时空数据管理、数据分析、数据挖掘、众包、空间众 包领域，特别是涉及一种时域连续型空间众包任务分配方法。

背景技术

时域连续型空间众包是一类新的空间众包形式，在任务完成时间内要求不 断地分配工作者到达指定位置执行众包任务，进而获得一系列时间连续型的感 知数据。

智能移动设备的普及为空间众包这一数据感知模式提供了平台基础。区别 于普通众包任务，空间众包要求工作者实际到达指定位置才能完成被分配的任 务，如拍摄某个景点的照片等。已有空间众包工作往往是基于对任务的“原子 性”假设，即“或者完全执行，或者完全不执行”，从而将众包任务简化为一个 不可分割的工作单元。其任务分配形式多为将众包任务与工作者进行一对一匹 配，当该工作者完成指定任务后，任务即执行完毕。实际中，存在一类任务， 其任务周期比较长，单个工作者难以完成整个任务，因此需要涉及多个工作者 的分时协作，我们称这类空间众包形式为时域连续型空间众包。但是，由于任务预算的限制和实际可用工作者数量的限制，时域连续型空间众包任务很难在 每个时间单元都能得到分配并由工作者完成。如此一来，时域连续型空间众包 任务得到的感知数据通常是不完整的，从而产生了空间众包任务的质量管理问 题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种时域连续型空间众包任务分配方 法，提出时域连续型空间众包的概念，并给出衡量任务质量的指标函数，研究 以任务质量为优化目标的高效任务分配方案，以时域连续性空间众包任务质量 为优化目标，实现高效的分配。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种时域连 续型空间众包任务分配方法，包括以下具体步骤：

(1)时域连续型空间众包质量指标函数

对于一个时域连续型空间众包任务，假设任务被分成m个等时间片的子任 务，如果任务全部被完成，那么任务完成率为1；相应的，每个子任务的完成率 为1/m，当某个子任务未完成时，用已完成子任务的数据来预测未完成子任务的 数据；未完成子任务的完成率与插值误差有关，则未完成子任务的完成率范围 是[0,1/m]，采用k最近邻插值，对某个未完成子任务而言，通过时间轴上最近 的k个已完成子任务的数据平均值，来推断其数据取值；

采用信息熵的形式来表征任务的完成质量，假设任务t被分成m个等时间 片的子任务，t＝{t₁，t₂，...，t_m}，用表示每个子任务t_i的质量，那么任务t的任 务质量函数quality(t)可以计算为：

(2)时域连续型空间众包任务分配

利用启发式近似算法来有效进行任务分配，近似算法每轮选择单位成本下 任务质量增长率最大的子任务去执行，直到达到任务预算约束，该算法的近似 比为1-1/√e；

在预算充足的条件下，算法最多可执行m轮，即所有子任务都被完成，在 每一轮执行过程中，算法计算子任务的任务质量增长率；选择任务质量增长率 最高的子任务；将其分配给距离该子任务位置最近的工作者，计算未完成子任 务的任务质量增长率要求出其k最近邻，当时间片总数m值很大或者任务成本 足够大，近似算法的时间性能较低，还提出了相应的优化策略；

(3)优化策略