[发明专利]一种边缘辅助移动群智感知真值发现系统及其激励方法

权利要求书

1.一种边缘辅助移动群智感知真值发现系统，适用于一种移动群智感知系统，其特征在于：所述一种边缘辅助移动群智感知真值发现系统位于深层云中的平台，平台包括一组由r个边缘云组成的集合E＝{e₁,e₂,...,e_r}和一组由n个智能手机用户组成的集合U＝{1,2,...,n}，设U_k为边缘云e_k覆盖区域内的用户集，其中U＝∪U_k,k＝1,2,...,r，任一用户属于多个边缘云；

深层云将m个任务T＝{t₁,t₂,...,t_m}分配给所有边缘云，进行移动群智感知，同时根据边缘云覆盖区域中的传感数据的重要性为每个边缘云确定预算，令G＝(G₁,G₂,...,G_r)为所有边缘云的预算概况，每个任务t_j∈T与一个任务类型μ_j相关联，所述类型表示任务t_j的重要性；设μ＝(μ₁,μ₂,...,μ_m)为所有任务的类型；

每个边缘云e_k∈E记录任务，并将其分配给用户子集U_k，每个用户i∈U向其所属的边缘云提交一个三元组B_i＝(T_i,b_i,X_i)，T_i是用户i愿意执行的任务集，b_i是用户i的出价，X_i是用户i提交的与任务集T_i对应的感知数据，每一任务集T_i与成本c_i相关联，c_i仅对用户i已知，用户提交任务T_i的感知数据，设X＝(X₁,X₂,...,X_n)为所有用户提交的感知数据，其中设T^k与X^k分别为向边缘云e_k提交的任务集和感知数据；

接收感知数据时，每个边缘云e_k∈E计算每个i∈U_k的用户的权重w_i，通过真值发现算法估计边缘云e_k的所有任务真值设w^k为e_k中所有用户U_k的权重，设X_*为最终所有边缘云估算的真值；

对于任意边缘云e_k，所述的真值发现算法的步骤如下：

步骤201：用户收集感知数据，并将感知数据提交到用户所在的边缘云上；

步骤202：边缘云随机初始化边缘云e_k的所有任务真值以及迭代上限

步骤203：边缘云迭代计数器初始化

步骤204：在边缘云上将边缘云e_k的所有任务真值的值赋给边缘云e_k的所有任务的临时真值

步骤205：计算所有用户i∈U_k的权重其中std_j是任务t_j的所有感知数据的标准差，是任务t_j的临时真值；

步骤206：计算每个任务t_j∈T^k的真值

步骤207：更新当前迭代次数

步骤208：若且则执行步骤204，否则执行步骤209；

步骤209：输出估计边缘云e_k的所有任务真值和所有用户的权重w^k；

边缘云将估计的真值提交给深层云，深层云计算每一个边缘云e_k∈E的权重g^k时，边缘云e_k的权重更新的公式为：

其中α,β为两个常数，α为可靠性的系数，β为重要性系数，α是决定边缘云的用户数对于最后真值发现的影响，α越大，用户数较多的边缘云将会拥有较大的权重，在深层云的真值发现过程中起着较大的影响，β越大，拥有预算较多的边缘云将会拥有较大的权重，在深层云的真值发现过程中起着较大的影响，其中有α∈[0,1],β∈[0,1],α+β＝1；是边缘云e_k上任务t_j的感知数据，是任务t_j的真值，根据X_*通过真值发现方法估算所有任务的最终真值X_**。

2.一种根据权利要求1所述的一种边缘辅助移动群智感知真值发现系统的激励方法，其特征在于：给定边缘云e_k的任务集T^k，边缘云e_k的用户集U_k，边缘云e_k的预算G_k，所有任务的类型μ和出价策略每个边缘云e_k计算获胜者集合和每个获胜者i∈S_k的付款p_i，令其中r是边缘云数量；令p^k和p分别是S_k和S的支付策略，

将任意用户i的效用定义为付款与其实际成本之间的差额：

u_i＝p_i-c_i (1)

其中，u_i是用户i的效用，c_i是任务集T_i的成本；

对于任何任务t_j∈T_i，从边缘云e_k中的获胜者集S_k获得的质量函数定义为：

其中，T_i是用户i愿意执行的任务集，v_i∈w^k，v_i是用户i的权重；μ_j是任务t_j的类型，log反映平台在参与用户带来的质量方面的收益递减；

使质量函数最大化，以使总付款不超过预算，将其表述为：

目标:Maximize V(S_k) (3)

约束:

所述每个边缘云e_k计算获胜者集合和每个获胜者i∈S_k的付款p_i由预算可行反向拍卖实现，步骤如下：

步骤301：初始化获胜者集合初始化支付策略p^k＝0；

步骤302：初始化出价不超过预算的用户集合其中b_i是用户i的出价；

步骤303：令i^*为集合中价值最大的用户：

步骤304：以2/5概率执行步骤305，以3/5概率执行步骤306；

步骤305：将i^*加入到获胜者集合S_k中，并设置用户i^*的支付报酬为执行步骤317；

步骤306：在中找到值最大的用户i，其中V_i'(S_k)＝V(S_k∪{i'})-V(S_k)；

步骤307：若满足则执行步骤308，否则执行步骤310；

步骤308：将用户i加入获胜者集合S_k中；

步骤309：在中找到值最大的用户i，其中为集合与集合S_k的差集，执行步骤307；

步骤310：判断对集合S_k中每个用户i是否都执行了步骤311到步骤316；如果是，则执行步骤317；如果否，执行步骤311；

步骤311：令令

步骤312：找到集合中值最大的用户i'，其中

步骤313：如果用户i'满足则执行步骤314，否则执行步骤310；

步骤314：找到集合中值最大的用户i'，其中

步骤315：计算

步骤316：并将i'加入到S'_k中：执行步骤313；

步骤317：输出获胜者集合S_k，支付策略p^k。