CN105282246B - 基于拍卖机制的感知任务分配的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于拍卖机制的感知任务分配的方法，通过根据任务需求者的感知任务的感知区域分组，并为每组分配一位代理的方式，每组的所有任务需求者对每个用户制定标书，并将制定的标书提交给该组的代理；每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书，并将所述拍卖标书提交给平台。上述过程，代理作为感知任务分配的过程中间媒介，采用博弈论中的定价机制，确定最终提交给平台的拍卖标书，降低了感知任务需求者的支出，提高拍卖的成交数，并保证可信性、个体理性、计算有效性、预算合理性。

Description

基于拍卖机制的感知任务分配的方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域技术领域，特别涉及一种基于拍卖机制的感知任务分配的方法。
背景技术
近年来，智能手机内置了多种传感器并且拥有强大的计算能力。手机不仅能提供通信功能，还能够感知手机用户的行为活动以及周边的环境。
群智感知是一种利用智能手机来感知人们的居住环境的新技术。我们可以利用摄像头、麦克风、加速度计、气压计、陀螺仪等传感器来手机传感数据，并从传感数据中提取出有用的信息，接着利用现有的蜂窝网或者Wi-Fi把信息传输到布置在云端的感知平台。感知平台聚合并分析来自大量用户的数据，生成与我们的生活息息相关的有价值的信息。
在由智能手机、感知平台构成的群智感知***中，激励机制是一个关键问题。手机用户参与群智感知时，需要花费电池电量、数据流量，还会有隐私泄露的风险。因此，手机用户参与群智感知的积极性不高。而金钱奖励是一个通用的、有效的方法来鼓励用户参与。对于数据需求者而言，他想要收集尽可能多的数据，通常需要覆盖较大的地理区域或者较长的时间段，这使得很多数据需求者无法单独负担手机用户的酬劳。在传统方法中，通常采用反向拍卖的方法来决定感知任务和手机用户之间的匹配，单该方法并不能显著地降低数据需求者的开销。
针对上述问题，本发明正是想要找出一种任务分配方法，来满足手机用户的酬劳要求，同时降低数据需求者的开销，实现手机用户和数据需求者的共赢局面，并保证拍卖机制的可信性、个体理性、预算平衡、高计算效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于拍卖机制的感知任务分配的方法，以解决使用现有技术中感知任务的分配方法实现感知任务与手机用户之间的匹配时，数据需求者的开销较大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于拍卖机制的感知任务分配的方法，包括如下步骤：
S1：创建群智感知***；所述群智感知***包括平台及与所述平台分别建立通信的多个用户、任务需求者及代理；
S2：所述平台接收多个用户的报价及所有任务需求者的感知任务，根据任务需求者的感知任务的感知区域分组，并为每组分配一位代理；
S3：每组的所有任务需求者对每个用户制定标书，并将制定的标书提交给该组的代理；
S4：每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书，并将所述拍卖标书提交给平台；
S5：平台随机将每个代理与一用户匹配，并计算每个代理应支付给匹配用户的费用，以判定该代理是否可成功竞拍到与其匹配的用户，若竞拍成功，则执行下一步骤，若竞拍失败，则进行判定下一代理是否可成功竞拍到与其匹配的用户，其中，所有代理中竞拍成功的代理均需执行下一步骤；
S6：代理根据竞拍成功的拍卖标书向与所述代理匹配的用户支付报酬并分配感知任务。
可选的，在所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法中，S4中所述拍卖标书是根据每个用户的获胜集合以及对每个感知任务所需费用获得。
可选的，在所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法中，每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书步骤如下：
代理设定每组的标书单价，所述标书单价等于一组中所有标书中随机挑选出的标书的报价除以感知任务的类型数量；
代理根据每组的标书单价计算每个感知任务所需费用，并建立获胜集合。
可选的，在所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法中，每组的标书单价采用如下公式计算：
其中，i表示第i组感知任务，k表示用户的序号，m表示第i组的代理随机挑选出的标书序号，表示中的感知任务的类型数量，是任务需求者在第i组中第m个标书需要第k个用户完成感知任务的类型的集合，是任务需求者在第i组中第m个标书中给第k个用户完成感知任务的报价。
可选的，在所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法中，每个感知任务所需费用采用如下公式计算：
其中，i表示第i组，j为第j个标书，第j个标书对应第j个感知任务，k表示用户的序号，表示第i组标书对第k个用户的标书单价。
可选的，在所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法中，第i组中对第k个用户的获胜集合Si(k)的建立方法如下：
遍历第i组中的每一个感知任务，第k个用户的第j个标书是
是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的报价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的估价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的类型的集合；
若且则第j个标书进入获胜集合Si(k)，反之，第j个标书不进入获胜集合Si(k)。
在本发明所提供的基于拍卖机制的感知任务分配的方法中，通过根据任务需求者的感知任务的感知区域分组，并为每组分配一位代理的方式，每组的所有任务需求者对每个用户制定标书，并将制定的标书提交给该组的代理；每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书，并将所述拍卖标书提交给平台。上述过程，以代理作为感知任务分配的过程中间媒介，采用博弈论中的定价机制，确定最终提交给平台的拍卖标书，降低了感知任务需求者的支出，提高拍卖的成交数，并保证可信性、个体理性、计算有效性、预算合理性。
附图说明
图1是本发明一实施例中基于拍卖机制的感知任务分配的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的基于拍卖机制的感知任务分配的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，其为本发明的基于拍卖机制的感知任务分配的方法的流程图，如图1所示，所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法包括如下步骤：
首先，执行步骤S1，创建群智感知***；所述群智感知***包括平台及与所述平台分别建立通信的多个用户、任务需求者及代理；
接着，执行步骤S2，所述平台接收多个用户的报价及所有任务需求者的感知任务，根据任务需求者的感知任务的感知区域分组，并为每组分配一位代理；
接着，执行步骤S3，每组的所有任务需求者对每个用户制定标书，并将制定的标书提交给该组的代理；
每个任务需求者需要提交对每个用户的标书，第i个组的第k个用户的第j个标书为由它的任务需求者制定并提交给代理Ai，Ai表示第i组代理，其中，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的报价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的估价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的类型的集合；
接着，执行步骤S4，每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书，并将所述拍卖标书提交给平台；
本实施例中，S4中所述拍卖标书是根据每个用户的获胜集合以及对每个感知任务所需费用获得。具体的，每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书步骤如下：
S40：代理设定每组的标书单价，所述标书单价等于一组中所有标书中随机挑选出的标书的报价除以感知任务的类型数量；其中，每组的标书单价采用如下公式计算：
其中，i表示第i组感知任务，k表示用户的序号，m表示第i组的代理随机挑选出的标书序号，表示中的感知任务的类型数量，是任务需求者在第i组中第m个标书需要第k个用户完成感知任务的类型的集合，是任务需求者在第i组中第m个标书中给第k个用户完成感知任务的报价。
S41：代理根据每组的标书单价计算每个感知任务所需费用，并建立获胜集合。
其中，每个感知任务所需费用采用如下公式计算：
其中，i表示第i组，j为第j个标书，第j个标书对应第j个感知任务，k表示用户的序号，表示第i组标书对第k个用户的标书单价。
第i组中对第k个用户的获胜集合Si(k)的建立方法如下：
遍历第i组中的每一个感知任务，第k个用户的第j个标书是
是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的报价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的估价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的类型的集合；
若且则第j个标书进入获胜集合Si(k)，反之，第j个标书不进入获胜集合Si(k)；这里创建获胜集合主要目的在于：判断代理人计算的每个感知任务所需费用是否可以被该感知任务接受，如果该费用不高于该感知任务的报价和估价，那么这个费用会被感知任务接受，这个任务进入获胜集合Si(k)；否则该感知任务拒绝参与对第k个用户的拍卖，不会进入Si(k)。需要说明的是，本申请文件中，标书与感知任务有对应关系，因此第j个标书对应指定第j个感知任务。
实际上，根据每个感知任务所需费用，代理可以计算出获胜集合Si(k)中所有感知任务的总费用Fi(k)，经过后续验证可知，采用本发明的技术方案，每个感知任务所需的费用大大降低。
接着，执行步骤S5，平台随机将每个代理与一用户匹配，并计算每个代理应支付给匹配用户的费用，以判定该代理是否可成功竞拍到与其匹配的用户，若竞拍成功，则执行下一步骤，若竞拍失败，则进行判定下一代理是否可成功竞拍到与其匹配的用户，其中，所有代理中竞拍成功的代理均需执行下一步骤；
为了较好的理解步骤S5中计算每个代理应支付给匹配用户的费用的过程，请结合下面的内容进行理解，具体的，平台为代理Ai收取的费用的计算方法为：假设分配给Ai的是第x个用户，逐一查找其他代理的每个报价，找出落在区间(区间为第x个用户可以成功竞拍的费用区间)上的由其他代理提交的报价的最小值这里将其他代理提交的报价的最小值作为对Ai的收费；如果没有找到满足条件的报价(也就是所有其他代理提交的报价均没有落入区间)，则Ai和第x个用户之间的交易取消(即在感知任务分配过程中不考虑采用该代理以及第x个用户，相当于取消两者的资格)。
接着，执行步骤S6，代理根据竞拍成功的拍卖标书向与所述代理匹配的用户支付报酬并分配感知任务。
每个代理负责完成金钱的收支与感知任务有关数据的收发，如果代理Ai成功地竞拍到第k个手机用户，则Ai向Si(k)中的请求收取由步骤S40计算出来的费用，并根据成交价格给第k个用户付款，用户采集完成Si(k)中的所有请求的感知任务的类型，并将所有感知任务发给Ai，给Si(k)中的每个请求发送相应数据，即给第i组的第j个感知任务的发起者发送感知任务的类型集合
由上述内容可知，本发明的数据拍卖机制具备可信性、个体理性、计算有效性、预算合理性。
可信性：如果竞拍者的最优策略是将自己的真实心理价位作为标书中的报价，则这个机制是可信的。步骤S3、S4中的拍卖，通过随机挑选标书生成单位成交价格，使得每个请求的最优策略是提交真实的报价和估价而谎报则会导致收到的数据与真实需要不符。步骤S4中，团购平台给代理Ai匹配手机用户，并根据分得的用户报价和其他代理的报价来为Ai计算成交价格，这使得对任何一个手机用户j，Ai的最优策略是
计算有效性：一个机制具有计算有效性是指它能在多项式时间内结束，本发明的执行步骤是多项式时间内完成的。
综上，在本发明所提供的基于拍卖机制的感知任务分配的方法中，通过根据任务需求者的感知任务的感知区域分组，并为每组分配一位代理的方式，每组的所有任务需求者对每个用户制定标书，并将制定的标书提交给该组的代理；每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书，并将所述拍卖标书提交给平台。上述过程，代理作为感知任务分配的过程中间媒介，采用博弈论中的定价机制，确定最终提交给平台的拍卖标书，降低了感知任务需求者的支出，提高拍卖的成交数，并保证可信性、个体理性、计算有效性、预算合理性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于拍卖机制的感知任务分配的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：创建群智感知***；所述群智感知***包括平台及与所述平台分别建立通信的多个用户、多个任务需求者及多个代理；
S2：所述平台接收多个用户的报价及所有任务需求者的感知任务，根据任务需求者的感知任务的感知区域分组，并为每组分配一位代理；
S3：每组的所有任务需求者对每个用户制定标书，并将制定的标书提交给该组的代理；
S4：每位代理根据接收到的所有标书制定每个用户的拍卖标书，并将所述拍卖标书提交给平台；制定每个用户的拍卖标书步骤如下：
代理设定每组的标书单价，所述标书单价等于一组中所有标书中随机挑选出的标书的报价除以感知任务的类型数量；
代理根据每组的标书单价计算每个感知任务所需费用，并建立获胜集合；
S5：平台随机将每个代理与一用户匹配，并计算每个代理应支付给匹配用户的费用，以判定该代理是否可成功竞拍到与其匹配的用户，若竞拍成功，则执行步骤S6，若竞拍失败，则进行判定下一代理是否可成功竞拍到与其匹配的用户，其中，所有代理中竞拍成功的代理均需执行步骤S6；
S6：代理根据竞拍成功的拍卖标书向与所述代理匹配的用户支付报酬并分配感知任务。
2.如权利要求1所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法，其特征在于，S4中所述拍卖标书是根据每个用户的获胜集合以及对每个感知任务所需费用获得。
3.如权利要求1所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法，其特征在于，每组的标书单价采用如下公式计算：
其中，i表示第i组感知任务，k表示用户的序号，m表示第i组的代理随机挑选出的标书序号，表示中的感知任务的类型数量，是任务需求者在第i组中第m个标书需要第k个用户完成感知任务的类型的集合，是任务需求者在第i组中第m个标书中给第k个用户完成感知任务的报价。
4.如权利要求3所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法，其特征在于，每个感知任务所需费用采用如下公式计算：
其中，i表示第i组，j为第j个标书，第j个标书对应第j个感知任务，k表示用户的序号，表示第i组标书对第k个用户的标书单价。
5.如权利要求1所述的基于拍卖机制的感知任务分配的方法，其特征在于，第i组中对第k个用户的获胜集合Si(k)的建立方法如下：
遍历第i组中的每一个感知任务，第k个用户的第j个标书是 是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的报价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的估价，是任务需求者在第i组中第j个标书中给第k个用户完成感知任务的类型的集合；
若且则第j个标书进入获胜集合Si(k)，反之，第j个标书不进入获胜集合Si(k)。
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