移動(dòng)感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集及激勵(lì)機(jī)制探討

◆門 寧 張 成 陳 波 趙永輝

（河南省環(huán)境監(jiān)控中心 河南 450000）

0 引言

移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)其實(shí)就是以普通用戶的移動(dòng)端當(dāng)作感知源頭，利用網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作，完成感知任務(wù)分配以及感知數(shù)據(jù)的整合，進(jìn)而完成各種感知任務(wù)。這種網(wǎng)絡(luò)形式為互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供了新型的感知方式，進(jìn)而提供了一定發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)此項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)資源的改變成為相關(guān)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

1 移動(dòng)群感知網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

常見的移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)主要是由感知平臺(tái)與移動(dòng)角戶兩部分組成，兩種類型的差異性包括：感知平臺(tái)是由數(shù)據(jù)中心的多項(xiàng)感知服務(wù)設(shè)備構(gòu)成，移動(dòng)數(shù)據(jù)可以使用智能手機(jī)所提供的各種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)工作主要分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：感知平臺(tái)將整體感知任務(wù)分化為很多子任務(wù)、利用相關(guān)激勵(lì)制度引導(dǎo)用戶參與、參與用戶根據(jù)對(duì)相應(yīng)傳感器的運(yùn)用做出感知等，各種移動(dòng)智感平臺(tái)必須對(duì)用戶數(shù)據(jù)做出相對(duì)評(píng)估，最后利用激勵(lì)機(jī)制對(duì)用戶感知成果進(jìn)行補(bǔ)充。

2 移動(dòng)群感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集及其應(yīng)用

目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在事物監(jiān)督、目標(biāo)跟蹤等方面都得到廣泛應(yīng)用，無線傳感網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們對(duì)物理世界進(jìn)行充分了解的必要手段，無線傳感器發(fā)揮的主要作用就是利用自身節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集。無線傳感器可以分化成固定傳感網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)傳感網(wǎng)絡(luò)兩種方式，由于對(duì)固定無線傳感器分析可知，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕晒潭▊鞲衅鞴?jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)形成，并且在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)大多采取匯聚節(jié)點(diǎn)方式。固定傳感器的網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行模式通常采取多項(xiàng)對(duì)一項(xiàng)的方式，接近Sink節(jié)點(diǎn)的傳感節(jié)點(diǎn)必須承受超負(fù)荷的通訊量，可能會(huì)出現(xiàn)因過多耗損自身能量的問題，導(dǎo)致能量欠缺的情況。為了改變這種局勢(shì)，越來越多相關(guān)工作人員采取移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)手段來完成數(shù)據(jù)收集工作[1]。

3 移動(dòng)群感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集的實(shí)現(xiàn)

3.1 移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)共性平臺(tái)的構(gòu)建

現(xiàn)階段，相關(guān)設(shè)計(jì)部門以及應(yīng)用部門對(duì)多樣性的移動(dòng)群智感知應(yīng)用進(jìn)行了開發(fā)與設(shè)計(jì)。移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格執(zhí)行以下幾方面標(biāo)準(zhǔn)：第一，要求設(shè)計(jì)人員利用高級(jí)語言來控制感知數(shù)據(jù)，以防用戶做出重復(fù)性的使用感知處理[2]。第二，設(shè)計(jì)自動(dòng)匹配用戶信息的傳感器，在輸入對(duì)應(yīng)的感知參數(shù)，從而保證用戶所在情境一旦發(fā)生變化，做好相應(yīng)調(diào)整以維持感知質(zhì)量。最后，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)接口，對(duì)不同物理層次的傳感器API出現(xiàn)的差距做出屏蔽，有效防止在不同類型的設(shè)備上出現(xiàn)重復(fù)開發(fā)利用的局面。

3.2 移動(dòng)群智感知數(shù)據(jù)的前端處理

利用麥克風(fēng)、攝像頭等傳感采集數(shù)據(jù)進(jìn)行作業(yè)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的弊端是噪音大、消耗能量、對(duì)原始數(shù)據(jù)平臺(tái)造成影響等。在很多間歇性連接的網(wǎng)絡(luò)背景下，先對(duì)原始感知數(shù)據(jù)進(jìn)行前端處理是非常必要的，接著就可以將所得出的數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁兄脚_(tái)進(jìn)行深入的處理[3]。前段處理技術(shù)通常分為以下兩種：數(shù)據(jù)質(zhì)量增強(qiáng)與情景推斷，這兩種技術(shù)涉及消除噪音、恢復(fù)丟失數(shù)據(jù)、推斷社交模式與生活環(huán)境等內(nèi)容。對(duì)存在差異性的感知情境做出連接與完善，采取較少的數(shù)據(jù)信息做出更準(zhǔn)確的情境推斷，是現(xiàn)階段移動(dòng)智感知網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向，進(jìn)行判定是相關(guān)工作人員的重點(diǎn)工作。

3.3 移動(dòng)群智感知數(shù)據(jù)的傳輸

我國當(dāng)下的形式依舊是利用傳統(tǒng)傳輸方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)群智感知的應(yīng)用，也就是用戶通過移動(dòng)數(shù)據(jù)或者WIFI方式與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行連接，但是，這種傳輸方式無法滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求，甚至有時(shí)還會(huì)消耗用戶的數(shù)據(jù)流量。為了有效避免移動(dòng)設(shè)備的依賴性同時(shí)減少通訊支出，移動(dòng)用戶之間通過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系做好連接，利用對(duì)應(yīng)的機(jī)會(huì)傳輸方式實(shí)現(xiàn)間歇性連通網(wǎng)絡(luò)背景支持下的感知數(shù)據(jù)傳輸[4]。另外在傳輸過程中，必須結(jié)合感知數(shù)據(jù)的類型與特點(diǎn)進(jìn)行下一步工作，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)制數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的銜接。

3.4 移動(dòng)群智感知數(shù)據(jù)的分析挖掘

通常情況下，移動(dòng)群智感數(shù)據(jù)出自不同的用戶端與傳感器，必須對(duì)這些數(shù)據(jù)做出整理與研究才能有效地保證數(shù)據(jù)充分的實(shí)現(xiàn)價(jià)值，完成數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的進(jìn)化過程。當(dāng)前，技術(shù)人員主要研究的技術(shù)類型分為以下幾種：大數(shù)據(jù)的保存與處理、數(shù)據(jù)的格式化、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、多元化數(shù)據(jù)發(fā)掘等。因?yàn)橛脩舾兄绞降亩鄻有?，?dǎo)致所產(chǎn)生的感知數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)不全面、不具體、不及時(shí)等問題，因此對(duì)不同用戶數(shù)據(jù)質(zhì)量做出測(cè)評(píng)，并且對(duì)不同維度的數(shù)據(jù)信息做出一定的連接，進(jìn)而幫助感知對(duì)象進(jìn)行全面性掌握。

3.5 移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化

改變移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在計(jì)算、能量等方面的資源有限性是移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)變現(xiàn)出實(shí)際性的必要手段。當(dāng)前因?yàn)橛脩魯?shù)量以及傳感器的實(shí)用性都隨時(shí)間的變化而變化，無法正確地對(duì)能量以及寬帶的需求做出建模與設(shè)計(jì)。還應(yīng)該重點(diǎn)研究怎樣在差異性的感知數(shù)據(jù)中選擇出一個(gè)具有實(shí)效性的用戶量集，并且在資源有限的情況下正確整理感知數(shù)據(jù)。主要的工作在以下幾方面進(jìn)行調(diào)整：首先，正確安排不同類型的傳感器來完成相同的感知任務(wù)，準(zhǔn)備好工作，促使感知質(zhì)量能與資源的消耗做到統(tǒng)一。其次，對(duì)不同類型的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，通過不同情境的關(guān)聯(lián)性做出連續(xù)性情境判定，實(shí)現(xiàn)感知質(zhì)量與資源整合的公開化。最后，充分利用感知數(shù)據(jù)的空間連續(xù)性，選擇出合理的用戶集，正確安排感知數(shù)據(jù)，保證用戶可以共同完成感知工作。

3.6 移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)的安全與隱私

感知數(shù)據(jù)存在的弊端可能會(huì)泄露用戶的隱私信息，因此應(yīng)該在保護(hù)用戶隱私的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集。目前工作方式應(yīng)該在以下三方面進(jìn)行考慮，第一，匿名化信息，將自身的身份信息隱藏后再通過感知數(shù)據(jù)反饋給網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。第二，提高多位計(jì)算機(jī)的安全性，也就是利用加密手段將感知數(shù)據(jù)做出變換再反饋給網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。第三，避免數(shù)據(jù)的干擾，對(duì)感知數(shù)據(jù)添加一些干擾數(shù)據(jù)再上報(bào)給網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，所添加的信息應(yīng)該全面保護(hù)用戶的隱私，并且準(zhǔn)確地計(jì)算出信息的整合結(jié)果。

4 移動(dòng)感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集的激勵(lì)機(jī)制

4.1 以平臺(tái)為中心的激勵(lì)機(jī)制

以平臺(tái)為中心的方式就是，先由平臺(tái)設(shè)定出總報(bào)酬，接著用戶自己決策是否繼續(xù)參與，并且根據(jù)自身的能力接受報(bào)酬的分配。首先用戶假裝明確感知成本，做好用戶的任務(wù)分配計(jì)劃，最后利用資源的均衡實(shí)現(xiàn)效益的最大化。其次，用戶以及所用平臺(tái)雙方都應(yīng)該掌握所有感知成本的資源分配情況，用戶必須明確自身的感知成本，同時(shí)平臺(tái)必須在一定條件下提供出相繼發(fā)布的函數(shù)信息。

4.2 以用戶為中心的激勵(lì)機(jī)制

以用戶為中心的方式，用戶先向平臺(tái)做出反饋，在平臺(tái)提供的信息中選取性價(jià)比較高的任務(wù)進(jìn)行挑戰(zhàn)，從而支出相應(yīng)的報(bào)酬，接著與以平臺(tái)為中心的方式進(jìn)行對(duì)比，用戶需要評(píng)價(jià)自身的感知成本，但是其他用戶與平臺(tái)無法得到任何與此用戶相關(guān)的信息。主要實(shí)施形式包括以下幾種：拍賣機(jī)制的設(shè)立，幫助平臺(tái)可以根據(jù)感知數(shù)據(jù)的價(jià)值分配對(duì)等的酬勞。設(shè)立對(duì)應(yīng)的逆向拍賣動(dòng)態(tài)價(jià)格的激勵(lì)機(jī)制，用戶能利用對(duì)外宣布的價(jià)格銷售感知數(shù)據(jù)給相關(guān)的平臺(tái)。設(shè)立以拍賣為基礎(chǔ)的激勵(lì)機(jī)制，同時(shí)保證此機(jī)制必須滿足計(jì)算機(jī)的切實(shí)可行性、盈利性等。

5 結(jié)束語

總之，移動(dòng)群智感網(wǎng)絡(luò)在整體體系的實(shí)現(xiàn)以及實(shí)際環(huán)境的影響下逐漸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型，在下一步工作進(jìn)行之前，應(yīng)該以一定的理論作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)智感知應(yīng)用的驗(yàn)證，更全面的保證成果發(fā)揮作用、完善示范效果。