高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于城市轨道交通的群智感知任务分发方法

蒋伟进 吕斯健 刘跃华 陈君鹏 张婉清

蒋伟进, 吕斯健, 刘跃华, 陈君鹏, 张婉清. 基于城市轨道交通的群智感知任务分发方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(10): 3035-3042. doi: 10.11999/JEIT200510
引用本文: 蒋伟进, 吕斯健, 刘跃华, 陈君鹏, 张婉清. 基于城市轨道交通的群智感知任务分发方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(10): 3035-3042. doi: 10.11999/JEIT200510
Weijin JIANG, Sijian LÜ, Yuehua LIU, Junpeng CHEN, Wanqing ZHANG. Task Distribution Method of Participatory Sensing Based on Urban Rail Transit[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(10): 3035-3042. doi: 10.11999/JEIT200510
Citation: Weijin JIANG, Sijian LÜ, Yuehua LIU, Junpeng CHEN, Wanqing ZHANG. Task Distribution Method of Participatory Sensing Based on Urban Rail Transit[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(10): 3035-3042. doi: 10.11999/JEIT200510

基于城市轨道交通的群智感知任务分发方法

doi: 10.11999/JEIT200510
基金项目: 国家自然科学基金 (61772196, 61472136),湖南省自然科学基金重点项目(2020JJ4249),湖南省社会科学基金重点项目(2016ZDB006),湖南省社会科学成果评审委员会课题重点项目(湘社评19ZD1005),湖南省学位与研究生教育改革研究基金资助项目(2020JGYB234),湖南省教育厅科学研究项目(20A131)
详细信息
    作者简介:

    蒋伟进:男,1965年生,教授,研究方向为社会计算学、分布式计算

    吕斯健:男,1996年生,硕士生,研究方向为移动群智感知、物联网

    刘跃华:男,1965年生,教授,研究方向为智能化工程、大数据分发

    陈君鹏:男,1997年生,硕士生,研究方向为群智感知、群体智能

    张婉清:女,1997年生,硕士生,研究方向为移动群智感知、边缘计算、网络安全

    通讯作者:

    吕斯健 lvsijian8@foxmail.com

  • 中图分类号: TN919.2; TP273

Task Distribution Method of Participatory Sensing Based on Urban Rail Transit

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61772196, 61472136), The Hunan Provincial Focus Natural Science Fund (2020JJ4249), The Hunan Provincial Focus Social Science Fund (2016ZDB006), The Key Project of Hunan Provincial Social Science Achievement Review Committee (XSP 19ZD1005), The Degree and Graduate Education Reform Research Project of Hunan Provincial (2020JGYB234), The Hunan Provincial Department of Education Science Research Fund (20A131)
  • 摘要: 随着当前移动终端设备的发展和5G技术的普及,移动群智感知的需求越来越大。但是目前感知任务的分发方法依然存在着传输效率低下、代价高且不稳定等问题,极大地限制了感知终端任务的完成。为此,该文利用城市轨道交通对于各大城区良好的覆盖性和轨道交通的可预测性,提出了面向激励成本的任务分发模型(ICTDM)和面向用户数量的任务分发模型(UNTDM)。通过轨道交通对聚集式人流的疏导性,实现感知任务在城市不同区域的选择性分发。并以任务所需人数和移动距离的最小化作为手段,完成降低系统总激励成本的目的。实验结果表明,该算法与同类算法相比,可以在完成相同任务集合的前提下,通过优化任务分发过程实现更少的任务参与者分发方案,以达到降低感知任务成本的目的。
  • 图  1  任务子区域分布

    图  2  任务数量与算法运行时间

    图  3  任务分发时间的影响

    表  1  模型相关符号表

    符号意义符号意义
    A感知任务区域e1用户上车站点
    γ具体任务位置e2用户下车站点
    c任务聚类区域B实际上车乘客数
    o子区域中心坐标I预测下车乘客
    s地铁站点r各任务需要人数
    t需要分发的任务h各任务需要时间
    T待分发任务集合m可选参与者数量
    G子区域覆盖情况N可分发的任务数
    U可选参与者集合w(r)任务大小
    v参与者步行速度q任务传输耗时
    D总移动距离φ任务传输速率
    P用户集合Q用户停留时间
    下载: 导出CSV

    表  2  智能卡数据格式

    序号数据项数据类型
    0开始标识int
    1进站时间datetime
    2进站站点int
    3进站闸机通道int
    4到达标识int
    5出站时间datetime
    6出站站点int
    7出站闸机通道int
    8一卡通号nvarchar
    9票卡类型int
    下载: 导出CSV

    表  3  模型参数设置

    参数取值参数取值
    N1120h5 min
    m3000φ1 MB/s
    v40 m/minw(r)0.2~2.0 MB
    r3
    下载: 导出CSV

    表  4  实验软硬件环境

    类别型号
    服务器Sugon W580-G20
    系统CentOS release 7.3.1611
    内核3.10.0-514.26.2.el7.x86_64
    CPUIntel Xeon(R) E5-2609 v3
    GPU2 * Tesla K80
    下载: 导出CSV

    表  5  算法应用场景对比

    总成本耗时所需参与者应用场景
    ICTDM最低较高较少延时容忍的日常场景
    UNTDM较低较低最少低延时的应急场景
    下载: 导出CSV
  • [1] XIAO Fu, JIANG Zhifei, XIE Xiaohui, et al. An energy-efficient data transmission protocol for mobile crowd sensing[J]. Peer-to-Peer Networking and Applications, 2017, 10(3): 510–518. doi: 10.1007/s12083-016-0497-5
    [2] LI He, OTA K, DONG Mianxiong, et al. Mobile crowdsensing in software defined opportunistic networks[J]. IEEE Communications Magazine, 2017, 55(6): 140–145. doi: 10.1109/MCOM.2017.1600719
    [3] LI Hanshang, LI Ting, WANG Weichao, et al. Dynamic participant selection for large-scale mobile crowd sensing[J]. IEEE Transactions on Mobile Computing, 2019, 18(12): 2842–2855. doi: 10.1109/TMC.2018.2884945
    [4] JIANG Weijin, LV Sijian, WANG Yang, et al. Computational experimental study on social organization behavior prediction problems[J]. IEEE Transactions on Computational Social Systems, 2021, 8(1): 148–160. doi: 10.1109/TCSS.2020.3017818
    [5] JIANG Weijin, LV Sijian, JIANG Yirong, et al. Evolutionary dynamics modeling of symbolic social network structure equilibrium[J]. China Communications, 2020, 17(10): 229–240. doi: 10.23919/JCC.2020.10.017
    [6] 刘琰, 郭斌, 吴文乐, 等. 移动群智感知多任务参与者优选方法研究[J]. 计算机学报, 2017, 40(8): 1872–1887. doi: 10.11897/SP.J.1016.2017.01872

    LIU Yan, GUO Bin, WU Wenle, et al. Multitask-oriented participant selection in mobile crowd sensing[J]. Chinese Journal of Computers, 2017, 40(8): 1872–1887. doi: 10.11897/SP.J.1016.2017.01872
    [7] JIANG Weijin and LV Sijian. Hierarchical deployment of deep neural networks based on fog computing inferred acceleration model[J]. Cluster Computing, To be published. doi: 10.1007/s10586-021-03298-0
    [8] 陈忠辉, 凌献尧, 冯心欣, 等. 基于模糊C均值聚类和随机森林的短时交通状态预测方法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(8): 1879–1886. doi: 10.11999/JEIT171090

    CHEN Zhonghui, LING Xianyao, FENG Xinxin, et al. Short-term traffic state prediction approach based on FCM and random forest[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2018, 40(8): 1879–1886. doi: 10.11999/JEIT171090
    [9] 安健, 彭振龙, 桂小林, 等. 群智感知中基于公交系统的任务分发机制研究[J]. 计算机学报, 2019, 42(2): 295–308. doi: 10.11897/SP.J.1016.2019.00295

    AN Jian, PENG Zhenlong, GUI Xiaolin, et al. Research on task distribution mechanism based on public transit system in crowd sensing[J]. Chinese Journal of Computers, 2019, 42(2): 295–308. doi: 10.11897/SP.J.1016.2019.00295
    [10] ZHANG Yanru, JIANG Chunxiao, SONG Lingyang, et al. Incentive mechanism for mobile crowdsourcing using an optimized tournament model[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2017, 35(4): 880–892. doi: 10.1109/JSAC.2017.2680798
    [11] ZHANG Maotian, YANG Panlong, TIAN Chang, et al. Toward optimum crowdsensing coverage with guaranteed performance[J]. IEEE Sensors Journal, 2016, 16(5): 1471–1480. doi: 10.1109/JSEN.2015.2501371
    [12] ZHANG Daqing, XIONG Haoyi, WANG Leye, et al. CrowdRecruiter: Selecting participants for piggyback crowdsensing under probabilistic coverage constraint[C]. Proceedings of 2014 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing, Seattle, United States, 2014: 703–714. doi: 10.1145/2632048.2632059.
    [13] ALSWAILIM M A, HASSANEIN H S, and ZULKERNINE M. A reputation system to evaluate participants for participatory sensing[C]. Proceedings of 2016 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), Washington, USA, 2016: 1–6. doi: 10.1109/GLOCOM.2016.7841540.
    [14] GUO Bin, LIU Yan, WU Wenle, et al. ActiveCrowd: A framework for optimized multitask allocation in mobile crowdsensing systems[J]. IEEE Transactions on Human-Machine Systems, 2017, 47(3): 392–403. doi: 10.1109/THMS.2016.2599489
    [15] KARALIOPOULOS M, TELELIS O, and KOUTSOPOULOS I. User recruitment for mobile crowdsensing over opportunistic networks[C]. Proceedings of 2015 IEEE Conference on Computer Communications (INFOCOM), Hong Kong, China, 2015: 2254–2262. doi: 10.1109/INFOCOM.2015.7218612.
    [16] LI Zhidu, LIU Hailiang, and WANG Ruyan. Service benefit aware multi-task assignment strategy for mobile crowd sensing[J]. Sensors, 2019, 19(21): 4666. doi: 10.3390/s19214666
  • 加载中
图(3) / 表(5)
计量
  • 文章访问数:  775
  • HTML全文浏览量:  298
  • PDF下载量:  64
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-23
  • 修回日期:  2021-05-28
  • 网络出版日期:  2021-07-13
  • 刊出日期:  2021-10-18

目录

    /

    返回文章
    返回