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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
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    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
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    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
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    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
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    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
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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

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