一種群智中激勵(lì)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

江倩 劉云 易曉涵

【摘要】在群智系統(tǒng)中需要用戶傳感器來提供所需的數(shù)據(jù)，本文針對(duì)刺激用戶提供需要的數(shù)據(jù)的激勵(lì)機(jī)制進(jìn)行了分析，建立一個(gè)網(wǎng)上平臺(tái)/手機(jī)應(yīng)用，使用戶可以通過平臺(tái)查詢想知道的地方的信息，為我們的生活和出行提供了更多便利。

【關(guān)鍵詞】群智系統(tǒng)；激勵(lì)機(jī)制

1.引言

隨著智能手機(jī)用戶數(shù)量的快速增長(zhǎng)，群智系統(tǒng)已經(jīng)越來越被人們重視。在群智系統(tǒng)中需要用戶傳感器來提供所需的數(shù)據(jù)，但是作為用戶，提供傳感器數(shù)據(jù)是對(duì)帶寬資源和能源的“浪費(fèi)”，因此讓用戶主動(dòng)提供數(shù)據(jù)是很困難的。針對(duì)這種情況提出了一種激勵(lì)機(jī)制，給數(shù)據(jù)定義了價(jià)值，并利用微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論進(jìn)行調(diào)控，根據(jù)用戶的提供給予用戶一定的回報(bào)，通過這種方式來刺激用戶提供需要的數(shù)據(jù)。

2.群智激勵(lì)系統(tǒng)

群智激勵(lì)系統(tǒng)分為三個(gè)部分，消費(fèi)者，服務(wù)器和生產(chǎn)者。

消費(fèi)者產(chǎn)生對(duì)數(shù)據(jù)的需求，并且向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)，每一個(gè)個(gè)體都可能是消費(fèi)者，根據(jù)其需要的數(shù)據(jù)類型，開始時(shí)間，周期的不同，會(huì)產(chǎn)生不同的POI（point of interest），將POI封裝成一個(gè)個(gè)任務(wù)，利用推送或者服務(wù)器定期查詢的方式，將需求直接/間接給服務(wù)器，并接受服務(wù)器傳回來的結(jié)果，向服務(wù)器支付報(bào)酬。

服務(wù)器是系統(tǒng)中最重要的一環(huán)，它負(fù)責(zé)接收從消費(fèi)者傳過來的任務(wù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整每個(gè)任務(wù)的價(jià)值，并將任務(wù)通過直接或間接的方式傳遞給消費(fèi)者，并將消費(fèi)者返回的數(shù)據(jù)整合處理后返還給消費(fèi)者，同時(shí)接收從消費(fèi)者傳來的報(bào)酬，將報(bào)酬傳給生產(chǎn)者。根據(jù)任務(wù)發(fā)布的時(shí)間與其他屬性，服務(wù)器會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整任務(wù)的價(jià)值，使沒有生產(chǎn)者做的任務(wù)價(jià)值越來越大，最終得以完成。因?yàn)槊總€(gè)任務(wù)都有價(jià)值，所以該系統(tǒng)可以套用任意微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)中的模型方法，來動(dòng)態(tài)調(diào)控任務(wù)的發(fā)布與完成，達(dá)到刺激“消費(fèi)”的目的。

作為生產(chǎn)者，會(huì)直接或間接的從服務(wù)器接收任務(wù)，挑選其中滿足條件的一些任務(wù)完成，并獲得服務(wù)器給予的報(bào)酬。

3.一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)分析—公交管理系統(tǒng)

系統(tǒng)功能：建立一個(gè)網(wǎng)上平臺(tái)/手機(jī)應(yīng)用，使用戶可以通過平臺(tái)查詢當(dāng)前位置離下一站的距離與估計(jì)時(shí)間。

角色分析：消費(fèi)者：查詢當(dāng)前信息的用戶。

服務(wù)器：網(wǎng)上平臺(tái)/手機(jī)應(yīng)用的服務(wù)器。

生產(chǎn)者：公交車上的所有用戶。

運(yùn)作流程：當(dāng)發(fā)現(xiàn)有詢問請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器向車上所有用戶詢問當(dāng)前的位置和車輛速度，計(jì)算得到距離車站的距離和預(yù)計(jì)時(shí)間，反饋給詢問的用戶，并扣除該用戶一定的積分，同時(shí)給予提供信息的用戶一定的積分。

系統(tǒng)利弊分析：

利：可以對(duì)于積分建立一個(gè)商店，兌換成真實(shí)的一些服務(wù)，吸引用戶提供服務(wù)器需要的信息，維護(hù)平臺(tái)的正常運(yùn)作。當(dāng)信息較密集的時(shí)候，可以較精準(zhǔn)的提供當(dāng)前站點(diǎn)信息，同時(shí)方便用戶。

（1）如果車上用戶數(shù)量很少，那么供定位的信息就很少，由于手機(jī)質(zhì)量以及傳感器質(zhì)量的不同，可能會(huì)導(dǎo)致多個(gè)定位的信息相隔甚遠(yuǎn)，無法有效的定位當(dāng)前位置。

解決措施：向生產(chǎn)者多次查詢，累積數(shù)據(jù)。汽車在運(yùn)動(dòng)雖然會(huì)導(dǎo)致一部分位置偏離真實(shí)位置，但是大多數(shù)位置信息還是準(zhǔn)確的。有了大的數(shù)據(jù)量以后，可以選一部分比較集中的位置，確定出當(dāng)前的地點(diǎn)。

（2）系統(tǒng)要求高效的處理速度，因?yàn)槠囀窃谶\(yùn)動(dòng)的，所以必須在很快的時(shí)間內(nèi)從數(shù)據(jù)中計(jì)算出當(dāng)前的位置和速度，對(duì)服務(wù)器要求很高。

解決措施：直接計(jì)算當(dāng)前信息的計(jì)算量過大，可以采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)一些信息的模式，當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的位置和速度信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的某一模式很接近的話，可以直接采用經(jīng)驗(yàn)值，否則計(jì)算當(dāng)前信息，將模式添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（3）需要的信息有位置信息和速度信息。目前定位的方式有兩種，一種是GPS衛(wèi)星定位，一種是WIFI基站定位，前者十分消耗能源，后者定位不準(zhǔn)確。

解決措施：對(duì)于前者，因?yàn)楫?dāng)前智能機(jī)的平均待機(jī)時(shí)間在十幾個(gè)小時(shí)左右，如果強(qiáng)制采用連續(xù)傳感會(huì)使機(jī)器待機(jī)時(shí)間減少至十小時(shí)以內(nèi)，顯然是用戶無法接受的，可以用一種類似連續(xù)傳感的方式來代替，每隔一段時(shí)間，機(jī)器統(tǒng)計(jì)一次速度，然后取這些速度的均值，控制間隔的長(zhǎng)短，可以平衡能耗和時(shí)間誤差，雖然降低了精度，但是能極大地降低能耗。

對(duì)于后者，將定位信息按照機(jī)型和運(yùn)營(yíng)商區(qū)分開，也采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，在庫(kù)里預(yù)先存儲(chǔ)一些該機(jī)型的準(zhǔn)確定位信息，根據(jù)該機(jī)型的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合當(dāng)前信息，來共同估計(jì)出當(dāng)前的準(zhǔn)確位置，在當(dāng)前的定位圈中，選一個(gè)點(diǎn)比較集中的位置來作為當(dāng)前位置。

4.系統(tǒng)在未來的預(yù)期

預(yù)期功能是建立一個(gè)信息庫(kù)，提供一系列API接口，應(yīng)用可以通過接口訪問想知道的地方的信息。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有詢問請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器向查詢區(qū)域附近所有用戶詢問當(dāng)前需要的信息，通過計(jì)算得到用戶需要的數(shù)據(jù)。反饋給詢問的用戶，并扣除該用戶一定的積分，同時(shí)給予提供信息的用戶一定的積分。

這個(gè)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)目前還是存在一些問題的，主要表現(xiàn)在其規(guī)模上。

覆蓋規(guī)模：根據(jù)實(shí)際情況可大可小，如果做成了一個(gè)底層接口，那么要支持所有應(yīng)用，其覆蓋范圍應(yīng)當(dāng)是整個(gè)地球，會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，這時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性根本無法保證。

查詢規(guī)模：查詢的次數(shù)非常有限（人的操作需要耗時(shí)），但是如果換成程序的話，就很容易實(shí)現(xiàn)不間斷的查詢，且一定需要不間斷的查詢，否則作為程序很難繼續(xù)運(yùn)行下去。再乘上如此大規(guī)模的用戶，需要的計(jì)算量會(huì)變得十分巨大。

因?yàn)槿绱舜蟮囊?guī)模，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于帶寬和能量的消耗也十分巨大的。查詢太多，用戶移動(dòng)設(shè)備可能會(huì)一直處于提供信息狀態(tài)，類似于連續(xù)傳感，顯然會(huì)對(duì)電量有很大消耗。整個(gè)系統(tǒng)一直在傳輸大規(guī)模的數(shù)據(jù)，帶寬的成本也非常高。

如果解決了這些問題，移動(dòng)應(yīng)用就可以從單機(jī)感應(yīng)應(yīng)用轉(zhuǎn)為群體感應(yīng)應(yīng)用，可以獲知世界各地的任何信息，相信這將對(duì)應(yīng)用開發(fā)具有劃時(shí)代的意義。

5.總結(jié)

本文介紹了群智系統(tǒng)中的激勵(lì)機(jī)制，并舉出一些實(shí)例做說明，討論了系統(tǒng)運(yùn)行中可能會(huì)遇到的問題，并給出了一些解決方案。最后，對(duì)系統(tǒng)的未來發(fā)展做了預(yù)測(cè)和展望，并列舉出了一些現(xiàn)在還無法解決的問題。

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