探討移動(dòng)群智感知應(yīng)用

◆薄文彥

探討移動(dòng)群智感知應(yīng)用

◆薄文彥

（山西大同大學(xué) 山西 037009）

移動(dòng)群智感知是一種新的感知模式，主要是借助智能移動(dòng)終端，形成大規(guī)模和人們生活有著密切關(guān)系的感知系統(tǒng)。眾多用戶(hù)的參與，其感知數(shù)據(jù)具有多模態(tài)性、時(shí)空性和人文性的特征。隨著智能終端的發(fā)展，更多內(nèi)置傳感器的應(yīng)用，對(duì)其移動(dòng)終端傳感器進(jìn)行分析，為用戶(hù)提供更加個(gè)性化和人性化的服務(wù)。本文分析了移動(dòng)群智感知的架構(gòu)和數(shù)據(jù)獲取，對(duì)其應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析，以供讀者參考。

移動(dòng)群智感知；架構(gòu)；數(shù)據(jù)獲取

0 前言

隨著無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動(dòng)終端設(shè)備的發(fā)展，普適智能系統(tǒng)集成感知、計(jì)算和通信等內(nèi)容，被普遍地應(yīng)用，并且融入到人們的生活和工作中。在這樣的背景下，城市以及社會(huì)感知成為重要的研究?jī)?nèi)容，通過(guò)社會(huì)情境、交互模式、大規(guī)模的人類(lèi)活動(dòng)以及城市的動(dòng)態(tài)發(fā)展規(guī)律，獲取更多的智能化信息應(yīng)用到創(chuàng)新服務(wù)中。移動(dòng)智能感知在環(huán)境感知、公共基礎(chǔ)感知和社會(huì)感知方面取得比較大的成就，因此需要對(duì)其進(jìn)行深入的探究和分析，促進(jìn)其進(jìn)一步的發(fā)展。

1 移動(dòng)群智感知的重要基礎(chǔ)

（1）傳感器技術(shù)。隨著微電子和嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器技術(shù)和產(chǎn)品得到發(fā)展，傳感器價(jià)格更低，能耗更小，并且種類(lèi)比較豐富，推動(dòng)了移動(dòng)群智感知的發(fā)展。例如，在手機(jī)中常見(jiàn)的傳感器主要有加速度計(jì)、指南針、GPS、麥克風(fēng)、攝像頭等。隨著傳感器成本的降低，更多的傳感器在移動(dòng)智能終端中使用。

（2）智能手機(jī)的普及。移動(dòng)群智感知需要普通用戶(hù)的參與，以用戶(hù)數(shù)量的規(guī)模作為前提。隨著智能手機(jī)的發(fā)展和普及，為用戶(hù)的參與奠定基礎(chǔ)。同時(shí)智能手機(jī)的計(jì)算、存儲(chǔ)、通信以及感知能力等不斷提升，為感知應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)提供條件。同時(shí)智能手機(jī)開(kāi)發(fā)更多便利的接口，為其程序的開(kāi)發(fā)更加方便，大量手機(jī)軟件得到應(yīng)用。

（3）高處理和高存儲(chǔ)能力計(jì)算中心。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)計(jì)算和存儲(chǔ)能力增強(qiáng)，云計(jì)算和云存儲(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和發(fā)展，在各個(gè)行業(yè)普遍應(yīng)用。移動(dòng)群智感知中，用戶(hù)數(shù)量比較多，并且感知數(shù)據(jù)更加復(fù)雜，云計(jì)算和云存儲(chǔ)為移動(dòng)群智感知的發(fā)展提供保障。

2 移動(dòng)群智感知的架構(gòu)

群智感知通過(guò)對(duì)個(gè)體信息的感知，發(fā)掘群體信息并且對(duì)個(gè)體或者群體產(chǎn)生反作用。實(shí)現(xiàn)個(gè)體和群體的共贏。根據(jù)數(shù)據(jù)的感知、傳輸和應(yīng)用流程，可以將移動(dòng)群智感知分成感知層、傳輸層以及應(yīng)用層三個(gè)層次。

（1）感知層。群智感知結(jié)構(gòu)中，感知層是各種數(shù)據(jù)信息獲取的核心層次，主要是利用智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中的傳感器裝置，對(duì)物質(zhì)性、環(huán)境、行為以及狀態(tài)等各種類(lèi)型的信心進(jìn)行感知。例如，通過(guò)加速度傳感器可以感知物體運(yùn)動(dòng)的速度，了解城市道路的平坦情況。借助麥克風(fēng)可以了解城市噪聲情況等等。

（2）傳輸層。移動(dòng)群智感知結(jié)構(gòu)中，傳輸層具有橋梁作用，將感知層的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的服務(wù)器中，借助相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施開(kāi)展數(shù)據(jù)傳輸工作。用戶(hù)非常的多并且復(fù)雜，不同的用戶(hù)采用的移動(dòng)設(shè)備不同，連接的網(wǎng)絡(luò)存在差異，因此，傳輸層包含著眾多的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。互聯(lián)網(wǎng)是移動(dòng)群智感知傳輸層的核心網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)被普遍的使用。無(wú)線廣域網(wǎng)是一種重要的數(shù)據(jù)傳輸方式。同時(shí)WiFi的布置和使用，為用戶(hù)提供相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)信息的傳輸。

（3）應(yīng)用層。通過(guò)感知數(shù)據(jù)的采集和傳輸，傳輸?shù)街行姆?wù)器。應(yīng)用層中的云中心處理器對(duì)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)和處理，完成各種應(yīng)用任務(wù)。在群智感知中，不少的用戶(hù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)相應(yīng)的訓(xùn)練，感知數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確和完整，存在不一致和不及時(shí)的情況。同時(shí)，用戶(hù)移動(dòng)感知設(shè)備的不同，使得感知數(shù)據(jù)的質(zhì)量不同。在應(yīng)用環(huán)節(jié)需要對(duì)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，去偽存真、糾正錯(cuò)誤等是重要的環(huán)節(jié)。

3 群智感知的數(shù)據(jù)采集

移動(dòng)群智感知在信息數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，不僅僅局限于位置，移動(dòng)設(shè)備通過(guò)其附帶的各種類(lèi)型的傳感器實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的采集。例如，用戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)的麥克風(fēng)采集有關(guān)環(huán)境聲音的相關(guān)信息，借助手機(jī)的GPS和攝像頭記錄旅游內(nèi)容，并且對(duì)分析其旅游攻略。借助車(chē)輛上的加速度傳感器可以了解地面的坑洼情況，給相關(guān)管理部門(mén)提供有效的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)智能手機(jī)采集數(shù)據(jù)的方式，感知可以分成參與式感知和機(jī)會(huì)型感知。參與式感知是用戶(hù)主動(dòng)參與，數(shù)據(jù)更加精確，但是很容易說(shuō)到用戶(hù)自我意識(shí)的影響。機(jī)會(huì)感知通過(guò)直接或者間接的方式，感知用戶(hù)的行為，對(duì)用戶(hù)產(chǎn)生比較小的干擾，感知計(jì)算方式和應(yīng)用環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)精度有著較大的影響，并且機(jī)會(huì)感知需要比較高的隱私保護(hù)制度。

4 移動(dòng)群智感知的應(yīng)用

（1）環(huán)境方面的應(yīng)用

利用移動(dòng)群智感知可以進(jìn)行人們?nèi)粘Ｉ瞽h(huán)境的感知，更加有利于人們了解環(huán)境污染的情況。利用移動(dòng)群智感知控制空氣環(huán)境的質(zhì)量。在Common Sense的系統(tǒng)中，利用和手機(jī)相連接的手持空氣質(zhì)量傳感器收集空氣污染相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析和可視化處理之后進(jìn)行公布。同時(shí)用戶(hù)在經(jīng)過(guò)河流的時(shí)候，可以使用幾秒鐘的時(shí)間對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行感知，如水的流量、流速以及垃圾數(shù)量等，后臺(tái)服務(wù)器可以通過(guò)數(shù)據(jù)匯總進(jìn)行發(fā)布。首先，需要對(duì)參與的普通用戶(hù)、專(zhuān)家和管理部門(mén)進(jìn)行調(diào)查，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集的原則和框架，之后設(shè)計(jì)以用戶(hù)作為中心的空氣質(zhì)量感知數(shù)據(jù)。所如，利用汽車(chē)的空氣質(zhì)量感知設(shè)備實(shí)現(xiàn)城市空氣質(zhì)量檢測(cè)網(wǎng)，利用移動(dòng)群智感知實(shí)現(xiàn)城市噪聲污染程度的感知，借助移動(dòng)智能設(shè)備中的麥克風(fēng)和GPS傳感裝置構(gòu)建城市噪聲分布圖，對(duì)城市的造成污染情況進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)了解城市噪聲的情況。根據(jù)噪聲計(jì)算陌生，利用數(shù)字過(guò)濾裝置，利用手機(jī)麥克風(fēng)感應(yīng)裝置，對(duì)噪聲水平進(jìn)行計(jì)算。感知用戶(hù)存在不可控制和不可靠的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)信息不夠完整，應(yīng)當(dāng)利用噪聲感知裝置的相連性，根據(jù)稀疏的感知數(shù)據(jù)恢復(fù)完整的噪聲地圖。

（2）公共設(shè)施方面的應(yīng)用

移動(dòng)群智感知可以對(duì)城市公共設(shè)施進(jìn)行感知和控制，例如城市的交通和停車(chē)位等。在城市道路交通監(jiān)控的過(guò)程中，可以利用汽車(chē)設(shè)備的感知裝置進(jìn)行道路情況的感知，如道路交通、周?chē)闆r等。在整個(gè)系統(tǒng)中，汽車(chē)?yán)闷鋫鞲衅骱陀?jì)算機(jī)設(shè)備開(kāi)展數(shù)據(jù)的感知和采集，通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较鄳?yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)展相應(yīng)的分析和可視化，為交通出行提供實(shí)時(shí)查詢(xún)服務(wù)。利用移動(dòng)智能設(shè)備中的加速傳感器，感知數(shù)據(jù)方向，根據(jù)簡(jiǎn)單的閾值檢測(cè)道路的顛簸情況。借助手機(jī)中的麥克風(fēng)感知裝置識(shí)別喇叭聲音，進(jìn)行粗略定位。為了能夠進(jìn)一步的節(jié)約能源，借助相應(yīng)的觸發(fā)感應(yīng)技術(shù)，利用低能耗傳感器進(jìn)行感知，有效減少高能耗傳感器的感知頻率。針對(duì)地圖更新不及時(shí)的問(wèn)題，利用城市智能手機(jī)的普遍使用和汽車(chē)的GPS定位設(shè)置，構(gòu)建實(shí)時(shí)更新的城市道路地圖。利用群智感知能夠?qū)崟r(shí)預(yù)測(cè)城市公交車(chē)到達(dá)時(shí)間，利用公交車(chē)上的乘客手機(jī)用戶(hù)上傳實(shí)時(shí)信息到服務(wù)器，從而預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)的準(zhǔn)確時(shí)間。城市停車(chē)位的監(jiān)控中，利用汽車(chē)上的GPS傳感器，對(duì)停車(chē)位是否空閑進(jìn)行監(jiān)控，將感知數(shù)據(jù)上傳到相應(yīng)的服務(wù)器，構(gòu)建完成的城市停車(chē)位監(jiān)控洗頭膏。在相關(guān)的系統(tǒng)中，駕駛員可以借助其手機(jī)對(duì)停車(chē)位進(jìn)行實(shí)時(shí)和自動(dòng)監(jiān)控，有效將其系統(tǒng)成本，減少手機(jī)感知的能耗。

另外，社會(huì)方面的應(yīng)用。智能手機(jī)隨時(shí)隨地待在人們身邊，對(duì)人們的行為進(jìn)行記錄。因此，移動(dòng)群智感知是進(jìn)行人類(lèi)社會(huì)行為研究的一種新的方式和途徑，利用人們隨身攜帶的智能手機(jī)用戶(hù)的社會(huì)行為等進(jìn)行感知，如社會(huì)特征和社會(huì)關(guān)系等。此種類(lèi)型的感知方式，更加的準(zhǔn)確、客觀和人性，根據(jù)感知數(shù)據(jù)分析社會(huì)屬性和活躍程度，為用戶(hù)提供良好的社交建議。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著智能手機(jī)等各種移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展，計(jì)算能力增強(qiáng)，集成傳感器越來(lái)越多，使用更加的普遍，逐漸形成一種新的感知網(wǎng)絡(luò)形式。移動(dòng)群智感知具有規(guī)模大、成本低的特點(diǎn)，是未來(lái)感知網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。本文通過(guò)分析移動(dòng)群智感知的相關(guān)內(nèi)容，促進(jìn)移動(dòng)群智感知網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

[1]郭斌，翟書(shū)穎，於志文.群智大數(shù)據(jù):感知、優(yōu)選與理解[J].大數(shù)據(jù)，2017.

[2]黃涵霞，丁強(qiáng)，李莉.移動(dòng)終端群智感知研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2014.

大同市科技計(jì)劃基金項(xiàng)目（項(xiàng)目名稱(chēng)：大同市科技成果轉(zhuǎn)化信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè)；項(xiàng)目編號(hào)：2018187）。