爱思维尔

计算机网络

第131卷,2018年2月11日,第129-143页
计算机网络

在特别参与式感应中合作评估城市警报

https://doi.org/10.1016/j.comnet.2017.12.008获取权限和内容

摘要

由于其无基础设施的特性,即席架构已成为集中式参与式传感系统的宝贵替代方案,可确保良好的可用性、易于维护和直接用户通信。因此,他们需要结合内容软件评估机制来处理参与式感知中的一个常见问题:信息评估。简单的贡献鼓励用户参与并改进感知任务,但可能会产生大量数据,这些数据可能无效或不相关。目前,优先级划分是唯一一种评估用户生成警报的完全临时方案。此策略可防止重复数据拥塞网络。但是,它不包括对生成的每个警报的评估,也不处理低质量或不相关的警报。

为了确保用户只收到感兴趣的警报,并且网络不受影响,我们提出了两种协作警报评估机制,在保持网络平坦的同时,提供有效的消息过滤器。他们都依赖于与附近同行的机会主义合作。通过在真实城市区域中模拟它们的行为,我们证明了它们能够在保持警报传递率的同时降低网络负载。

介绍

智能城市范式将城市设想为一个智能化、互联的环境,信息技术无处不在,不断监测正在发生的事情,以便了解和处理可能发生的任何事件。如今随处可见的传感器丰富的智能手机的兴起,将公民变成了自己环境的传感器[1],促成了参与式感知[2]和人群感知方案[3]、[4]的诞生。由于这些系统完全依赖用户的贡献来收集上下文信息,因此它们不需要专用的基础设施,因此是收集整个城市数据的廉价替代方案。用户的参与使传感系统灵活且丰富,因为可以考虑不同的视图。因此,应鼓励和简化用户的参与,以最大限度地提高数据收集及其多样性。然而,简单的贡献可能会导致大量信息,这些信息可能是不正确的、不相关的、低质量的[5]或冗余的[6]。

数据质量评估是每个基于基层的方案都会遇到的问题,但在没有中央实体负责处理收集到的信息的系统中,这一问题变得更加复杂。这就是完全临时参与式感知[6]、[7]的情况,用户以分布式方式直接相互通信。这些系统通常旨在向人口密集的城市地区或传统网络受到挑战时的附近用户传播事件警报。如果没有一个过滤实体来决定什么是值得传播的,那么生成的每条消息都会发送给所有用户,无论他们是否感兴趣。因此,多条消息会增加网络负载,但不会带来任何好处。在一个拥挤的场景中,许多用户正在传播某个事件的消息,网络可能会变得拥挤和崩溃。因此,一些用户可能无法收到警报。具有讽刺意味的是,过多的信息可能会妨碍他们获得信息。有基于分层机制的解决方案[8],它减少了问题,同时增加了设置成本,使系统不那么灵活。保持网络平坦的另一种选择是内容软件优先化[6]。然而,此策略只关注冗余信息,不针对与其他消息不同但质量较低的消息。此外,它不会对每条消息进行评估,但仅当网络中已有大量消息时才会触发。因此,它没有彻底解决这个问题。

为了解决特别参与式传感中低质量数据的问题,并防止不必要的传输,我们开发了协作方案,在信息相关性评估中涉及相邻节点。与其他系统不同,评估是以分布式方式执行的,没有任何集中式实体或层次结构。此外,它还包括在传播之前对每个用户生成的消息进行评估。我们的目标是减少通知其他用户特定事件所需的网络负载。我们的目标是通过减少重复和不相关的消息来做到这一点;换句话说,通过提高参与式感知信息的质量。在本文中,我们提出了两种不同的协作机制的设计和评估,这两种机制所需的邻居协作级别不同。其中一个已经在我们之前的工作中简要介绍过了[9]。我们深入研究了参与式感知中的信息评估和机会主义合作问题,并详细介绍了这两种策略的操作。此外,我们还基于真实的城市场景进行了网络模拟,以评估其性能。

本文结构如下。在第2节中,我们首先概述了参与式警报系统,并讨论了如何在该领域处理信息评估和机会主义合作。然后,我们描述了我们的目标场景(第3节),并详细介绍了我们的方法(第4节)。在第5节中,我们描述了第6节中讨论的评估过程。最后,我们概述了我们的结论和未来的工作(第7节)。

节代码段

参与式警报系统

参与式和人群感知的目的是集体收集信息。此信息主要用于两个目的:决策可视化和共享[4]. 前一种方法旨在形成协作知识,供贡献者或负责聚合和处理数据的中央实体使用。决策应用包括对象识别、推荐和预测。在目标系统中可视化和共享这个

场景

了解该地区的情况可以让市民更好地适应城市不断变化的环境。例如,他们可以修改自己的路径,以避开因交通事故而关闭的道路,或参加符合他们兴趣的街头表演。

作为一个研究案例,我们选择了一个城市场景,在该场景中,行人密度很高,他们会通过移动应用程序在任何时候为他们设计最佳路线。为了计划行程

协作触发的传播

我们提出了一种协作触发传播(CTD)机制,该机制由三个步骤组成:用户警报、协作评估和警报传播。当检测到事件时,将向相邻节点发送广播通知,以便进行评估,如果批准,则进一步传播。

我们的贡献集中在如何通过使用特殊设备合作来评估警报相关性和防止警报重复。我们设计的评估机制详见第4.1节。

模拟

我们在城市模拟中模拟了我们提案的行为,以便将我们的方法与未经评估的警报传播过程进行比较。

评价

我们得出的结论是,只要不止一台设备发出事件警报,并且设备密度足够,这两种评估机制的性能都优于无评估的传播。100台设备已被证明太少,无法覆盖所考虑的区域。在这种模拟中,永远不会到达相反的一端(图9(a)),并且传递率低于60%(图8(a))。节点之间的距离防止了进一步的传播,同时保持发送的消息数量不变。此外,评估

结论和未来工作

我们提出了智能城市临时警报系统的两项协作评估建议。我们详细介绍了它们的操作,并将其与其他警报检测和传播机制进行了比较。最后,我们模拟了它们的行为,并讨论了它们的网络性能以及不同程度的节点协作的影响。

据我们所知,还没有其他工作是为了协同过滤值得在特别组织中传播的内容

致谢

这项工作的资金来源是:欧洲区域发展基金(ERDF)和加利西亚地区政府根据协议为大西洋信息和通信技术研究中心(亚特兰蒂斯)、西班牙经济和竞争力部国家科学计划(TEC2014-54335-C4-3-R)以及加利西亚地区政府(文化委员会、教育部、奥尔德纳西翁大学)和

Fátima Castro-7月2014年获得维戈大学(西班牙)电信工程师学位。目前,她在维戈大学亚特兰蒂克研究中心I&C实验室(iclab.det.uvigo.es)担任研究员,就读于信息与通信技术博士课程。她的研究兴趣包括环境智能、上下文感知、普适计算和网络

工具书类(42)

  • 美国科学院。卡恰波蒂等。

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    (2013年)
  • T。坂木等。

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    WWW’10

    (2010)
  • A.T.公司。坎贝尔等。

    以人为中心的城市感知

    2006年威斯康星州

    (2006)
  • J。伯克等。

    参与式传感

    嵌入式网络传感中心。

    (2006)
  • B。等。

    从参与式感知到移动人群感知

    普及计算和通信研讨会(PERCOM研讨会)

    (2014)
  • 银行识别号。等。

    移动人群感知和计算:新兴人力感知范式综述

    ACM计算。Surv公司。

    (2015)
  • D。等。

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  • M.Y.S.先生。乌丁等。

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    实时系统研讨会(RTSS),2011 IEEE第32届

    (2011)
  • B。太阳等。

    移动自组网中的警报聚合

    2003年WiSE

    (2003)
  • F、。卡斯特罗七月等。

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    (2016)
  • 年。藤城等。

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    (2008)
  • E.公司。D'Hondt先生等。

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    (2013年)
  • J。埃里克松等。

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    (2008)
  • 第页。等。

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    第十届移动系统、应用和服务国际会议记录

    (2012年)
  • M。伊姆兰等。

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    ACM计算。Surv公司。

    (2015)
  • C、。等。

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    (2012年)
  • M。马蒂奥达基斯等。

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    (2010)
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  • 答:。里特等。

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    2012年SIGKDD

    (2012年)
  • J。罗格斯塔迪斯等。

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    IBM J.研究开发。

    (2013年)
  • 英国。布尔等。

    车辆自组网中安全应用的选择性广播算法评估

    国际法学杂志。Technol公司。

    (2011)
  • 引用人(7)

    法蒂玛·卡斯特罗七月2014年获得维戈大学(西班牙)电信工程师学位。目前,她在维戈大学Atlantic.uvigo.es研究中心的仪控实验室(iclab.det.uvigo.es)担任研究员,并在那里攻读信息和通信技术博士学位。她的研究兴趣包括环境智能、上下文感知、普适计算和网络

    丽贝卡·迪亚斯·雷东多(计算机科学博士学位)是远程通信工程系副教授,维戈大学亚特兰蒂斯研究中心信息与计算实验室(iclab.det.uvigo.es)成员。她目前致力于将社会挖掘和数据分析技术应用于不同领域。

    安娜·费尔南德斯·维拉斯2002年获得维戈大学计算机科学博士学位。1997年,她加入了远程通信工程系(维戈大学),现在是该系的副教授。她从事社会数据挖掘和无处不在的计算环境,是亚特兰蒂克研究中心(atlantic.uvigo.es)信息与计算实验室(iclab.det.uviog.es)的成员。

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