CN114360244B - 基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法 - Google Patents

基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法 Download PDF

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CN114360244B CN202111570182.2A CN202111570182A CN114360244B CN 114360244 B CN114360244 B CN 114360244B CN 202111570182 A CN202111570182 A CN 202111570182A CN 114360244 B CN114360244 B CN 114360244B
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Abstract

一种基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法,由平台发布一般任务、车辆上传投标信息、路侧单元计算车辆精度、平台选择车辆执行一般任务、平台发布紧急任务、平台选择车辆执行紧急任务步骤组成。采用不同特点的一般任务和紧急任务,细化了任务的需求;在招募车辆时采用不同的车辆精度和单位资源的报价,多个车辆可以协同执行任务,提高了任务的精度;提出的一般任务车辆资源选择方法,在满足每个一般任务成本预算约束和车辆资源约束的基础上,最大化一般任务总效用;提出的紧急任务车辆资源选择方法,在满足紧急任务的精度要求、价值要求、延时要求的基础上,最大化剩余的一般任务总效用,减少了偶发紧急任务对正在进行一般任务的影响。

Description

基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法
技术领域
本发明属于群智感知的技术领域,具体涉及到基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法。
背景技术
近年来,由于车辆可以使得人们的出行更加方便快捷,全世界的车辆数目急剧增加,由此导致了许多问题,例如,交通堵塞、事故频发和道路塌陷等。政府和交通管理部门越来越重视为人们提供安全、高效的交通环境,改善了人们的出行体验。然而,传统的交通管理解决方案不仅效率低下,而且耗费大量的人力和财力。
随着智能城市的快速发展,智能交通系统正在逐步改进原有的交通结构。这些智能汽车配备了摄像头、激光雷达和各种传感器设备,可以感知交通环境并收集智能城市中的数据。通过这种方式,可以分析城市中有价值的信息,如交通流量信息和道路结冰情况等,并将其用于支持智能交通系统,从而形成了在智能交通系统支持下的车辆群智感知模式。
典型的群智感知方案对于单个任务的分配或者多任务相继执行的任务分配很有效。然而,这些群智感知任务分配本质上都是考虑单个用户在同一时刻只能执行一种任务。然而,当某一区域内的车辆正在执行噪声采集任务时,突然有一辆拉着重症病人的救护车拟从该区域经过,需要提前了解该区域的交通情况,以便规划路线,这种任务对精度和延时有极高的需求,如果等到当前的任务完成之后再进行该任务分配,那么就会违反该任务严格的延时约束。对于这种需要同一车辆在同一时刻执行多种任务的场景,以往的群智感知方案均不适用。因此,在基于智能交通系统中当前需要解决的一个技术问题是提供一种可以同时满足多个任务的不同需求的车辆协作式群智感知方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述传统技术的缺点,提供一种基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成:
(1)平台发布一般任务
平台发布信息元组
Figure BDA0003423402670000021
如下:
Figure BDA0003423402670000022
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p为有限正整数,
Figure BDA0003423402670000023
表示一般任务gi的开始时间,
Figure BDA0003423402670000024
表示一般任务gi的结束时间,
Figure BDA0003423402670000025
表示一般任务gi的成本预算,
Figure BDA0003423402670000026
(2)车辆上传投标信息
路侧单元实时识别覆盖范围内的车辆,每一个路侧单元拥有一张存储当前时间段内在路侧单元覆盖范围内的车辆信息表,车辆信息表内包含车辆vb向路侧单元提供的投标信息元组
Figure BDA0003423402670000027
如下:
Figure BDA0003423402670000028
Figure BDA0003423402670000029
其中,
Figure BDA00034234026700000210
表示车辆vb、时隙tj的可用资源集合,
Figure BDA00034234026700000211
表示车辆vb、时隙tj的单位资源报价,
Figure BDA00034234026700000212
表示车辆vb、时隙tj的单位资源提供的价值,
Figure BDA00034234026700000213
vb∈{v1,v2,...,va},a为有限正整数,将一般任务持续时间划分为等大小的时隙,
Figure BDA00034234026700000214
Figure BDA00034234026700000215
为有限正整数,
Figure BDA00034234026700000216
表示车辆vb、时隙tj的可用资源总数,F为有限正整数。
(3)路侧单元计算车辆精度
在云服务器上存储每辆车的历史交易记录,包括车辆的执行任务情况、历史可靠性信息,路侧单元下载并查看这些信息,根据历史交易信息计算车辆vb、时隙tj的精度
Figure BDA00034234026700000217
如下:
Figure BDA00034234026700000218
Figure BDA00034234026700000219
Figure BDA0003423402670000031
其中,
Figure BDA0003423402670000032
表示车辆vb、时隙tj的精度因子,
Figure BDA0003423402670000033
表示车辆vb、时隙tj的可靠性,θ表示历史因子,θ∈[0,1],
Figure BDA0003423402670000034
表示车辆vb、时隙tj-1之前的可靠性,
Figure BDA0003423402670000035
Figure BDA0003423402670000036
表示车辆vb、时隙tj-1的可靠性奖励,
Figure BDA0003423402670000037
j-1≥1,
Figure BDA0003423402670000038
表示车辆vb、时隙tj的精度值,
Figure BDA0003423402670000039
ζ表示智能交通系统对用户精度值的平均要求,ζ∈[1,30]。
(4)平台选择车辆执行一般任务
平台扫描所有的路侧单元,收集所有上传投标车辆的信息,根据每个一般任务的成本预算和每个车辆资源的报价、价值、精度,按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA00034234026700000310
其中,
Figure BDA00034234026700000311
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA00034234026700000312
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA00034234026700000313
Figure BDA00034234026700000314
(5)平台发布紧急任务
平台发布紧急任务Me如下:
Me={rw,rd,ru}
其中,rw是紧急任务的最大等待延迟、且不超过一个时隙tj-1,j-1≥1,rd是紧急任务的最低价值,rd∈[0,100],ru是紧急任务的最低精度,ru∈[0,1]。
(6)平台选择车辆执行紧急任务
对时隙tj-1,j-1≥1,平台发布的紧急任务,根据紧急任务的精度要求、价值要求和每个车辆的单位资源报价、精度、价值选择车辆资源,按下式选择车辆资源以最大化剩余的一般任务的总效用W(tj):
Figure BDA0003423402670000041
Figure BDA0003423402670000042
Figure BDA0003423402670000043
其中,
Figure BDA0003423402670000044
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源数目,
Figure BDA0003423402670000045
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源数目,
Figure BDA0003423402670000046
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源比例,
Figure BDA0003423402670000047
f(x)表示对x四舍五入函数,平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000048
Figure BDA0003423402670000049
Figure BDA00034234026700000410
Figure BDA00034234026700000411
其中,
Figure BDA00034234026700000412
表示时隙tj紧急任务购买车辆vb的总资源,
Figure BDA00034234026700000413
表示时隙tj紧急任务购买的车辆vb的空闲资源数目,
Figure BDA00034234026700000414
表示车辆vb、时隙tj参与紧急任务的指示值,
Figure BDA00034234026700000415
在本发明的(4)平台选择车辆执行一般任务步骤中,平台按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA00034234026700000416
其中,
Figure BDA00034234026700000417
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA00034234026700000418
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA00034234026700000419
Figure BDA0003423402670000051
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p∈[1,10]。
在本发明的(6)平台选择车辆执行紧急任务步骤中,平台按下式选择车辆资源以最大化剩余的一般任务的总效用W(tj):
Figure BDA0003423402670000052
Figure BDA0003423402670000053
Figure BDA0003423402670000054
其中,
Figure BDA0003423402670000055
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源数目,
Figure BDA0003423402670000056
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源数目,
Figure BDA0003423402670000057
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源比例,
Figure BDA0003423402670000058
取值为0.5,f(x)表示对x四舍五入函数,平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000059
Figure BDA00034234026700000510
Figure BDA00034234026700000511
Figure BDA00034234026700000512
其中,
Figure BDA00034234026700000513
表示时隙tj紧急任务购买车辆vb的总资源,
Figure BDA00034234026700000514
表示时隙tj紧急任务购买的车辆vb的空闲资源数目,
Figure BDA00034234026700000515
表示车辆vb、时隙tj参与紧急任务的指示值,
Figure BDA00034234026700000516
由于本发明采用不同特点的一般任务和紧急任务,细化了任务的需求;在招募车辆时采用不同的车辆精度和单位资源的报价,多个车辆可以协同执行任务,提高了任务的精度;提出的一般任务车辆资源选择方法,在满足每个一般任务成本预算约束和车辆资源约束的基础上,最大化一般任务总效用;提出的紧急任务车辆资源选择方法,在满足紧急任务的精度要求、价值要求、延时要求的基础上,最大化剩余的一般任务总效用,减少了偶发紧急任务对正在进行一般任务的影响。
附图说明
图1是本发明实施例1的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明,但本发明不限于下述的实施方式。
实施例1
本实施例的基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法由下述步骤组成(参见图1):
(1)平台发布一般任务
平台发布信息元组
Figure BDA0003423402670000061
如下:
Figure BDA0003423402670000062
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p为有限正整数,
Figure BDA0003423402670000063
表示一般任务gi的开始时间,
Figure BDA0003423402670000064
表示一般任务gi的结束时间,
Figure BDA0003423402670000065
表示一般任务gi的成本预算,
Figure BDA0003423402670000066
本实施例的
Figure BDA0003423402670000067
取值为250。
(2)车辆上传投标信息
路侧单元实时识别覆盖范围内的车辆,每一个路侧单元拥有一张存储当前时间段内在路侧单元覆盖范围内的车辆信息表,车辆信息表内包含车辆vb向路侧单元提供的投标信息元组
Figure BDA0003423402670000068
如下:
Figure BDA0003423402670000069
Figure BDA00034234026700000610
其中,
Figure BDA00034234026700000611
表示车辆vb、时隙tj的可用资源集合,
Figure BDA00034234026700000612
表示车辆vb、时隙tj的单位资源报价,
Figure BDA00034234026700000613
本实施例的
Figure BDA00034234026700000614
取值为5,
Figure BDA00034234026700000615
表示车辆vb、时隙tj的单位资源提供的价值,
Figure BDA00034234026700000616
本实施例的
Figure BDA00034234026700000617
取值为3,vb∈{v1,v2,...,va},a为有限正整数,将一般任务持续时间划分为等大小的时隙,
Figure BDA00034234026700000618
Figure BDA00034234026700000619
为有限正整数,
Figure BDA00034234026700000620
表示车辆vb、时隙tj的可用资源总数,F为有限正整数,本实施例的F为30。
本发明在招募车辆时考虑了不同车辆的精度和单位资源的报价,多个车辆可以协同执行任务,提高了任务的精度。
(3)路侧单元计算车辆精度
在云服务器上存储每辆车的历史交易记录,包括车辆的执行任务情况、历史可靠性信息,路侧单元下载并查看这些信息,根据历史交易信息计算车辆vb、时隙tj的精度
Figure BDA0003423402670000071
如下:
Figure BDA0003423402670000072
Figure BDA0003423402670000073
Figure BDA0003423402670000074
其中,
Figure BDA0003423402670000075
表示车辆vb、时隙tj的精度因子,
Figure BDA0003423402670000076
表示车辆vb、时隙tj的可靠性,θ表示历史因子,θ∈[0,1],本实施例的θ取值为0.5,
Figure BDA0003423402670000077
表示车辆vb、时隙tj-1之前的可靠性,
Figure BDA0003423402670000078
本实施例的
Figure BDA0003423402670000079
取值为0.5,
Figure BDA00034234026700000710
表示车辆vb、时隙tj-1的可靠性奖励,
Figure BDA00034234026700000711
j-1≥1,
Figure BDA00034234026700000712
表示车辆vb、时隙tj的精度值,
Figure BDA00034234026700000713
本实施例的
Figure BDA00034234026700000714
取值为15,ζ表示智能交通系统对用户精度值的平均要求,ζ∈[1,30],本实施例的ζ取值为15。
(4)平台选择车辆执行一般任务
平台扫描所有的路侧单元,收集所有上传投标车辆的信息,根据每个一般任务成本预算和每个车辆资源的报价、价值、精度,按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA00034234026700000715
其中,
Figure BDA00034234026700000716
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA00034234026700000717
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA00034234026700000718
Figure BDA0003423402670000081
平台按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA0003423402670000082
其中,
Figure BDA0003423402670000083
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA0003423402670000084
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000085
Figure BDA0003423402670000086
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p∈[1,10],本实施例的p取值为5。
本发明提出了一般任务车辆资源选择方法,在满足每个一般任务成本预算约束和车辆资源约束的基础上,最大化一般任务总效用。
(5)平台发布紧急任务
平台发布紧急任务Me如下:
Me={rw,rd,ru}
其中,rw是紧急任务的最大等待延迟、且不超过一个时隙tj-1,j-1≥1,rd是紧急任务的最低价值,rd∈[0,100],本实施例的rd取值为50,ru是紧急任务的最低精度,ru∈[0,1],本实施例的ru取值为0.5。
(6)平台选择车辆执行紧急任务
对时隙tj-1,j-1≥1,平台发布的紧急任务,时隙tj平台根据紧急任务的精度要求、价值要求和每个车辆的单位资源报价、精度、价值选择车辆资源,按下式选择车辆资源以最大化剩余的一般任务的总效用W(tj):
Figure BDA0003423402670000091
Figure BDA0003423402670000092
Figure BDA0003423402670000093
其中,
Figure BDA0003423402670000094
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源数目,
Figure BDA0003423402670000095
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源数目,
Figure BDA0003423402670000096
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源比例,
Figure BDA0003423402670000097
本实施例
Figure BDA0003423402670000098
的取值为0.5,f(x)表示对x四舍五入函数,平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000099
Figure BDA00034234026700000910
Figure BDA00034234026700000911
Figure BDA00034234026700000912
其中,
Figure BDA00034234026700000913
表示时隙tj紧急任务购买车辆vb的总资源,
Figure BDA00034234026700000914
表示时隙tj紧急任务购买的车辆vb的空闲资源数目,
Figure BDA00034234026700000915
表示车辆vb、时隙tj参与紧急任务的指示值,
Figure BDA00034234026700000916
本发明提出了紧急任务车辆资源选择方法,在满足紧急任务的精度要求、价值要求、延时要求的基础上,最大化剩余的一般任务总效用,减少了偶发紧急任务对正在进行一般任务的影响。
完成基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法。
实施例2
本实施例的基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法由下述步骤组成:
(1)平台发布一般任务
平台发布信息元组
Figure BDA00034234026700000917
如下:
Figure BDA00034234026700000918
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p为有限正整数,
Figure BDA00034234026700000919
表示一般任务gi的开始时间,
Figure BDA0003423402670000101
表示一般任务gi的结束时间,
Figure BDA0003423402670000102
表示一般任务gi的成本预算,
Figure BDA0003423402670000103
本实施例的
Figure BDA0003423402670000104
取值为1。
(2)车辆上传投标信息
路侧单元实时识别覆盖范围内的车辆,每一个路侧单元拥有一张存储当前时间段内在路侧单元覆盖范围内的车辆信息表,车辆信息表内包含车辆vb向路侧单元提供的投标信息元组
Figure BDA0003423402670000105
如下:
Figure BDA0003423402670000106
Figure BDA0003423402670000107
其中,
Figure BDA0003423402670000108
表示车辆vb、时隙tj的可用资源集合,
Figure BDA0003423402670000109
表示车辆vb、时隙tj的单位资源报价,
Figure BDA00034234026700001010
本实施例的
Figure BDA00034234026700001011
取值为1,
Figure BDA00034234026700001012
表示车辆vb、时隙tj的单位资源提供的价值,
Figure BDA00034234026700001013
本实施例的
Figure BDA00034234026700001014
取值为1,vb∈{v1,v2,...,va},a为有限正整数,将一般任务持续时间划分为等大小的时隙,
Figure BDA00034234026700001015
Figure BDA00034234026700001016
为有限正整数,
Figure BDA00034234026700001017
表示车辆vb、时隙tj的可用资源总数,F为有限正整数,本实施例的F取值为10。
(3)路侧单元计算车辆精度
在云服务器上存储每辆车的历史交易记录,包括车辆的执行任务情况、历史可靠性信息,路侧单元下载并查看这些信息,根据历史交易信息计算车辆vb、时隙tj的精度
Figure BDA00034234026700001018
如下:
Figure BDA00034234026700001019
Figure BDA00034234026700001020
Figure BDA00034234026700001021
其中,
Figure BDA00034234026700001022
表示车辆vb、时隙tj的精度因子,
Figure BDA00034234026700001023
表示车辆vb、时隙tj的可靠性,θ表示历史因子,θ∈[0,1],本实施例的θ取值为0,
Figure BDA00034234026700001024
表示车辆vb、时隙tj-1之前的可靠性,
Figure BDA00034234026700001025
本实施例的
Figure BDA00034234026700001026
取值为0,
Figure BDA00034234026700001027
表示车辆vb、时隙tj-1的可靠性奖励,
Figure BDA00034234026700001028
j-1≥1,
Figure BDA00034234026700001029
表示车辆vb、时隙tj的精度值,
Figure BDA00034234026700001030
本实施例的
Figure BDA0003423402670000111
取值为1,ζ表示智能交通系统对用户精度值的平均要求,ζ∈[1,30],本实施例的ζ取值为1。
(4)平台选择车辆执行一般任务
平台扫描所有的路侧单元,收集所有上传投标车辆的信息,根据每个一般任务成本预算和每个车辆资源的报价、价值、精度,按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA0003423402670000112
其中,
Figure BDA0003423402670000113
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA0003423402670000114
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000115
Figure BDA0003423402670000116
平台按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA0003423402670000117
其中,
Figure BDA0003423402670000118
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA0003423402670000119
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA00034234026700001110
Figure BDA00034234026700001111
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p∈[1,10],本实施例的p取值为1。
(5)平台发布紧急任务
平台发布紧急任务Me如下:
Me={rw,rd,ru}
其中,rw是紧急任务的最大等待延迟、且不超过一个时隙tj-1,j-1≥1,rd是紧急任务的最低价值,rd∈[0,100],本实施例的rd取值为0,ru是紧急任务的最低精度,ru∈[0,1],本实施例的ru取值为0。
(6)平台选择车辆执行紧急任务
对时隙tj-1,j-1≥1,平台发布的紧急任务,时隙tj平台根据紧急任务的精度要求、价值要求和每个车辆的单位资源报价、精度、价值选择车辆资源,按下式选择车辆资源以最大化剩余的一般任务的总效用W(tj):
Figure BDA0003423402670000121
Figure BDA0003423402670000122
Figure BDA0003423402670000123
其中,
Figure BDA0003423402670000124
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源数目,
Figure BDA0003423402670000125
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源数目,
Figure BDA0003423402670000126
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源比例,
Figure BDA0003423402670000127
本实施例
Figure BDA0003423402670000128
的取值为0,f(x)表示对x四舍五入函数,平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000129
Figure BDA00034234026700001210
Figure BDA00034234026700001211
Figure BDA00034234026700001212
其中,
Figure BDA00034234026700001213
表示时隙tj紧急任务购买车辆vb的总资源,
Figure BDA00034234026700001214
表示时隙tj紧急任务购买的车辆vb的空闲资源数目,
Figure BDA00034234026700001215
表示车辆vb、时隙tj参与紧急任务的指示值,
Figure BDA00034234026700001216
完成基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法。
实施例3
本实施例的基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法由下述步骤组成:
(1)平台发布一般任务
平台发布信息元组
Figure BDA0003423402670000131
如下:
Figure BDA0003423402670000132
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p为有限正整数,
Figure BDA0003423402670000133
表示一般任务gi的开始时间,
Figure BDA0003423402670000134
表示一般任务gi的结束时间,
Figure BDA0003423402670000135
表示一般任务gi的成本预算,
Figure BDA0003423402670000136
本实施例的
Figure BDA0003423402670000137
取值为500。
(2)车辆上传投标信息
路侧单元实时识别覆盖范围内的车辆,每一个路侧单元拥有一张存储当前时间段内在路侧单元覆盖范围内的车辆信息表,车辆信息表内包含车辆vb向路侧单元提供的投标信息元组
Figure BDA0003423402670000138
如下:
Figure BDA0003423402670000139
Figure BDA00034234026700001310
其中,
Figure BDA00034234026700001311
表示车辆vb、时隙tj的可用资源集合,
Figure BDA00034234026700001312
表示车辆vb、时隙tj的单位资源报价,
Figure BDA00034234026700001313
本实施例的
Figure BDA00034234026700001314
取值为10,
Figure BDA00034234026700001315
表示车辆vb、时隙tj的单位资源提供的价值,
Figure BDA00034234026700001316
本实施例的
Figure BDA00034234026700001317
取值为5,vb∈{v1,v2,...,va},a为有限正整数,将一般任务持续时间划分为等大小的时隙,
Figure BDA00034234026700001318
Figure BDA00034234026700001319
为有限正整数,
Figure BDA00034234026700001320
表示车辆vb、时隙tj的可用资源总数,F为有限正整数,本实施例的F取值为20。
(3)路侧单元计算车辆精度
在云服务器上存储每辆车的历史交易记录,包括车辆的执行任务情况、历史可靠性信息,路侧单元下载并查看这些信息,根据历史交易信息计算车辆vb、时隙tj的精度
Figure BDA00034234026700001321
如下:
Figure BDA0003423402670000141
Figure BDA0003423402670000142
Figure BDA0003423402670000143
其中,
Figure BDA0003423402670000144
表示车辆vb、时隙tj的精度因子,
Figure BDA0003423402670000145
表示车辆vb、时隙tj的可靠性,θ表示历史因子,θ∈[0,1],本实施例的θ取值为1,
Figure BDA0003423402670000146
表示车辆vb、时隙tj-1之前的可靠性,
Figure BDA0003423402670000147
本实施例的
Figure BDA0003423402670000148
取值为1,
Figure BDA0003423402670000149
表示车辆vb、时隙tj-1的可靠性奖励,
Figure BDA00034234026700001410
j-1≥1,
Figure BDA00034234026700001411
表示车辆vb、时隙tj的精度值,
Figure BDA00034234026700001412
本实施例的
Figure BDA00034234026700001413
取值为30,ζ表示智能交通系统对用户精度值的平均要求,ζ∈[1,30],本实施例的ζ取值为30。
(4)平台选择车辆执行一般任务
平台扫描所有的路侧单元,收集所有上传投标车辆的信息,根据每个一般任务成本预算和每个车辆资源的报价、价值、精度,按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA00034234026700001414
其中,
Figure BDA00034234026700001415
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA00034234026700001416
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA00034234026700001417
Figure BDA00034234026700001418
平台按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure BDA00034234026700001419
其中,
Figure BDA00034234026700001420
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure BDA00034234026700001421
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000151
Figure BDA0003423402670000152
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p∈[1,10],本实施例的p取值为10。
(5)平台发布紧急任务
平台发布紧急任务Me如下:
Me={rw,rd,ru}
其中,rw是紧急任务的最大等待延迟、且不超过一个时隙tj-1,j-1≥1,rd是紧急任务的最低价值,rd∈[0,100],本实施例的rd取值为100,ru是紧急任务的最低精度,ru∈[0,1],本实施例的ru取值为1。
(6)平台选择车辆执行紧急任务
对时隙tj-1,j-1≥1,平台发布的紧急任务,时隙tj平台根据紧急任务的精度要求、价值要求和每个车辆的单位资源报价、精度、价值选择车辆资源,按下式选择车辆资源以最大化剩余的一般任务的总效用W(tj):
Figure BDA0003423402670000153
Figure BDA0003423402670000154
Figure BDA0003423402670000155
其中,
Figure BDA0003423402670000156
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源数目,
Figure BDA0003423402670000157
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源数目,
Figure BDA0003423402670000158
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源比例,
Figure BDA0003423402670000159
本实施例
Figure BDA00034234026700001510
的取值为1,f(x)表示对x四舍五入函数,平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure BDA0003423402670000161
Figure BDA0003423402670000162
Figure BDA0003423402670000163
Figure BDA0003423402670000164
其中,
Figure BDA0003423402670000165
表示时隙tj紧急任务购买车辆vb的总资源,
Figure BDA0003423402670000166
表示时隙tj紧急任务购买的车辆vb的空闲资源数目,
Figure BDA0003423402670000167
表示车辆vb、时隙tj参与紧急任务的指示值,
Figure BDA0003423402670000168
完成基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法。
为了验证本发明的有益效果,发明人采用本发明实施例1的方法与在满足约束条件内随机选择车辆资源分配给一般任务和紧急任务的方法(以下简称对比实验1)、平均选择车辆资源分配给每个一般任务和紧急任务的方法(以下简称对比实验2)、基于多级斯塔克尔伯格博弈选择车辆资源分配给每个一般任务和紧急任务的方法(以下简称对比实验3)进行了对比仿真实验,各种实验情况如下:
在没有紧急任务到达的场景下,一般任务效用评价指标为所有一般任务在所有时隙内获得的效用总和,一般任务总效用实验结果见表1。
表1无紧急任务时的一般任务总效用实验结果
实验内容 一般任务总效用
对比实验1 16.67
对比实验2 67.40
对比实验3 96.66
本发明实施例1 130.91
由表1可见,对500次实验结果取均值,本发明的一般任务总效用为130.91,对比实验1的一般任务总效用为16.67,对比实验2的一般任务总效用为67.40,对比实验3的一般任务总效用为96.66,相较于对比实验1、对比实验2、对比实验3,本发明显著提升了一般任务总效用。
在有紧急任务到达的场景下,一般任务效用评价指标为在所有时隙满足到达所有紧急任务的最低价值要求和最低精度要求之后剩余的所有一般任务总效用,分别统计了500次实验的均值:剩余的一般任务总效用实验结果见表2。
表2有紧急任务时剩余的一般任务总效用结果
实验内容 剩余的一般任务总效用
对比实验1 12.24
对比实验2 50.46
对比实验3 75.74
本发明实施例1 83.09
由表2可见,对500次实验结果取平均值,本发明的剩余的一般任务总效用为83.09,对比实验1剩余的一般任务总效用为12.24,对比实验2剩余的一般任务总效用为50.46,对比实验3剩余的一般任务总效用为75.74,与对比实验1、对比实验2、对比实验3,本发明在满足紧急任务的最低价值要求和最低精度要求的同时,显著提升了剩余的一般任务总效用。

Claims (3)

1.一种基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法,其特征在于由下述步骤组成:
(1)平台发布一般任务
平台发布信息元组
Figure FDA0003919650710000011
如下:
Figure FDA0003919650710000012
其中,gi为一般任务,gi∈{g1,g2,...,gp},p为有限正整数,
Figure FDA0003919650710000013
表示一般任务gi的开始时间,
Figure FDA0003919650710000014
表示一般任务gi的结束时间,
Figure FDA0003919650710000015
表示一般任务gi的成本预算,
Figure FDA0003919650710000016
(2)车辆上传投标信息
路侧单元实时识别覆盖范围内的车辆,每一个路侧单元拥有一张存储当前时间段内在路侧单元覆盖范围内的车辆信息表,车辆信息表内包含车辆vb向路侧单元提供的投标信息元组
Figure FDA0003919650710000017
如下:
Figure FDA0003919650710000018
Figure FDA0003919650710000019
其中,
Figure FDA00039196507100000110
表示车辆vb、时隙tj的可用资源集合,
Figure FDA00039196507100000111
表示车辆vb、时隙tj的单位资源报价,
Figure FDA00039196507100000112
Figure FDA00039196507100000113
表示车辆vb、时隙tj的单位资源提供的价值,
Figure FDA00039196507100000114
vb∈{v1,v2,...,va},a为有限正整数,将一般任务持续时间划分为等大小的时隙,
Figure FDA00039196507100000115
Figure FDA00039196507100000116
为有限正整数,
Figure FDA00039196507100000117
表示车辆vb、时隙tj的可用资源总数,F为有限正整数;
(3)路侧单元计算车辆精度
在云服务器上存储每辆车的历史交易记录,包括车辆的执行任务情况、历史可靠性信息,路侧单元下载并查看这些信息,根据历史交易信息计算车辆vb、时隙tj的精度
Figure FDA00039196507100000118
如下:
Figure FDA00039196507100000119
Figure FDA00039196507100000120
Figure FDA0003919650710000021
其中,
Figure FDA0003919650710000022
表示车辆vb、时隙tj的精度因子,
Figure FDA0003919650710000023
表示车辆vb、时隙tj的可靠性,θ表示历史因子,θ∈[0,1],
Figure FDA0003919650710000024
表示车辆vb、时隙tj-1之前的可靠性,
Figure FDA0003919650710000025
Figure FDA0003919650710000026
表示车辆vb、时隙tj-1的可靠性奖励,
Figure FDA0003919650710000027
Figure FDA0003919650710000028
表示车辆vb、时隙tj的精度值,
Figure FDA0003919650710000029
ζ表示智能交通系统对用户精度值的平均要求,ζ∈[1,30];
(4)平台选择车辆执行一般任务
平台扫描所有的路侧单元,收集所有上传投标车辆的信息,根据每个一般任务的成本预算和每个车辆资源的报价、价值、精度,按下式选择车辆资源以最大化一般任务的总效用Z:
Figure FDA00039196507100000210
其中,
Figure FDA00039196507100000211
表示一般任务gi购买车辆vb、时隙tj的第f个资源的指示值,
Figure FDA00039196507100000212
平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure FDA00039196507100000213
Figure FDA00039196507100000214
(5)平台发布紧急任务
平台发布紧急任务Me如下:
Me={rw,rd,ru}
其中,rw是紧急任务的最大等待延迟、且不超过一个时隙tj-1,j-1≥1,rd是紧急任务的最低价值,rd∈[0,100],ru是紧急任务的最低精度,ru∈[0,1];
(6)平台选择车辆执行紧急任务
对时隙tj-1,j-1≥1,平台发布的紧急任务,根据紧急任务的精度要求、价值要求和每个车辆的单位资源报价、精度、价值选择车辆资源,按下式选择车辆资源以最大化剩余的一般任务的总效用W(tj):
Figure FDA0003919650710000031
Figure FDA0003919650710000032
Figure FDA0003919650710000033
其中,
Figure FDA0003919650710000034
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源数目,
Figure FDA0003919650710000035
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源数目,
Figure FDA0003919650710000036
表示车辆vb、时隙tj已经分配给一般任务gi的资源被紧急任务占用的资源比例,
Figure FDA0003919650710000037
f(x)表示对x四舍五入函数,平台选择的车辆资源需要满足以下条件:
Figure FDA0003919650710000038
Figure FDA0003919650710000039
Figure FDA00039196507100000310
Figure FDA00039196507100000311
其中,
Figure FDA00039196507100000312
表示时隙tj紧急任务购买车辆vb的总资源,
Figure FDA00039196507100000313
表示时隙tj紧急任务购买的车辆vb的空闲资源数目,
Figure FDA00039196507100000314
表示车辆vb、时隙tj参与紧急任务的指示值,
Figure FDA00039196507100000315
2.根据权利要求1所述的基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法,其特征在于:在(4)平台选择车辆执行一般任务步骤中,所述的p∈[1,10]。
3.根据权利要求1所述的基于智能交通系统的多任务协同群智感知方法,其特征在于:在(6)平台选择车辆执行紧急任务步骤中,所述的
Figure FDA00039196507100000316
取值为0.5。
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