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基于深度强化学习和隐私保护的群智感知动态任务分配策略

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在移动群智感知(Mobile Crowd Sensing,MCS)中,动态任务分配的结果对提高系统效率和确保数据质量至关重要.然而,现有的大部分研究在处理动态任务分配时,通常将其简化为二分匹配模型,该简化模型未充分考虑任务属性与工人属性对匹配结果的影响,同时忽视了工人位置隐私的保护问题.针对这些不足,文章提出一种基于深度强化学习和隐私保护的群智感知动态任务分配策略.该策略首先通过差分隐私技术为工人位置添加噪声,保护工人隐私;然后利用深度强化学习方法自适应地调整任务批量分配;最后使用基于工人任务执行能力阈值的贪婪算法计算最优策略下的平台总效用.在真实数据集上的实验结果表明,该策略在不同参数设置下均能保持优越的性能,同时有效地保护了工人的位置隐私.
Dynamic Task Allocation for Crowd Sensing Based on Deep Reinforcement Learning and Privacy Protection
In mobile crowd sensing(MCS),the outcome of dynamic task allocation is crucial for enhancing system efficiency and ensuring data quality.Most existing studies simplify dynamic task allocation into a bipartite matching model,which fails to sufficiently consider the impact of task and worker attributes on the matching results and overlooked the protection of worker location privacy.To address these shortcomings,this paper presents a privacy-preserving dynamic task allocation strategy for MCS based on deep reinforcement learning and privacy protection.The strategy first employed differential privacy techniques to add noise to worker locations,protecting their privacy.It then adapted task batch assignments using deep reinforcement learning methods.Finally,it employed a greedy algorithm based on worker task capability thresholds to compute the maximal total utility of the platform under the optimal strategy.Experimental results on real-world datasets demonstrate that the strategy maintains superior performance under various parameter settings while effectively safeguarding worker location privacy.

crowd sensingdeep reinforcement learningprivacy protectiondouble deep Q-networkcapacity threshold greedy algorithm

傅彦铭、陆盛林、陈嘉元、覃华

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广西大学计算机与电子信息学院,南宁 530004

广西高校并行分布与智能计算重点实验室,南宁 530004

广西智能数字服务工程技术研究中心,南宁 530004

群智感知 深度强化学习 隐私保护 双深度Q网络 能力阈值贪婪算法

国家自然科学基金

61962005

2024

信息网络安全
公安部第三研究所 中国计算机学会计算机安全专业委员会

信息网络安全

CSTPCDCHSSCD北大核心
影响因子:0.814
ISSN:1671-1122
年,卷(期):2024.24(3)
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