陈荟慧/CHEN Huih ui 郭斌/GUO Bin
於志文/YU Zh iwen
（西 北 工 业 大 学 ，陕 西 西 安 ，710129） (Northwestern Polytechnical University, Xi ’an
710129, China)
结 合 GPS 轨 迹 分 享 晨 练 感 受 ，司 机 或 者乘客通过加速度传感器采集道路 坑洼状况上传给城市管理部门。
根据手机用户采集数据时的协 作 方 式 ，可 将 感 知 分 为 参 与 式 感 知 [2] 和 机 会 感 知 [3]。 参 与 式 感 知 由 用 户 主 动 参 与 ，因 此 数 据 精 度 高 但 容 易 受 用 户主观意识干扰。机会感知通过直 接 或 间 接 方 式 感 知 用 户 的 行 为 ，对 用 户 干 扰 较 小 ，但 数 据 精 度 依 赖 于 感 知 算 法 和 应 用 环 境 ，且 机 会 感 知 需 较 高 的隐私保护机制激励用户的参与。
2 群智感知的数据采集
移动群智感知采集的数据不再 仅 仅 局限于 位置，移动 设备附 带的 各 种传感器在个体数据采集时都能够 发 挥 作用。例如 ，路人 通过分 析手 机 麦克风采集到的环境声音检测环境 噪 声 ，旅 行 者 通 过 手 机 摄 像 头 和 GPS 记 录 旅游日 志并分 享旅游攻 略，晨 练 者通过加速度传感器监测运动量并
在公共设施方面的应用如交通 拥 堵 情 况 的 检 测 [12-13] 、道 路 状 况 的 检 测 （如 [14] 道 路 坑 洼 、噪 音）、寻 找 停 车 位 [15]、公 共 设 施 报 修（如 消 防 栓 、交 通
信 号 灯 、井 盖 等）和 实 时 交 通 监 测 与 导 航 [16] 等 。 例 如 ，ParkNet 使 用 GPS 和 安装在右侧车门的超声波传感器检 测 空 停 车 位 ，并 共 享 检 测 结 果 ；CMS 系统收集由公交车乘客的手机采集 的 数 据 ，对 公 交 车 舒 适 程 度 做 出 评 级 ，并 通 过 网 站 发 布 ；Zhou P 等 人 [17] 设 计 了 Android 平 台 下 的 公 交 车 到 站 时 刻 预 测 系 统 ；GBus[18] 应 用 允 许 个 人 使 用 移 动设备收 集公交车 站点信 息，包 括 站 点 名 称 、图 片 和 描 述 ； EasyTracker[19] 应 用 使 用 安 装 有 地 图 的 智 能 手 机 ，从 GPS 轨 迹 中 提 取 高 密 度 点 获 取公交站 点，并采 集 各站 点公交 到站时刻计算公交站点间运行时间， 从而预测公交到站时刻。
ZTE TECHNOLOGY JOURNAL
移动群智感知应用
陈荟慧等 专题
DOI: 10.3969/j.issn.1009-6868.2014.01.008 网络出版地址：/kcms/detail/34.1228.TN.20140105le Crowd-Sensing Application
中 图 分 类 号 ：TP391 文 献 标 志 码 ：A 文 章 编 号 ：1009-6868 (2014) 01-0035-003
摘要： 认为无线通信和智能移动设备的发展为群智感知在移动环境下的应用奠定 了 基 础 ，而 廉 价 多 样 的 传 感 器 使 移 动 群 智 感 知 应 用 与 人 类 社 会 的 联 系 更 加 紧 密 。 移 动 群 智 感 知 用 户 采 集 数 据 时 的 协 作 方 式 分 为 参 与 式 感 知 、机 会 感 知 两 种 ，各 有 优 缺 点 和 局 限 性 。 移 动 群 智 感 知 需 要 考 虑 用 户 成 本 、网 络 压 力 、云 计 算 服 务 器 架 设 、用 户 隐 私 保 护 等 方 面 的 问 题 ，要 面 对 情 境 隐 私 、匿 名 任 务 、匿 名 数 据 汇 报 、可 靠 数 据 读 取、数 据 真 实 性 等 安 全 方 面 的 挑 战。
3 群智感知的应用现状
现阶段的移动群智感知应用大 致 可 分 为 3 类 ：环 境 、公 共 设 施 和 社 会 [6] 。
在 环 境 方 面 的 应 用 如 Common Sense[7] 、Creek Watch[8-9] 、Ear-Phone[10] 和 iMap[11] 等 。 Common Sense 使 用 可 以 与 手机通信的手持空气质量传感器收 集 空 气 污 染 数 据（如 二 氧 化 碳 、氮 氧 化 物），分 析 和 可 视 化 后 通 过 Web 发 布；Creek Watch 是由 IBM 在 2010 年 11 月 发 布 的 iPhone 应 用 ，人 们 路 过 河 流 的 时 候，可以 花 费几 秒 钟的时 间 搜集 水 质 数 据 ，包 括 流 量 、流 速 和 垃 圾 数 量，后台 服务器汇 总数 据 后在 网站 上 公 布 ；Ear-Phone 使 用 手 机 根 据 噪 音 级别监测对人类听力有害的噪音污 染 ，并 绘 制 成 噪 音 地 图 通 过 Web 共 享 ；iMap 使 用 手 机 采 集 人 的 时 间 - 地 点 轨 迹，并使 用 已有 模 型计算 空 气中 二 氧 化 碳 的 含 量 和 PM2.5 的 值 ，实 现 间接环境监测功能。
收 稿 日 期 ：2013-10-17 网 络 出 版 时 间 ：2014-01-05 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金（61332005）
感 知 层 完 成 数 据 的 采 集 ，无 论 是 参 与 式感知 还是机 会感知，都由 终端 采集用户数据并上传。挖掘层通常 是为了发现某种知识或者统计某种 结果而对大数据进行深层分析。
Key words: mobile crowd-sensing application; participant sensing; opportunity sensing
1 群智感知的架构
群智 感 知 通 过 感 知 个 体 的 信 息 而 挖掘群体信息并反作用于个体 或 群 体 [1]。 群 智 感 知 是 个 体 与 群 体 的 合 作 与 共 赢 ，主 体 是“ 感 知 ”和“ 挖 掘 ”，感 知 层 由 个 体 与 携 带 的 智 能 设 备 组 成 ，挖 掘 层 由 后 台 数 据 服 务 器 组 成 。 随 着 数 据 量 的 爆 炸 式 增 长 ，云 计 算开始为数据存储和挖掘提供支持， 传感器和应用程序完成数据的采集 与群体感知结果的反馈，如图 1 所示。
关 键 词 ： 移 动 群 智 感 知 ；参 与 式 感 知 ；机 会 感 知
Abstract: The development of wireless communication and smart mobile devices has been the impetus for mobile crowd-sensing applications. Low-cost sensors in smart devices means that mobile crowd-sensing applications are more tightly associated with human communities. In a mobile crowd-sensing application, measures for sensing cooperation between individuals may be categorized as participant-sensing or opportunity-sensing. Both of these measures have advantages and disadvantages. Mobile crowd-sensing has to consider problems such as cost to the user, pressure on the mobile communication network, constructing a cloud server, and user privacy. Security is a challenge in privacy protection, anonymous tasking, anonymous reporting, collection of dependent data, and data reliability.
参与式感知的实时性相对不如 机 会 感 知 高 ，但 机 会 感 知 准 确 采 集 数 据的难度要比参与式感知高。比如， 在 交 通路况 监控应 用中，参与式感 知 需 要 用户主 动上传 数据，但是当司 机 上报拥堵信息时可能已经离开了该
环境
公共服务
社会 ……
云计算
传感器 任 务 APP 应 用 APP APP ：应 用
在社会方面的应用如社交网络 应 用 以及社会 感知。例如，腾讯提供 的根据个体之间的共同好友而进行 的 好 友 推 荐 机 制 ；Ubigreen[20] 应 用 通 过 手机感知和用户参与的形式半自动 采 集 用户出行 习惯，鼓 励 用户 绿色出 行 ；im2GPS[21] 应 用 构 建 自 己 的 GPS 照 片 知 识库，使 人们可 以 通过拍摄 照片 查 询 自 己 所 处 的 位 置 ；DietSense[22] 应 用允许用户在社交群中分享个人饮 食 习 惯，人们 可以比 较 自己的饮 食习 惯 并 向 他 人 提 出 建 议 ；Bikenet[23] 应 用 根据个体提供的自行车骑行路线的 GPS 轨 迹 、空 气 质 量 、噪 声 质 量 等 数 据计算出最适合自行车骑行运动的 路线。
▲图 1 群智感知基本架构
任 务 APP 应 用 APP
Feb. 2014 Vol.20 No.1 2014 年 2 月 第 20 卷第 1 期
35 中兴通讯技术
ZTE TECHNOLOGY JOURNAL
专题 陈荟慧等