(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111417331.1 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 胡凯　张伯钧　 (51)Int.Cl. G06F 16/27(2019.01) G06Q 40/04(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06Q 50/00(2012.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于演化博弈论的数据共享激励模型 及其建立方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于演化博弈论的数据 共享激励模型， 包括： 一个二元组的形式M＝(P， K)， 其中P表示大量数据共享社区的用户组成的 一个种群； K为策略空间K＝{K1， K2}， 所述用户有 两种策略， 一种是K1参与数据共享， 即在数据共 享社区中， 主动贡献出自己的数据， 并可 以获得 其他共享用户的数据； 另一种为选择不参数共享 策略K2， 既不会分享数据， 也不会从社区获取共 享的数据； 模型的建立方法包括： 步骤1， 设计数 学模型参数； 步骤2， 通过运用演化博弈论的复制 动态力学方程推导出多个演化博弈稳定策略； 步 骤3， 对多个演化博弈稳定 策略进行稳定性 分析， 推导出数据共享激励模型的激励条件使用方法， 获得优化后的基于演化博弈论的数据共享激励 模型。 权利要求书5页 说明书12页 附图2页 CN 114116905 A 2022.03.01 CN 114116905 A 1.一种基于演化博 弈论的数据共享激励模型， 其特 征在于， 包括： 一个二元组的形式M＝(P,K)， 其中P表示大量数据共享社区的用户组成的一个种群； K 为策略空间K＝{K1,K2}， 所述用户有两种策略， 一种是K1参与数据共享， 即在数据共享社区 中， 主动贡献出自己的数据， 并可以获得其他共享用户的数据； 另一种为选择不参数共享策 略K2， 既不会分享数据， 也 不会从社区获取共享的数据。 2.一种基于权利要求1所述演化博弈论的数据共享激励模型的建立方法， 其特征在于， 包括： 步骤1， 设计数 学模型参数； 步骤2， 通过运用演化博 弈论的复制动态力学 方程推导出多个演化博 弈稳定策略； 步骤3， 对多个演化博弈稳定策略进行稳定性分析， 推导出数据共享激励模型的激励条 件使用方法， 获得优化后的基于演化博 弈论的数据共享激励模型。 3.根据权利要求2所述的基于演化博弈论的数据共享激励模型的建立方法， 其特征在 于， 所述步骤1设计数学模 型参数以及为了构建模 型和简化计算的需要， 对于所述数学模型 参数的假设包括： (1)演化博弈双方具有相同的主体， 即数据共享社区的用户， 主体具有相同的策略空间 K， 其中K＝{K1,K2}＝{参与数据共享， 不 参与数据共享}； (2)在数据共享的过程中， 用户需要付出一定的成本， 这里所指的成本包括但不限于数 据制作的时间成本， 数据被滥用的经济成本等， 在所述模型中， 数据成本记为G； (3)假定在博弈的初级阶段， 主体P1参与数据 共享的概率为p； 主体P2不参与数据 共享的 概率为1‑p； (4)用户上传数据会给他们带来一些效用收益， 该效用收益与用户在社区内的等级和 数据成本 G有关； 用户等级越高， 说明对社区的贡献度越大， 为了奖励贡献度高的用户， 所获 得的收益 也就应该越多； 该效用收益简称为成本收益， 用B表示； (5)假定y为用户从数据共享中获得的收益， 该收益包括但不限于积分收益， 也可以是 利用共享数据解决现实生活中的问题而带来的间接 收益， 即从数据共享中获得的收益； 此 收益与数据成本G有关， 其缩放系数用 α 表示。 (6)收益函数是指每个参与 人在参与 博弈时依据其所属类型和选择的行动可获得的收 益； 采取对数收益 函数ln来计算收益； (7)在数据共享社 区中， 为了鼓励用户共享数据， 需要一定的外部激励奖励I， 此激励在 一定阶段 又会变成数据共享成本， 简称激励/成本 。 4.根据权利要求3所述的基于演化博弈论的数据共享激励模型的建立方法， 其特征在 于， 成本收益B的表达式如(1)所示： B＝l*ln(1+G)， l∈{1,2,3,4,5},G>0 #(1) 其中l为该用户在社 区内的等级， G为数据成本； 根据现实的合理性， 成本收益B >0， 即l* ln(1+G)>0， 其中l∈{1,2,3,4,5 }， 要保证增益函数ln一定大于0， 故ln(1+G)可保证收益为 正； 共享收益y与数据成本G有关， 缩放系数α >0， 其表达式如(2)所示： y＝α *ln(1+G), α >0 #(2) 5.根据权利要求4所述的基于演化博弈论的数据共享激励模型的建立方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114116905 A 2于， 所述博 弈双方的收益矩阵包括： (1)情况1： 进行博弈的双方主体都选 择K1参与数据共享策略； 社区内所有成员均共享了 数据， 博弈双方不仅具有原本的成本收益B， 还会从 中得到数据共享带来的共享收益y； 引入 一个I激励/成本作为数据共享的成本， 即参与共享的用户需要支付少量的积分， 来进行数 据共享； (2)情况2： 进行博弈的双方主体一个选择K1参与数据 共享策略， 另一个选择K2不参与数 据共享策略； 这种情况描述了数据共享是有一定的风险的； 由于二者均上传了数据， 不同的 是一个选择了共享数据， 另一个选择不共享数据； 首先二者都会有数据本身带来的成本 收 益B， 但由于共享数据的主体P1获取不到不共享主体P2的数据， 因此就没有共享收益y， 所以 就需要给与共享主体一定的I激励/成本， 此时应是外部的奖励激励， 即一定的积分奖励； 同 理， 不共享主体由于未共享数据， 因此获取不到共享主体所共享的数据， 同样也没有共享收 益y； (3)情况3： 进行博弈的双方主体均选择K2不参与数据共享策略； 此时， 数据共享社区所 面临的场景即为没有人愿意共享数据， 所以主体双方只能获得原本的成本收益B； 所述模型建立过程中的参与主体均 是有限理性的， 在博弈开始阶段是不可能直接达到 纳什均衡的状态， 需要一个演化模拟学习他人的策略， 进行动态地调节， 反 复尝试最 终达到 一种最优平衡， 实现整体利益的最大化。 6.根据权利要求5所述的基于演化博弈论的数据共享激励模型的建立方法， 其特征在 于， 所述步骤2包括： 在博弈的初级阶段t， 参与 主体P1参与数据共享的概率为p； 参与 主体P2不参与数据 共享 的概率为1 ‑p， 即可等效为在t阶段博弈中， 选择共享策略的人数比率为p(t)， 则有选择不共 享的用户比率 为1‑p(t)； 在t阶段， 选择共享策略的期望收益 为： 化简得： 选择不共享数据的期望收益 为： 化简得： 数据共享社区的平均期望收益 为： 化简得： 因此， 由公式(8)可以计算出复制动态力学 方程为： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114116905 A 3