5、合作竞争博弈论任务分配框架解析

合作竞争博弈论任务分配框架解析

1. 引言

在社会计算的场景中，与传统集中式计算方案下的任务分配问题不同，社会计算中的边缘设备需要进行细致的协调。这些边缘设备通常为私人用户所有，不受单一实体完全控制。而且在现实场景里，任务之间存在依赖关系，社会边缘计算（SEC）应用作业往往由许多相互依赖且异构的任务组成。这不仅增加了任务分配的难度，还引出了一个有趣的问题：能否引导自私的私有边缘设备高效协作完成作业？为解决这一问题，我们引入了合作竞争博弈论任务分配（CoGTA）框架。

2. 问题定义

• 系统模型
  • 边缘设备与服务器 ：项目管理员在服务器上启动一个对延迟敏感的社会计算应用，通过边缘设备（如笔记本电脑、无人机、智能手机、汽车等）持续收集和处理物理世界的传感器数据。这些边缘设备可能无法始终联网，且电池、带宽、内存和计算能力有限。设 $EN = {E_1, E_2 \cdots E_X}$ 为应用中所有边缘设备的集合，它们既能收集传感器数据，也能执行一些计算任务以减轻后端服务器的负担。后端服务器是负责任务分配和数据分析的远程处理单元，通常是由项目管理员直接管理的强大可控系统（如专用虚拟机、云平台）。
  • 信任图 ：由于信任和隐私问题，边缘设备之间的通信受到限制，我们用信任图来描述这种约束。信任图 $G_{dev} = (V_{dev}, L_{dev})$ 是一个无向图，如果 $E_x$ 和 $E_y$ 之间存在链接 $(x, y) \in L_{dev}$，则表示这两个设备相互信任。例如，属于朋友或同一机构