一种竞争力驱动的数据共享激励方法技术

本发明专利技术公开了一种竞争力驱动的数据共享激励方法，包括以下步骤：1)将数据需求者和数据共享者之间的关系映射为数据交易关系，引入竞争力作为数据共享交易的参数，并在此基础上构建数据共享网络；2)根据数据共享网络构建基于斯坦伯格的两阶段博弈模型；3)根据两阶段斯坦伯格博弈模型构建数据需求者效用函数和数据共享者效用函数；4)求解斯坦伯格博弈模型的纳什均衡，以纳什均衡为参数进行数据共享，达成数据需求者和数据共享者的双赢。本发明专利技术可使得数据共享参与者在自私的行为下获得最大效用，消除数据持有者的竞争力担忧，激励其参与数据共享，从而在数据共享中受益，达成数据持有者和数据需求者的双赢。

A competitive driven data sharing incentive method

The invention discloses a competitiveness-driven data sharing incentive method, which comprises the following steps: 1) mapping the relationship between data demander and data sharer into a data transaction relationship, introducing competitiveness as a parameter of data sharing transaction, and constructing a data sharing network based on the data sharing network structure; Build a two-stage game model based on Steinberg; 3) Build a data demander utility function and a data sharer utility function according to the two-stage Steinberg game model; 4) Solve the Nash equilibrium of the Steinberg game model, and share the data with Nash equilibrium as a parameter to achieve a win-win situation between the data demander and the data sharer. . The invention can maximize the utility of data sharing participants under selfish behavior, eliminate the worries of data holders'competitiveness, encourage them to participate in data sharing, thereby benefiting from data sharing and achieving a win-win situation between data holders and data demanders.

【技术实现步骤摘要】
一种竞争力驱动的数据共享激励方法
本专利技术涉及数据共享的激励机制
，具体涉及具有竞争性关系的组织之间基于竞争力驱动的数据共享激励方法。
技术介绍
随着大数据时代和人工智能时代的到来，以数据为基础的算法和技术蓬勃发展，催生出了众多基于数据驱动的服务，如推荐服务、语音识别、图像识别等，深刻地影响和变革着经济社会生活的方方面面。这些智能服务是组织机构通过收集数据和分析数据而提供的，其服务质量依赖于大量的高质量数据。然而，现实中并不是每个组织机构都能掌握大量数据，相反的，单个组织掌握的数据有限，更多的数据是通过收集和共享获得，进而提供多样化的智能服务。随着数据共享有效提升服务质量和改善人们生活水平，数据服务发展出现新态势，即从单个组织收集和处理数据发展到多个组织共享数据来提供服务。但是在数据共享的发展趋势下，组织机构也可能拒绝分享其数据，尤其是存在竞争关系的组织之间。其主要原因是竞争性组织之间存在竞争力担忧。组织机构担心数据共享可能会改进竞争对手的服务质量，提升对手的竞争力，使对手在数据共享中受益，而本方却无法从中获益，反而可能因竞争对手的服务质量提升而造成自身用户流失，导致业务量下降，在日趋激烈的商业竞争中，这是本方不愿意看到的。例如，新药研发以及医疗相关的领域本应是数据共享和协作的重要领域，对治病救人，提升健康意义重大。但是由于利益的驱使，担心对手研发出下一代超级新药，很多医疗机构不愿意分享他们的数据。现有研究多以主从合作式的数据收集为模型，竞争性组织机构之间的数据共享鲜有研究。在合作式数据收集中，数据需求者和数据持有者具有较强合作关系，这种数据共享的方法不符合具有竞争性关系组织之间的特点。因此，具有竞争关系的组织数据共享中，如何让参与者相信通过共享数据可以得到比不共享数据更好的结果，消除竞争力担忧，激励他们共享数据，是目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种竞争力驱动的数据共享激励方法，通过引入竞争力作为数据共享的交易参数，在此基础上构建斯坦伯格博弈模型，使得数据共享参与者在自私的行为下获得最大效用，消除数据持有者的竞争力担忧，激励其参与数据共享，从而在数据共享中受益，达成数据持有者和数据需求者的双赢。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种竞争力驱动的数据共享激励方法，包括以下步骤：1)将数据需求者和数据共享者之间的关系映射为数据交易关系，引入竞争力作为数据共享交易的参数，并在此基础上构建数据共享网络；2)根据数据共享网络构建基于斯坦伯格的两阶段博弈模型；3)根据两阶段斯坦伯格博弈模型构建数据需求者效用函数和数据共享者效用函数；4)求解斯坦伯格博弈模型的纳什均衡，以纳什均衡为参数进行数据共享，达成数据需求者和数据共享者的双赢。进一步的，所述步骤1)中，数据交易关系为具有竞争性关系的两者之间的数据和竞争力的交易，即数据共享者共享数据给数据需求者，并从数据需求者处获得竞争力。进一步的，所述步骤1)中，数据共享网络包括多个数据共享者和单个数据需求者，每个数据共享者与数据需求者之间数据竞争力参数不同。进一步的，所述步骤1)中，竞争力具有如下特征：是数据共享和数据处理后的技术进步能力；由竞争力因子度量；受数据市场供求关系影响。进一步的，所述步骤2)中，以数据共享者为领导者，以数据需求者为跟随者，以求得数据共享者和数据需求者的最大效用为目标构建两阶段斯坦伯格博弈模型。进一步的，所述步骤3)中，数据需求者效用函数UD为：其中ω是权重值，Q是数据需求者所需要的数据；是数据Q的价值；qn是从数据持有者n处获得的数据；γn是数据持有者为数据qn标定的竞争力因子；Cn(qn)是处理数据qn的成本；N是数据共享者集合，即数据共享网络中有N个数据共享者。进一步的，所述步骤3)中，数据共享者效用函数Un为：Un＝(γn-cn)qn其中cn为损失系数，受数据数量控制和隐私安全因素影响；qn是从数据持有者n处获得的数据；γn是数据持有者为数据qn标定的竞争力因子。进一步的，所述步骤4)中，斯坦伯格博弈模型的纳什均衡求解方法包括以下步骤：4-1)采用拉格朗日乘子法求解数据需求者的效用函数，求得数据需求者的最佳共享数据量4-2)把最佳数据量代入到数据共享者的效用函数，得到竞争力因子的表达式；4-3)通过竞争力因子表达式，求得在数据共享者竞争力因子博弈的最佳反应函数，然后采用梯度下降法求解斯坦伯格博弈的均衡。进一步的，所述梯度下降法包括：随机设定数据共享者的竞争力因子向量γi；迭代：a)数据需求者根据表达式求解从数据共享者获得数据量；b)更新竞争力因子函数c)直到||γ[t]-γ[t-1]||/γ[t-1]≤ε；结束迭代，获得斯坦伯格博弈模型的纳什均衡；其中，γ是竞争力因子，t是迭代步数，δ是梯度下降步幅，是梯度算子，ε是差值阈值。进一步的，所述步骤4)中，以纳什均衡为参数进行数据共享的具体方法为：数据持有者进行竞争力因子决策；数据需求者根据竞争力因子决定数据量；通过基于梯度下降的算法，最终双方达成平衡，获得最佳的竞争力因子和数据量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提出了一种竞争力驱动的数据共享激励方法，该方法引入竞争力作为驱动因素，使数据共享者在数据共享中获得竞争力提升，消除了数据持有者的竞争力担忧，使得数据持有者更有意愿参与到数据共享中去，提升了数据共享的力度。2、通过本专利技术可达成数据共享的双赢。通过竞争力驱动的数据共享激励方法，数据需求者获得所需数据进行处理，提升了自身的服务质量。而数据持有者分享数据后虽然失去了对所持数据的控制，但是获得竞争力补偿，即技术进步能力，发挥了所持数据的价值。因此，数据共享参与者都获得了最佳收益，达成双赢。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为基于竞争力驱动的数据共享网络；图2为斯坦伯格博弈示意图；图3为梯度下降法收敛性；图4为竞争力因子对数据持有者效用的影响；图5为数据处理成本系数对数据共享参与者效用的影响；图6为竞争力驱动的激励机制对数据共享效用的提升。具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本专利技术做进一步的说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本专利技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本专利技术各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本专利技术中任一部件或元件，不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竞争力驱动的数据共享激励方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将数据需求者和数据共享者之间的关系映射为数据交易关系，引入竞争力作为数据共享交易的参数，并在此基础上构建数据共享网络；2)根据数据共享网络构建基于斯坦伯格的两阶段博弈模型；3)根据两阶段斯坦伯格博弈模型构建数据需求者效用函数和数据共享者效用函数；4)求解斯坦伯格博弈模型的纳什均衡，以纳什均衡为参数进行数据共享，达成数据需求者和数据共享者的双赢。

【技术特征摘要】
1.一种竞争力驱动的数据共享激励方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将数据需求者和数据共享者之间的关系映射为数据交易关系，引入竞争力作为数据共享交易的参数，并在此基础上构建数据共享网络；2)根据数据共享网络构建基于斯坦伯格的两阶段博弈模型；3)根据两阶段斯坦伯格博弈模型构建数据需求者效用函数和数据共享者效用函数；4)求解斯坦伯格博弈模型的纳什均衡，以纳什均衡为参数进行数据共享，达成数据需求者和数据共享者的双赢。2.如权利要求1所述的一种竞争力驱动的数据共享激励方法，其特征在于，所述步骤1)中，数据交易关系为具有竞争性关系的两者之间的数据和竞争力的交易，即数据共享者共享数据给数据需求者，并从数据需求者处获得竞争力。3.如权利要求1所述的一种竞争力驱动的数据共享激励方法，其特征在于，所述步骤1)中，数据共享网络包括多个数据共享者和单个数据需求者，每个数据共享者与数据需求者之间数据竞争力参数不同。4.如权利要求1所述的一种竞争力驱动的数据共享激励方法，其特征在于，所述步骤1)中，竞争力具有如下特征：是数据共享和数据处理后的技术进步能力；由竞争力因子度量；受数据市场供求关系影响。5.如权利要求1所述的一种竞争力驱动的数据共享激励方法，其特征在于，所述步骤2)中，以数据共享者为领导者，以数据需求者为跟随者，以求得数据共享者和数据需求者的最大效用为目标构建两阶段斯坦伯格博弈模型。6.如权利要求1所述的一种竞争力驱动的数据共享激励方法，其特征在于，所述步骤3)中，数据需求者效用函数UD为：其中ω是权重值，Q是数据需求者所需要的数据；是数据Q的价值；qn是从数据持有者n处获得的数据；γn是数据持有者为数据qn标定的竞争力因子；Cn(qn)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭秉义，邓小芳，田杰，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37