2023年夏季网络通信与经济学实验室(NCEL)研讨会

文摘   科学   2023-09-05 11:00   广东  
    


图1:线下参会人员合影

2023年8月11日,香港中文大学(深圳)协理副校长、深圳市人工智能与机器人研究院(AIRS)副院长兼群体智能研究中心主任黄建伟教授主持召开了2023年夏季网络通信与经济学实验室(NCEL)研讨会。

     研讨会议主要分为四个主题,由NCEL实验室和研究中心的博士生和博士后就当前的研究内容和成果进行分享和讨论。本次研讨会旨在交流当前科研成果,探讨未来发展方向。


图2:体NCEL实验室成员合影

Session 1:Transportation and Energy

刘云舒博士(Last BSP Awardee)

主题: Throughput Optimization in Blockchain-based Energy Trading Systems through Online Learning

刘云舒博士介绍了如何优化基于区块链的能源交易系统吞吐量。在该系统中,产销者(prosumer)根据其私人信息来决定参与区块链系统的质押(stake)和能源购买策略。因此,为实现最优吞吐量,系统设计者需考虑到产消者的私人信息。为解决此问题,本工作提出了一个在线学习算法,分为探索和利用两个阶段。在探索阶段,系统设计者构建了鼓励产消者真实报告私人信息的激励机制,以学习私人信息分布;基于探索阶段的结果,在利用阶段,系统设计者设计了激励机制,鼓励恰当数量的产消者参与区块链质押,从而优化系统吞吐量。随着时间推移,该在线学习算法的遗憾逐渐趋近于零。


刘博博士  

主题: A Decentralized Multi-Agent Reinforcement Learning Framework for Traffic Network Signal Control


刘博博士主要介绍了一种去中心化多智能体强化学习架构,用于交通路网信号灯控制。不依赖于中央服务器,各智能体只需要与其相邻智能体通信,避免了通信阻塞和单点故障问题。其先将交通路网划分为更基础的子图,并提出邻域信息融合方法,充分提取相邻路口交通流之间的时空耦合关系,提高模型性能;同时提出去中心化训练架构,提高模型的训练效率。所提出的方法在JianHangzhou两个交通数据集上获得了当前最好的效果。


肖奕霖博士

主题: Energy Saving for Large-scale Heterogeneous Wireless Networks

图3:肖奕霖博士的分享

     肖奕霖博士主要介绍了大规模无线网络的能耗优化相关研究。5G基站的大规模部署提升了用户体验,同时也增加了网络能耗。在全球气候变暖和运营商支出增加的双重压力下,提升网络能效尤为重要。然而,在大规模异构网络场景下,如何分析网络的能耗性能界以及如何高效地优化网络能耗,是非常重要且极具挑战的问题。针对上述挑战,首先构建了大规模异构网络的能耗优化问题,在覆盖和数据率的服务质量需求约束下,控制基站关断和用户关联的决策变量。然后,利用拉格朗日松弛法求解构建的大规模0-1规划问题,得到网络能耗性能界。最后提出基于分簇的能耗优化算法,将大规模网络分解成多个簇,分布式地求解各个簇内的能耗优化问题,从而提升问题求解效率。

Session 2:Data Attribute

博士生成锦

主题: Multi-Source Data Cooperation

博士生成锦分享了所研究的多源数据合作问题。已有的数据定价研究往往假设数据源是单一的,但是在现实场景中,最终售卖的数据产品需要多方的数据融合。在她的研究中,考虑到数据产品来源于多方的合作,各方需要在该过程中进行利润的分配和数据产品的协同定价。在本次研讨会中,她首先介绍了所研究问题的背景及意义,据此引出了所研究的关键内容。针对所研究的关键内容,进行了系统性的分析,并介绍了每个部分具体的研究结果。本研究旨推动数据市场的发展,实现数据要素的高效流通和使用,最大化激发数据的价值。


博士生叶文涛

主题: Recruiting Heterogeneous Crowdsource Vehicles for Updating a High-definition Map

博士生叶文涛介绍了如何招募众包车辆以实现高精度地图新鲜度和招募成本之间的平衡。高精度地图是自动驾驶的关键技术之一,特别是在提高交通效率和安全性方面。对于其中动态信息的众包更新,如何在考虑众包车辆异质性的情况下,平衡新鲜度和招募成本仍然是一个挑战。该工作给出了该问题的最优招募策略,还设计了求解最优策略的高效算法,以便适应动态变化的交通环境。


博士生罗易凡

主题: Privacy Preservation over Spatiotemporal Correlated Databases

图4:博士生罗易凡分享

博士生罗易凡分享了面向多维耦合数据的隐私保护机制设计。现实生活中的隐私数据往往存在着时间维度和其他属性维度上的多重耦合,导致现有的隐私保护机制不再有效。该报告通过刻画在时空角度下的隐私泄漏,提出了针对多重耦合数据的隐私保护机制,并在具体场景下分析了隐私泄漏程度以及效用价值。

Session 3:Machine Learning

孙晨曦博士

主题: Federated Learning in Competitive EV Charging Market

孙晨曦博士介绍了一种考虑车、站多方的基于多层博弈的充电站竞争定价方法及联邦学习策略。在碳达峰碳中和的愿景下,电动汽车充电站作为重要的新基建支撑迎来高速发展,很多充电站运营商积极部署并运营自己的充电站网络。一方面,充电站运营商往往通过服务电价竞争来吸引客户。与此同时,不同充电站也可以通过合作参与联邦学习的方式来联合训练预测模型提升充电服务质量而不直接共享历史数据。本研究探讨了考虑复杂博弈关系下的充电站最优定价方法和联邦学习参与策略。


汉鹏超博士

主题: Federated Learning While Providing Model as a Service: Jointly Training and Inference Optimization

图5:汉鹏超博士的分享

     汉鹏超博士分享了联邦学习中的模型训练与分布式模型服务提供的联合优化方法。在给定客户端资源约束下,优化每个客户端参与联邦学习学习和提供用户服务付出的资源量,最大化长期服务提供的性能,保证服务提供稳定性。



博士生徐睿辰

题: Tackling Privacy Heterogeneity in Federated Learning

     博士生徐睿辰介绍了联邦学习中在存在隐私异构性的情况下,如何选择用户的研究。在联邦学习系统中,由于用户拥有不同的隐私保护需求,用户会选择添加不同大小的噪声来保护他们的梯度信息。该工作首先分析了用户数据和添加噪声对于训练结果收敛性的影响,并设计了一种平衡噪声和数据影响的用户选择策略。仿真表明,该策略可以有效提高联邦学习模型训练准确率。



博士生李想

主题: A Social Welfare Maximization Framework for Federated Learning with Network Effects


     博士生李想介绍了网络效应下的联邦学习的社会效率问题。在联邦学习中,模型性能与参与者的数量及特征息息相关,从而导致用户参与的网络效应。在网络效应的影响下,现有机制往往激励不足或过分激励用户的参与,无法最大化社会效益。因此,该工作提出了一种新的联邦学习框架,通过相应的机制设计,引导用户达到联邦学习的社会最优状态,而无需平台的额外激励。


 

欧阳小敏博士

题: Design and Deployment of Multi-Modal Federated Learning Systems for Alzheimer’s Disease Monitoring

欧阳小敏博士介绍了用于阿尔兹海默症监测的多模态联邦学习系统的设计和部署工作。该工作提出了一个集成多模态传感器和联合学习算法的端到端系统,用于检测家庭生活环境中的多维AD数字生物标记(digital biomarkers)。首先,该工作搭建了一个紧凑的多模态硬件系统,可以在家庭环境中运行长达数月,以检测 AD 的数字生物标志物。在硬件系统之上,该工作设计了一个多模态联邦学习系统,能够以实时且保护隐私的方式准确检测 20 多个数字生物标记。该工作的联邦学习系统的设计共同解决了现实世界中的几个主要挑战,例如有限的数据标签、数据异构性和有限的计算资源。

 

黄曦博士

主题: Operations and Pricing for Foundation Model based ML Service Customization and Delivery

黄曦博士分享了近期基于多方协作的机器学习模型定制与定价问题研究工作。伴随深度学习大模型、迁移学习等技术突破,业界涌现出不同的模型定制模式与相关实践。该工作探究了常见几类模式中,不同自利实体间关于资源投入、模型定制和服务交付的博弈行为及最优定价策略,从多个维度系统性地比较了不同模式的利弊与权衡,为大模型时代的模型定制参与者提供了决策指导与相关洞见。

Session 4:Pricing and Business Models

博士生何均懿

主题: How to Price Fresh Data with Strategic Users

     博士生何均懿分享了实时数据市场(Fresh Data Market)的最新的相关研究。实时数据市场专注于实时数据的获取和分发。该工作探究了用户的策略性等待行为对实时数据定价的影响,并得到了一些有趣的见解。首先,用户的策略性行为可能会损坏用户的效用,其次,相比于面对短见的用户,当面对策略性用户的时候,尽管数据刷新频率更低,平台可以获取更高的利润。



博士生陈可馨

主题: Information Elicitation from Decentralized Crowd Without Verification

图6:博士生陈可馨分享

     博士生陈可馨分享了去中心化群体决策在真实情况无法确认场景下的激励设计。现实中有许多场景群体决策场景是没有中央平台调控并提供激励的,高质量的决策离不开每个群体成员的努力,因此,需要设置合理的激励机制来补偿成员付出的努力。在去中心化的设置下,本工作提出一个成员即要考虑是否贡献激励,又要提交任务答案的激励框架,分析成员在三种激励分配机制(均分、基于输出一致、基于夏普利值的分配方式)下的均衡决策行为。此外,本工作还比较了这三种激励分配机制下的答案准确率以及社会福利表现。



博士生林沁琦

主题: Personalized Pricing through Strategic User Profiling in Social Networks

博士生林沁琦分享了基于社交网络用户分析的个性化定价。随着大众隐私意识的增强,近年来越来越多社交网络用户减少在线社交媒体使用以规避在线平台的针对性分析以及商家的个性化定价。基于此,本工作分析了用户的社交媒体活跃度以及在线商家的策略性定价方案,并发现随着用户分析技术越来越成熟,用户的社交活跃度并不会愈加保守,反而会显著增加。同时,分析结果表明,当前政府关于加强用户隐私意识的法规可能并不能得到意想之中的结果,即用户收益反而可能受到损害。

NCEL Awards

     本次研讨会设置了网络通信与经济学实验室Best Student Presentation Award、Best Research Contribution Award、Best Team Player Award以及Person of The Year 2023等奖项。黄建伟教授还为各位获奖者准备了仪式感满满的奖杯和NCEL周边,以表彰他们的出色表现。 

图7:最佳学生演讲获奖证书——林沁琦




图8:最佳科研贡献获奖证书——李想

图9:最佳科研贡献获奖证书——欧阳小敏



图10:最佳团队角色获奖证书——黄曦




图11:年度人物获奖证书——汉鹏超

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