一种个性化移动社交网络轨迹隐私保护方案*

针对移动社交网络迅猛发展带来的发布轨迹隐私泄露问题,提出了一种个性化的轨迹保护方案。根据个体个性化的隐私保护需求差异,对不同个体采用了不同的保护准则,这样可以解决传统隐私保护下“过度保护”及轨迹效用低等问题。给出k敏感轨迹匿名和(k,p)敏感轨迹匿名等重要的隐私保护定义,并利用Trie树的构造、剪枝、重构等技术实现了个体的个性化隐私保护。最后,通过在真实数据集上的实验分析,证明该个性化方案比现存隐私保护方案在轨迹位置损失率方面性能优,计算延时较低和效率高。     

一种考虑属性权重的隐私保护数据发布方法

k-匿名模型是数据发布领域用于对原始待发布数据集进行匿名处理以阻止链接攻击的有效方法之一,但已有的k-匿名及其改进模型没有考虑不同应用领域对匿名发布表数据质量需求不同的问题.在特定应用领域不同准码属性对基于匿名发布表的数据分析任务效用的贡献程度是不同的,若没有根据发布表用途的差异区别处理各准码属性的泛化过程,将会导致泛化后匿名发布表数据效用较差、无法满足具体数据分析任务的需要.在分析不同应用领域数据分析任务特点的基础上,首先通过修正基本ODP目录系统建立适用于特定问题领域的概念泛化结构;然后在泛化过程中为不同准码属性的泛化路径设置权重以反映具体数据分析任务对各准码属性的不同要求;最后设计一种考虑属性权重的数据匿名发布算法WAK(QI weight-aware k-anonymity),这是一种灵活地保持匿名发布表数据效用的隐私保护问题解决方案.示例分析和实验结果表明,利用该方案求解的泛化匿名发布表在达到指定隐私保护目标的同时,能够保持较高的数据效用,满足具体应用领域特定数据分析任务对数据质量的要求.     

基于轨迹形状多样性的隐私保护算法

针对匿名集内轨迹间的高度相似性而导致的轨迹隐私泄露问题,提出基于轨迹形状多样性的隐私保护算法。该算法通过轨迹同步化处理的方式改进轨迹数据的预处理过程,以减少信息损失;并借鉴l-多样性思想,在贪婪聚类时选择l条具有形状多样性的轨迹作为匿名集成员,以防止集合内成员轨迹的形状相似性过高而导致轨迹形状相似性攻击。理论分析及实验结果均表明,该算法能够在保证轨迹k-匿名的同时满足l-多样性,算法运行时间较小,且减少了轨迹信息损失,增强了轨迹数据的可用性,更好地实现了轨迹隐私保护,可有效应用到隐私保护轨迹数据发布中。     

基于非敏感信息分析的轨迹数据隐私保护发布

针对轨迹数据发布时轨迹和非敏感信息引起的隐私泄露问题,提出一种基于非敏感信息分析的轨迹数据隐私保护发布算法。首先,分析轨迹和非敏感信息的关联性构建轨迹隐私泄露判定模型,得到最小违反序列元组（MVS）,然后借鉴公共子序列的思想,在消除MVS带来的隐私泄露风险时,选择MVS中对轨迹数据损失最小的时序序列作为抑制对象,从而生成具有隐私能力和低数据损失率的匿名轨迹数据集。仿真实验结果表明,与LKC-Local算法和Trad-Local算法相比,在序列长度为3的情况下,该算法平均实例损失率分别降低了6%和30%,平均最大频繁序列（MFS）损失率分别降低了7%和60%,因此所提算法能够有效用于提高推荐服务质量。     

一种路网环境中的轨迹隐私保护技术

不经过隐私处理直接发布轨迹数据会导致移动对象的个人隐私泄露,传统的轨迹隐私保护技术用聚类的方法产生轨迹k-匿名集,只适用在自由空间环境,并不适用于道路网络环境中。针对上述问题设计了一种路网环境中的轨迹隐私保护方法,将路网环境中的轨迹模拟到无向图上,并将轨迹k-匿名问题归结到无向图的knode划分问题上。证明了图的k-node划分是NP-完全问题,并提出贪心算法解决此问题。通过实验验证了该算法的匿名成功率平均接近60%,最高可达80%以上。     

基于聚类杂交的隐私保护轨迹数据发布算法

传统关于轨迹数据发布的隐私保护研究大多采用聚类技术,其相关算法只关注每条轨迹的隐私保护,忽视对轨迹聚类组特征的保护.通过理论分析和实验验证发现,对采用聚类发布技术产生的轨迹数据进行二次聚类,可得到原始轨迹数据在发布之前的聚类组特征,从而可能导致隐私泄露.为了有效预防二次聚类攻击,提出一种(k,δ,△)-匿名模型和基于该模型的聚类杂交隐私保护轨迹数据发布算法CH-TDP,算法CH-TDP对采用(k,δ)-匿名模型及相关算法处理得到的聚类分组先进行组间杂交,而后再进行组内扰乱,其目标在防止出现二次聚类攻击的前提下,保证发布轨迹数据的质量不低于阈值△.实验对算法CH-TDP的可行性及有效性与同类算法进行比较分析,结果表明算法CH-TDP是有效可行的.     

隐私保护轨迹数据发布的l-差异性算法

针对基于传统的k-匿名模型下移动用户轨迹数据发布隐私保护算法有可能将相似度极高的轨迹匿名在同一个匿名集中从而导致可能出现的用户个人隐私泄露风险的不足。设计了一种新的轨迹数据发布隐私保护算法。该算法基于k-匿名模型,将轨迹所在的二维空间划分成大小相等的单元格,之后将由轨迹数据得到对应轨迹经过的单元格序列,从而定义轨迹k-匿名下的l-差异性,算法在满足k-匿名模型的前提下通过聚类的方法构建匿名集,并保证匿名集中的轨迹满足l-差异性标准,以达到降低由于差异性不足引起用户隐私泄露的风险的目的。实验结果表明,该算法是可行有效的。     

基于k-匿名的轨迹数据隐私发布研究综述

随着移动定位技术的发展,大量移动轨迹数据使信息泄露于公开的互联空间中,使攻击者可以通过计算推理挖掘轨迹信息。轨迹数据发布的隐私保护是近年来网络空间安全领域研究的热点问题。为了防止该类轨迹数据隐私的泄露,通常采用k-匿名技术实现轨迹的隐私保护。该技术在国内外研究中取得了一定的成果。本文阐述了轨迹隐私保护的相关定义及研究方法,对国内外移动轨迹数据k-匿名隐私保护研究的成果进行了总结,并介绍了国内外有关轨迹数据k-匿名隐私保护研究的相关技术。同时对国内外的技术进行了比较,详细叙述了国外与国内各自方法的优点,指出了研究中存在的不足与今后研究的大致方向。     

PrivateCheckIn:一种移动社交网络中的轨迹隐私保护方法

移动设备的发展及无线网络的普及促使移动社交网络的出现及发展.签到服务作为移动社交网络中的主流应用,存在着严重的轨迹隐私泄露风险.文中针对签到服务中假名用户的轨迹隐私泄露问题,提出了一种轨迹隐私保护方法PrivateCheckIn.该方法设计了一种签到序列缓存机制,通过为缓存的签到序列建立前缀树、对前缀树进行剪枝及重构形成k-匿名前缀树,遍历k-匿名前缀树得到k-匿名签到序列,达到了轨迹k-匿名的隐私保护效果.文中证明了PrivateCheckIn方法既能保护假名用户的轨迹隐私,又确保损失签到位置最少,有效地保证了用户体验.通过构建前缀树的方式获取轨迹k-匿名集降低了计算代价.最后,文中在真实数据集上与(k,δ)-anonymity 方法进行了充分的对比实验,验证了PrivateCheckIn方法的准确性与有效性.     

基于聚类结构编码的差分隐私异构数据发布

针对异构数据发布的隐私保护以及数据挖掘泛化性问题，提出一种用于聚类分析的异构数据差分隐私发布方案。为了解决处理隐私信息后缺乏正确引导的问题，将原始数据分组为集群，并利用集群标签对数据的集群结构进行编码，还为异构数据定制了一个同时考虑关系属性和集值属性的距离度量集群。在保留集群结构的同时迭代地概括原始数据。进一步在原始数据中加入噪声从而满足ε-差分隐私的要求。在满足差分隐私原则的前提下，提出一种同时处理关系数据和集值数据的不确定性算法，不同类型的数据以类似的方式进行匿名化。通过实验验证了该方法能够有效解决异构数据发布问题。     

面向路网连通关系的车辆轨迹数据查询技术研究

定位及通信技术的发展使获取和传输移动车辆的轨迹信息成为可能。从车辆轨迹数据中可以提取出大量的交通信息,这些信息是对交通状况的一个直接和全面的反映。但由于轨迹数据固有的网络特性及时空特性,使针对此类数据的查询成为一个难点,其中关键技术包括建立用于车辆轨迹数据的索引结构及其对应的轨迹数据查询语言。在比较现有轨迹数据索引结构的基础上,对轨迹数据查询语言的分类及其与索引结构之间的调用关系进行了初步的探讨,提出了面向连通关系的查询语言（connectivity-oriented query language, CQL）的定义、分类及实现方法,并简要讨论了车辆轨迹数据查询原型系统的结构和实现方法。     

轨迹表示学习技术研究进展

基于地理位置信息的应用和服务的迅速发展对轨迹数据挖掘提出新的需求和挑战.原始轨迹数据通常是由坐标-时间戳元组构成的有序序列组成,而现有的大多数数据分析算法均要求输入数据位于向量空间中.因此,为了将轨迹数据从变长的坐标-时间戳序列转化定长的向量表示且保持原有的特征,对轨迹数据进行有效的表示是十分重要且必要的一步.传统的轨迹表示方法多是基于人工设计特征,通常仅将轨迹表示作为数据预处理的一部分.随着深度学习的兴起,这种从大规模数据中学习的能力使得基于深度学习的轨迹表示方法相较于传统方法取得了巨大的效果提升,并赋予了轨迹表示更多的可能性.本文对轨迹表示领域中的研究进展进行了全面的总结,将轨迹表示按照研究对象的不同尺度归纳为对轨迹单元的表示和对整条轨迹的表示两大类别,并在每种类别下对不同原理的方法进行了对比分析.其中重点分析了基于轨迹点表示的关键方法,也对近年来广泛使用的基于神经网络的轨迹表示的研究成果做了系统的归类.此外本文介绍了基于轨迹表示的关键应用,最后对轨迹表示领域的未来研究方向进行了展望.     

轨迹异常检测研究综述

传感器技术的飞速发展催生大量交通轨迹数据,轨迹异常检测在智慧交通、自动驾驶、视频监控等领域具有重要的应用价值.不同于分类、聚类和预测等轨迹挖掘任务,轨迹异常检测旨在发现小概率、不确定和罕见的轨迹行为.轨迹异常检测中一些常见的挑战与异常值类型、轨迹数据标签、检测准确率以及计算复杂度有关.针对上述问题,全面综述近20年来轨迹异常检测技术的研究现状和最新进展.首先,对轨迹异常检测问题的特点与目前存在的研究挑战进行剖析.然后,基于轨迹标签的可用性、异常检测算法原理、离线或在线算法工作方式等分类标准,对现有轨迹异常检测算法进行对比分析.对于每一类异常检测技术,从算法原理、代表性方法、复杂度分析以及算法优缺点等方面进行详细总结与剖析.接着,讨论开源的轨迹数据集、常用的异常检测评估方法以及异常检测工具.在此基础上,给出轨迹异常检测系统架构,形成从轨迹数据采集到异常检测应用等一系列相对完备的轨迹挖掘流程.最后,总结轨迹异常检测领域关键的开放性问题,并展望未来的研究趋势和解决思路.     

基于轨迹结构的移动对象热点区域发现

针对现有热点区域发现算法难以从轨迹数据集中准确识别活动热点的问题,提出了基于轨迹结构的热点区域发现框架（TS_HS）。TS_HS由候选区域发现（CHSD）算法和热点区域过滤（HSF）算法组成。首先,使用基于网格相对密度的CHSD识别空间上的轨迹密集区域作为候选热点区域;然后,利用HSF根据候选区域中轨迹的活动特征和时间变化特征,筛选出移动对象活动频繁的热点区域。在Geolife数据集上进行的实验表明,与基于全局密度的热门区域发现算法（GD_HR）以及移动轨迹时空热点区域发现算法（SDHSRD）相比,TS_HS能更有效地解决多密度热点区域的识别问题。实验结果表明,TS_HS能够根据轨迹的活动特征准确发现移动对象的活动热点区域。     

基于轨迹图像特征匹配的渔船轨迹相似度计算和轨迹分类

AIS(Automatic Identification System)是一种船舶的自动识别系统,可以提供船舶的时间戳、经纬度、航向角度、速度等数据信息.本文针对船舶航行轨迹多维度的特点以及对船舶轨迹预测的精确度和实时性的需求,提出了一种基于图像检测和匹配的计算轨迹相似度的方法.该方法首先将所有渔船轨迹数据进行可视化,再通过ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)算法和BF(Brute-Force)匹配来计算轨迹图片相似度用于划分渔船轨迹类型.实验结果显示,通过该计算相似度的方法具有精度高、易实现的特点,与传统计算方法相比,其在处理轨迹数据的效率和速度更具有优越性.     

面向轨迹数据流的KNN近似查询

提出一种基于滑动窗口的K-最近邻(KNN)近似查询算法。将滑动窗口内数据通过聚类划分成若干大小不一的基本窗口,针对每个基本窗口给定一个采样率,对窗口内数据进行偏倚采样,形成数据流摘要,并基于该摘要,采用计算几何平面扫描算法执行分布式最近邻查询。仿真实验结果表明该算法有效,且具有较好的可扩展性。     

飞行航迹再现与三维回放研究

为了便于飞行事后分析,根据民用客机机载数据,本文采用了轨迹积分法重现飞行轨迹并用经纬度转换法进行校正,首次利用几何高度表示飞行轨迹中的高度。为实现在三维场景中进行飞行动态回放研究,设计了三维飞行回放程序,重点设计了飞行轨迹以及姿态的变化在三维场景中的展示。通过程序演示表明:该方法能正确流畅地对飞行进行事后回放演练,有利于观察分析,可用于飞行事后调查与研究。     

时空轨迹数据驱动的自动驾驶场景元建模方法

时空轨迹数据驱动的汽车自动驾驶场景建模,是当前汽车自动驾驶领域中驾驶场景建模、仿真所面临的关键问题,对于提高系统的安全性具有重要研究意义.近年来,随着时空轨迹数据建模及应用研究的快速发展,时空轨迹数据应用于特定领域建模的研究引起人们的广泛关注.但由于时空轨迹数据所反映现实世界的多元性和复杂性以及时空轨迹数据的海量、异构、动态等特点,基于时空轨迹数据驱动的安全攸关场景建模的研究仍面临着挑战,包括：统一的时空轨迹数据元模型、基于时空轨迹数据的元建模方法、基于数据分析技术的时空轨迹数据处理、数据质量评价等.针对汽车自动驾驶领域的场景建模需求,我们提出一种基于MOF元建模体系构建时空轨迹数据的元建模方法,根据时空轨迹数据的特征及自动驾驶的领域知识,构建了面向汽车自动驾驶的时空轨迹数据元模型;并基于此,提出基于时空轨迹数据元建模技术体系的自动驾驶安全场景建模方法,并使用场景建模语言ADSML实例化安全场景,构建安全场景库,旨在为此类系统的安全关键场景建模提供一种可行的方案.结合变道超车场景的案例,展示了时空轨迹数据驱动的自动驾驶安全场景元建模方法的可用性,为场景模型的构建、仿真、分析奠定了基础.     

自适应参数的轨迹压缩算法

随着轨迹数据量的急剧增长,数据规模变得越来越庞大、复杂,给数据的存储、传输和分析带来了一系列的难题,迫切需要对移动对象的轨迹数据进行有效地压缩。现有的轨迹数据压缩算法大都是基于固定压缩阈值,来判定轨迹点是否被保留,在算法执行过程中,用户难以确定压缩阈值。针对现有轨迹数据压缩算法压缩阈值难以确定的缺点,本文提出了自适应参数的轨迹压缩算法。该算法根据用户期望达到的压缩效果,按照优先保证压缩比的策略,在保证压缩效率和压缩效果的情况下,帮助用户自动确定压缩阈值,从而避免了用户需要根据自己的经验,进行反复实验来得到理想压缩阈值的过程。实验结果表明,本文提出的算法都具有较高的压缩效率和较好的压缩效果。     

相控阵雷达外弹道测量事后数据处理软件设计

由于多径回波信号的干扰,雷达对低空掠海飞行小目标的实时测量很难达到靶场外弹道测量的精度要求;根据靶场应用需求,采用四阶差分统计误差计算方法,对相控阵雷达中心控制计算机实时处理过程中已经录取下来的测量数据进行随机误差修正处理,并且将结果用图形的方式显示;文中给出某次飞行试验的数据处理结果,通过与实时测量数据结果比较表明,该软件可较好地修正测量随机误差,提高数据处理精度,满足靶场雷达事后数据处理的要求,为靶场试验决策提供依据.