[發(fā)明專(zhuān)利]面向電力物聯(lián)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的邊緣計(jì)算任務(wù)分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910926562.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110717300B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅海林;李朝廣;孫嚴(yán)智;劉宇明;崔晨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/25
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/25;G06N3/00;G06N3/12;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F113/04
• 代理公司: 昆明正原專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;于洪

本發(fā)明涉及一種面向電力物聯(lián)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的邊緣計(jì)算任務(wù)分配方法，屬于電力物聯(lián)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先建立基于邊緣計(jì)算的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)任務(wù)分配模型；其次，針對(duì)粒子群算法中的邊緣節(jié)點(diǎn)任務(wù)排隊(duì)問(wèn)題，采用基于EDF設(shè)置混合優(yōu)先級(jí)進(jìn)行任務(wù)排隊(duì)；接著，針對(duì)粒子群算法解決離散問(wèn)題的不足及易局部收斂的問(wèn)題，提出基于改進(jìn)離散粒子群算法的任務(wù)分配求解方法。仿真結(jié)果表明，本發(fā)明提出的算法能夠有效地分配實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)邊緣計(jì)算任務(wù)，進(jìn)一步降低業(yè)務(wù)時(shí)延，有效地提升實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力物聯(lián)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向電力物聯(lián)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的邊緣計(jì)算任務(wù)分配方法。

背景技術(shù)

隨著變電站智能化程度不斷提高，變電站內(nèi)需要接入的業(yè)務(wù)種類(lèi)越來(lái)越多，各類(lèi)業(yè)務(wù)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、接入位置、安全性等的要求各不相同。實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的安全保障。隨著智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來(lái)越多的電力實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生了大量的業(yè)務(wù)請(qǐng)求和數(shù)據(jù)，給傳統(tǒng)的云計(jì)算架構(gòu)帶來(lái)了很大的壓力。邊緣計(jì)算是一種新型的分布式架構(gòu)，它將終端產(chǎn)生的任務(wù)，由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)，遷移到靠近數(shù)據(jù)源的邊緣節(jié)點(diǎn)來(lái)處理。將邊緣計(jì)算架構(gòu)應(yīng)用于電力實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠極大緩解網(wǎng)絡(luò)的壓力，有效降低任務(wù)的時(shí)延。但邊緣節(jié)點(diǎn)本身的計(jì)算資源與存儲(chǔ)資源相對(duì)有限，面對(duì)眾多實(shí)時(shí)性需求很高的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)，需要提出一種合理的任務(wù)分配策略，以保證任務(wù)的及時(shí)完成，并進(jìn)一步降低任務(wù)的時(shí)延。

為了解現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)已有的論文和專(zhuān)利進(jìn)行了檢索、比較和分析，篩選出如下與本發(fā)明相關(guān)度比較高的技術(shù)信息：

技術(shù)方案1：專(zhuān)利號(hào)為CN201810650636的《一種面向邊緣計(jì)算環(huán)境的服務(wù)請(qǐng)求分配方法》專(zhuān)利，涉及一種面向邊緣計(jì)算環(huán)境的服務(wù)請(qǐng)求分配方法，該方法主要步驟為：決策系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各邊緣設(shè)備的可用資源和服務(wù)請(qǐng)求執(zhí)行情況；收集所有邊緣設(shè)備收到的服務(wù)請(qǐng)求；應(yīng)用一種改進(jìn)的遺傳算法為所有服務(wù)請(qǐng)求選擇最優(yōu)邊緣服務(wù)器或云服務(wù)器；對(duì)所有邊緣服務(wù)器進(jìn)行服務(wù)請(qǐng)求調(diào)度。

該方案從服務(wù)請(qǐng)求的分配和調(diào)度兩個(gè)角度出發(fā)，最大限度地對(duì)服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)采用啟發(fā)式方法，在遺傳算法中引入模擬退火方法的溫度控制機(jī)制，可以在算法初始階段減慢算法的收斂速度，有效避免陷入局部最優(yōu)，在算法的終止階段加快收斂速度，提高算法的效率。但該方法基于遺傳算法，因此執(zhí)行速度較慢，計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)較大。

技術(shù)方案2：專(zhuān)利號(hào)為CN201811020720的《基于邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)調(diào)度方法》專(zhuān)利，涉及一種基于邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)調(diào)度方法。該方法主要步驟為：上一次調(diào)度結(jié)束后，將獲取到的所有的節(jié)點(diǎn)信息，輸入至預(yù)設(shè)的第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出優(yōu)劣參數(shù)；將優(yōu)劣參數(shù)廣播至每一邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，以供每一邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)分別根據(jù)優(yōu)劣參數(shù)優(yōu)化預(yù)設(shè)的第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并將當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息輸入至優(yōu)化后的第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，輸出下一次調(diào)度的決策信息，將每一計(jì)算任務(wù)分別發(fā)送到下一次調(diào)度的決策信息指示的執(zhí)行主體進(jìn)行計(jì)算。

該方案提出的基于邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)調(diào)度方法中，中心控制器獲取每一邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)信息，對(duì)每一邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的調(diào)度決策進(jìn)行評(píng)價(jià)，每一邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)分布式執(zhí)行任務(wù)調(diào)度，提高了邊緣計(jì)算的效率。但是，在實(shí)際情況中，有大量實(shí)時(shí)任務(wù)需要處理，使用中心控制器進(jìn)行決策，并使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，開(kāi)銷(xiāo)很大，對(duì)于實(shí)時(shí)性強(qiáng)的任務(wù)，時(shí)延難以保證。

技術(shù)方案3：專(zhuān)利號(hào)為CN201810103895的《一種基于邊緣計(jì)算的紡紗CPS及其實(shí)時(shí)任務(wù)處理方法》專(zhuān)利，涉及一種基于邊緣計(jì)算的紡紗CPS及其實(shí)時(shí)任務(wù)處理方法。本專(zhuān)利提出了一種基于邊緣計(jì)算的紡紗CPS，與此同時(shí)，本專(zhuān)利提出了基于邊緣計(jì)算的紡紗CPS的實(shí)時(shí)任務(wù)處理方法。此實(shí)時(shí)任務(wù)處理方法采用邊緣計(jì)算模式，將紡紗CPS 中的計(jì)算與存儲(chǔ)資源分散到物理實(shí)體，可以很好地滿足紡紗CPS中的實(shí)時(shí)性要求和安全性要求，降低了任務(wù)傳輸中的安全風(fēng)險(xiǎn)。