[發明專利]面向醫療大數據的云霧混合路徑確定方法

有效

• 申請號: 201911057968.7
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110830292B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 任智源;付振坤;程文馳;陳晨;張海林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;黎漢華

1.一種面向醫療大數據的云霧混合路徑確定方法，其特征在于，包括如下：

(1)將高性能的服務器集群組成云計算層，將醫院中的交換機、路由器這些網絡邊緣設備組成霧計算層，將諸多醫療檢測設備與目標用戶終端組成終端用戶層，以形成醫院的云霧混合網絡；

(2)構建有向無環圖，并確定子任務節點間的連通關系；

(2a)將醫療大數據任務分解為由多個具有明確輸入輸出關系的子任務節點所組成的有向無環圖：DAG＝(ΩQΓ)，其中，Γ為DAG的邊集合，Ω為DAG的節點集合，

Ω＝{w₁,w₂,...,w_s,w_s+1,...,w_l-1,w_l|s≥1,l＞s+1},w₁,w₂,...,w_s為s個任務起點，

w_s+1,...,w_l-1為中間子任務處理節點，w_l為任務終點；

(2b)定義φ_↑(w_i)＝{w_j|(w_j,w_i)∈Γ,w_i∈Ω,w_i≠w_j}為Ω中任一任務節點w_i所對應的前向節點集合；

(3)構建無向連通圖UG，并確定節點間的最短通路；

(3a)將醫院的霧計算層網絡表示成無向連通圖UG＝(V,E)，其中，E為UG的邊集合， V＝{v₁,v₂,...,v_s,v_s+1,...,v_t-1,v_t|s≥1,t＞s+1}為UG的節點集合，v₁,v₂,...,v_s為s個實際的數據源節點，即醫療檢測設備的直連網絡節點，v_t為目標用戶的直連網絡節點；

(3b)對于任意節點對v_i,v_j∈V，定義為從節點v_i傳輸單位數據量至節點v_j的最短時延，為從節點v_i傳輸單位數據量至節點v_j的最短通路，定義為UG中所有節點對的最短通路集合；

(4)設置節點映射規則和對應邊映射規則，定義DAG中的子任務節點w_i與UG中的網絡節點v_q的映射關系式為:

當時，子任務節點w_i被映射為網絡節點v_q；當時，子任務節點w_i不會被映射為網絡節點v_q；

(5)基于(4)的映射規則，將DAG中的所有子任務節點集合Ω和邊集合Γ映射到UG中的網絡節點集合V和最短通路集合P：

如果表示DAG中的子任務節點w_i被映射為UG中的網絡節點v_q，則定義子任務節點w_i在網絡節點v_q處的計算時延為T_c(w_i)；

如果DAG中的有向邊(w_j,w_i)被映射為UG中的最短通路則定義DAG中的子任務節點w_i的前向節點w_j到w_i的數據傳輸時延為

(6)將任務起點w₁,w₂,...,w_s的計算時延限制為0，則定義DAG中的總任務在進行到子任務節點w_i時的累積時延為：

其中，T(w_j)為子任務節點w_i中前向節點w_j的累積時延，T_c(w_i)為子任務節點w_i的計算時延，為前向節點w_j到子任務節點w_i的數據傳輸時延；

(7)定義DAG中的總任務處理時延為T(G)，則根據式2，得到T(G)為DAG中任務終點w_l的處理時延：

T(G)＝T(w_l) 3

(8)將DAG中所有任務節點與UG中所有網絡節點的映射關系構成一個l×t維的向量X：

(9)基于(4)的映射規則，得到一個滿足映射規則的映射關系向量X的集合：

S＝{X(1),X(2),...,X(i),...X(M)} 5

其中，X(i)表示第i個映射關系向量X，i∈{1,...,M}，M為映射關系向量X的總數；

(10)基于BPSO算法在式5中求出一條最優的節點映射關系向量X_b＝min{S}，根據X_b得到DAG到UG的節點映射關系B和邊映射關系C，根據節點映射關系B和邊映射關系C得出任務傳輸的最優路徑。