[發(fā)明專利]基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010787260.3
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN114064261A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏長清;金曦;宋純賀;萬廣喜;許馳;曾鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06N3/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取多維異構(gòu)資源信息與混合任務(wù)流信息；

根據(jù)多維異構(gòu)資源信息，驗證多維異構(gòu)資源與工業(yè)邊緣計算設(shè)備實時算力的關(guān)系；

根據(jù)混合任務(wù)流信息，計算不同種類任務(wù)執(zhí)行所需算力；

判斷實時算力供給是否滿足當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行所需算力，如果是，則將該工業(yè)邊緣計算設(shè)備加入任務(wù)備選卸載設(shè)備序列，最終將任務(wù)分配到所有任務(wù)節(jié)點中契合度最高的邊緣計算設(shè)備中；如果否，繼續(xù)尋找滿足當(dāng)前任務(wù)算力需求的工業(yè)邊緣計算設(shè)備，當(dāng)全部工業(yè)邊緣計算設(shè)備均不滿足當(dāng)前任務(wù)算力需求時，將所有不滿足算力需求的任務(wù)上傳云端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，其特征在于，在將任務(wù)分配至契合度最高的邊緣計算設(shè)備后，根據(jù)任務(wù)實時執(zhí)行情況，對多維資源與工業(yè)邊緣計算設(shè)備實時算力的關(guān)系進行增量學(xué)習(xí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，其特征在于，所述獲取多維異構(gòu)資源信息與混合任務(wù)流信息具體為：

通過監(jiān)聽各類任務(wù)在邊緣計算設(shè)備中的資源使用情況和執(zhí)行時間開銷獲取多維異構(gòu)資源信息；

通過讀取云端任務(wù)屬性獲取混合任務(wù)流信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，其特征在于，所述根據(jù)多維異構(gòu)資源信息，驗證多維異構(gòu)資源與工業(yè)邊緣計算設(shè)備實時算力的關(guān)系，具體為：

驗證工業(yè)邊緣計算設(shè)備在各任務(wù)類型下的主計算資源算力上限；

驗證影響工業(yè)邊緣計算設(shè)備計算能力的多維資源約束；

協(xié)同考慮工業(yè)邊緣計算設(shè)備主計算資源算力與多維資源約束，建立考慮環(huán)境信息的實時算力與各資源的函數(shù)關(guān)系：

其中C為節(jié)點算力，a和b為調(diào)節(jié)參數(shù)，無需調(diào)節(jié)時可以令a＝1，b＝0；x＝{x₁,x₂,x₃...}為工業(yè)邊緣計算設(shè)備性能歸一化向量，用于計算不同任務(wù)類型下工業(yè)邊緣計算設(shè)備的絕對算力；y＝{y₁,y₂,y₃...}為工業(yè)邊緣計算設(shè)備約束歸一化向量，通過對節(jié)點絕對算力進行加權(quán)，得到多維異構(gòu)資源統(tǒng)一量化的邊緣計算設(shè)備實時算力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，其特征在于，所述根據(jù)任務(wù)流信息，計算不同種類任務(wù)執(zhí)行所需算力，具體為：

根據(jù)任務(wù)執(zhí)行歷史數(shù)據(jù)樣本即不同算力下的任務(wù)執(zhí)行時間，查找給定任務(wù)i的執(zhí)行時間e_i與給定算力c_i間的對應(yīng)關(guān)系，得到任務(wù)執(zhí)行時間與給定算力間的函數(shù)關(guān)系：

e_i＝c_i(1+β)^ε+δ

其中，β、ε和δ為算力調(diào)節(jié)參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，其特征在于，所述契合度m_j的計算方法為：

其中，為主計算資源實時算力利用率即工業(yè)邊緣計算設(shè)備在各任務(wù)類型下的主計算資源算力上限，為瓶頸計算資源實時算力利用率即影響工業(yè)邊緣計算設(shè)備計算能力的多維資源約束，C_m為主計算資源當(dāng)前實時算力，為主計算資源絕對算力，C_b為瓶頸資源當(dāng)前使用情況，為瓶頸資源總量。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于工業(yè)邊緣計算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，其特征在于，所述對多維資源與工業(yè)邊緣計算設(shè)備實時算力的關(guān)系進行增量學(xué)習(xí)，包括：

將歷史多維資源配置作為輸入，與之對應(yīng)的任務(wù)執(zhí)行時間歷史數(shù)據(jù)樣本作為輸出，建立預(yù)測深度學(xué)習(xí)模型，得到多維異構(gòu)資源與邊緣計算設(shè)備實時算力的擬合關(guān)系；

根據(jù)任務(wù)實時執(zhí)行情況，補充歷史數(shù)據(jù)樣本即任務(wù)在不同算力下的執(zhí)行時間，動態(tài)調(diào)整異構(gòu)多維資源量化方法函數(shù)關(guān)系中的變量值；

根據(jù)任務(wù)實時執(zhí)行情況，補充歷史數(shù)據(jù)樣本即任務(wù)在不同算力下的執(zhí)行時間，動態(tài)調(diào)整任務(wù)執(zhí)行時間與給定算力間的關(guān)系。