[發明專利]基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法及裝置

在審

• 申請號: 202010787260.3
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN114064261A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 夏長清;金曦;宋純賀;萬廣喜;許馳;曾鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學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: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取多維異構資源信息與混合任務流信息；

根據多維異構資源信息，驗證多維異構資源與工業邊緣計算設備實時算力的關系；

根據混合任務流信息，計算不同種類任務執行所需算力；

判斷實時算力供給是否滿足當前任務執行所需算力，如果是，則將該工業邊緣計算設備加入任務備選卸載設備序列，最終將任務分配到所有任務節點中契合度最高的邊緣計算設備中；如果否，繼續尋找滿足當前任務算力需求的工業邊緣計算設備，當全部工業邊緣計算設備均不滿足當前任務算力需求時，將所有不滿足算力需求的任務上傳云端。

2.根據權利要求1所述的基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法，其特征在于，在將任務分配至契合度最高的邊緣計算設備后，根據任務實時執行情況，對多維資源與工業邊緣計算設備實時算力的關系進行增量學習。

3.根據權利要求1所述的基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法，其特征在于，所述獲取多維異構資源信息與混合任務流信息具體為：

通過監聽各類任務在邊緣計算設備中的資源使用情況和執行時間開銷獲取多維異構資源信息；

通過讀取云端任務屬性獲取混合任務流信息。

4.根據權利要求1所述的基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法，其特征在于，所述根據多維異構資源信息，驗證多維異構資源與工業邊緣計算設備實時算力的關系，具體為：

驗證工業邊緣計算設備在各任務類型下的主計算資源算力上限；

驗證影響工業邊緣計算設備計算能力的多維資源約束；

協同考慮工業邊緣計算設備主計算資源算力與多維資源約束，建立考慮環境信息的實時算力與各資源的函數關系：

其中C為節點算力，a和b為調節參數，無需調節時可以令a＝1，b＝0；x＝{x₁,x₂,x₃...}為工業邊緣計算設備性能歸一化向量，用于計算不同任務類型下工業邊緣計算設備的絕對算力；y＝{y₁,y₂,y₃...}為工業邊緣計算設備約束歸一化向量，通過對節點絕對算力進行加權，得到多維異構資源統一量化的邊緣計算設備實時算力。

5.根據權利要求1所述的基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法，其特征在于，所述根據任務流信息，計算不同種類任務執行所需算力，具體為：

根據任務執行歷史數據樣本即不同算力下的任務執行時間，查找給定任務i的執行時間e_i與給定算力c_i間的對應關系，得到任務執行時間與給定算力間的函數關系：

e_i＝c_i(1+β)^ε+δ

其中，β、ε和δ為算力調節參數。

6.根據權利要求1所述的基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法，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邊緣計算設備在各任務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邊緣計算設備計算能力的多維資源約束，C_m為主計算資源當前實時算力，為主計算資源絕對算力，C_b為瓶頸資源當前使用情況，為瓶頸資源總量。

7.根據權利要求2所述的基于工業邊緣計算系統的多維異構資源量化方法，其特征在于，所述對多維資源與工業邊緣計算設備實時算力的關系進行增量學習，包括：

將歷史多維資源配置作為輸入，與之對應的任務執行時間歷史數據樣本作為輸出，建立預測深度學習模型，得到多維異構資源與邊緣計算設備實時算力的擬合關系；

根據任務實時執行情況，補充歷史數據樣本即任務在不同算力下的執行時間，動態調整異構多維資源量化方法函數關系中的變量值；

根據任務實時執行情況，補充歷史數據樣本即任務在不同算力下的執行時間，動態調整任務執行時間與給定算力間的關系。