[發明專利]一種基于分解的多目標優化的計算遷移方法

有效

• 申請號: 202010790128.8
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111857976B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 彭凱;黃華龍;王彬;陳裔鋆
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;H04L67/51;G06N3/126;H04L67/10
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

1.一種基于分解的多目標優化的計算遷移方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟S10、基于終端用戶的滿意度以及邊緣云服務提供商的收益創建一目標模型；

步驟S20、利用遺傳算法以及多目標優化算法對所述目標模型進行迭代進化；

步驟S30、利用多準則決策、加權法以及迭代進化后的所述目標模型進行計算遷移；

所述步驟S10具體為：

創建終端用戶滿意度模型：

其中，表示終端用戶的滿意度；S_max表示最大的用戶滿意度；T_u表示用戶期望完成的時間；T_DDL表示服務請求的截止時間；t_i,j(τ_p,q)表示第i個邊緣服務器中第j個虛擬機的平均響應時間；τ_p,q表示終端用戶p的第q個服務請求在邊緣服務器的完成時間；M表示虛擬機的總數量；u_i,j表示第i個邊緣服務器中第j個虛擬機的任務處理速率；λ_i,j表示第i個邊緣服務器中第j個虛擬機的任務到達速率；U表示終端用戶的總數量；V_p表示服務請求的總數量；w_p,q表示τ_p,q的指令數；B是一個布爾函數，B＝0表示終端用戶p的第q個服務請求沒有遷移到第i個邊緣服務器的第j個虛擬機中，B＝1表示終端用戶p的第q個服務請求遷移到第i個邊緣服務器的第j個虛擬機中；i、j、M、p、q、U、V_p均為正整數；

邊緣云服務提供商的總收益的計算公式如下：

其中R表示邊緣云服務提供商的總收益；R(τ_p,q,t_i,j(τ_p,q))表示邊緣服務器處理終端用戶p的第q個服務請求的收費；p_m表示每條服務請求的價格；

邊緣云服務提供商的成本的計算公式如下：

其中C表示邊緣云服務提供商的成本；c_m表示每條服務請求的成本；

將終端用戶的滿意度以及邊緣云服務提供商的收益的兩個目標定義為：

s.t.o_p,q∈{0,1,...,N+1}；

其中o_p,q表示終端用戶p的第q個服務請求所分配的遷移策略；

所述步驟S20具體包括：

步驟S21、基于所述目標模型，在可行域Ω內隨機產生一個規模為Q_p的種群G₀：

其中表示種群G₀中第Q_p個的個體；Q_p為正整數；

步驟S22、創建Q_p個權重向量σ^j：

其中j為正整數，且j＝1，2，...，Q_p；k為正整數；

步驟S23、計算各所述權重向量σ^j兩兩之間的歐氏距離d_i,j，基于所述歐氏距離d_i,j生成距離矩陣d；

基于所述距離矩陣d選取Q_nei個最近個體Xⁱ(i＝1,2,...,Q_p)，組成鄰居集合：

對于每個最近個體，令則權重向量σ^j最近的Q_nei個權重向量為:

步驟S24、計算各個體Xⁱ(i＝1,2,...,Q_p)的目標函數值：

f₁(Xⁱ),f₂(Xⁱ),...,f_k(Xⁱ),；

設所述目標函數值的理想點為：

其中i為正整數；

步驟S25、設外部種群O^*＝Φ，種群迭代次數為t，t為正整數，對各個體進行迭代進化：

隨機從所述鄰居集合C_i中選取兩個個體生成新個體將所述新個體添加到種群G_t中，即

更新理想點y^*：若則

更新各個體的鄰居集合C_i：

令σ^i,l表示個體Xⁱ的鄰居集合C_i中各元素的權重向量，l＝1,2,...,Q_p，

若g^te(Xⁱ|σ^i,l,y^*)≤g^te(X^i,l|σ^i,l,y^*)，則X^i,l＝Xⁱ；

其中X^i,l表示鄰居集合C_i中的各元素；表示切比雪夫值；F(Xⁱ)表示Xi個體對應的適應度函數值；

更新外部種群O^*：

判斷外部種群O^*中是否存在被新個體支配的解，若存在，則剔除外部種群O^*中被新個體支配的解；若不存在，則將新個體加入外部種群O^*中；

步驟S26、對種群G₀進行選擇、交叉以及變異生成新種群，判斷種群迭代次數t是否小于預設的最大迭代次數，若是，則進入步驟S24；若否，則進入步驟S30；

所述步驟S30具體為：

設終端用戶的滿意度的實用價值為：

邊緣云服務提供商的收益的實用價值為：

種群G₀中各個體的實用價值為：

實用價值最大的個體為：

其中S^min表示終端用戶滿意度的最小值；S^max表示終端用戶滿意度的最大值；S(Xⁱ)表示個體Xⁱ的終端用戶滿意度；R^min表示邊緣云服務提供商收益的最小值；R^max表示邊緣云服務提供商收益的最大值；R(Xⁱ)表示個體Xⁱ的邊緣云服務提供商收益；w₁表示終端用戶滿意度的權值，w₂表示邊緣云服務提供商收益的權值，w₁+w₂＝1。