[發(fā)明專利]基于PSO改進(jìn)算法的三維閃電數(shù)據(jù)調(diào)度研究方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011541279.6
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112732419A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張琨;張遠(yuǎn)揚(yáng);余海蓉;卜俊偉;朱雅文;羅可妮;李一丁;黃晟;岳俊;劉暢;蔚國才;陳小塵;謝亞雄;張婧雯;吳容;魏慶
• 申請（專利權(quán)）人: 張琨
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06N3/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發(fā)明公開了一種基于PSO改進(jìn)算法的三維閃電數(shù)據(jù)調(diào)度研究方法，對批處理任務(wù)的數(shù)量和大小以及副本域的數(shù)量和帶寬進(jìn)行初始化，并對種群粒子參數(shù)進(jìn)行選取，基于獲取的三維閃電數(shù)據(jù)需求，隨機(jī)產(chǎn)生分配矩陣；采用均等分配的方式，計(jì)算出完成一次傳輸所述分配矩陣的第一時(shí)間和第二時(shí)間；計(jì)算出每個(gè)粒子的個(gè)體優(yōu)勢位置和種群優(yōu)勢位置，并基于修正模型，對所述個(gè)體優(yōu)勢位置和所述種群優(yōu)勢位置進(jìn)行更新，直至迭代結(jié)束；基于所述批處理任務(wù)和所述副本域的數(shù)量，對更新后的所有的所述第一時(shí)間和所述第二時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，得到對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)，提高三維閃電數(shù)據(jù)訪問速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維閃電數(shù)據(jù)調(diào)度研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PSO改進(jìn)算法的三維閃電數(shù)據(jù)調(diào)度研究方法。

背景技術(shù)

三維閃電數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的時(shí)空特性。數(shù)據(jù)源既有同一時(shí)間不同空間的數(shù)據(jù)系列，也有同一空間不同時(shí)間序列的數(shù)據(jù)。不僅如此，根據(jù)系統(tǒng)需要，采用不同尺度對地理空間進(jìn)行表達(dá)，不同的觀察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。三維閃電數(shù)據(jù)集成包括不同時(shí)空和不同尺度數(shù)據(jù)源的集成。

粒子群算法(PSO)是最常用的任務(wù)調(diào)度算法之一，具有原理簡單、參數(shù)較少易于優(yōu)化、收斂速度快、易于實(shí)現(xiàn)、容易與其他算法相互協(xié)作等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛地應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)、流程規(guī)劃以及任務(wù)調(diào)度等優(yōu)化領(lǐng)域。

目前的三維閃電監(jiān)測網(wǎng)日趨完善，采集的數(shù)據(jù)日漸增加，隨著而來的是越來越龐大的數(shù)據(jù)集合。收集和整理了近幾年的三維閃電數(shù)據(jù)，雖然只有短短幾年的數(shù)據(jù)量，但是隨著時(shí)間的推移，三維閃電數(shù)據(jù)會和原云地閃數(shù)據(jù)一樣，會使一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)集合。三維閃電數(shù)據(jù)訪問接口唯一，造成了數(shù)據(jù)訪問受到帶寬和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響，是三維閃電數(shù)據(jù)訪問速度的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于PSO改進(jìn)算法的三維閃電數(shù)據(jù)調(diào)度研究方法，提高三維閃電數(shù)據(jù)訪問速度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于PSO改進(jìn)算法的三維閃電數(shù)據(jù)調(diào)度研究方法，包括以下步驟：

對任務(wù)調(diào)度模型參數(shù)進(jìn)行初始化，并對種群粒子參數(shù)進(jìn)行選取，隨機(jī)產(chǎn)生分配矩陣，其中，所述任務(wù)調(diào)度模型參數(shù)包括批處理任務(wù)的數(shù)量和大小，副本域的數(shù)量和帶寬；

采用均等分配的方式，計(jì)算出完成一次傳輸所述分配矩陣的第一時(shí)間和第二時(shí)間；

計(jì)算出每個(gè)粒子的個(gè)體優(yōu)勢位置和種群優(yōu)勢位置，并基于修正模型，對所述個(gè)體優(yōu)勢位置和所述種群優(yōu)勢位置進(jìn)行更新，直至迭代結(jié)束；

基于所述批處理任務(wù)和所述副本域的數(shù)量，對更新后的所有的所述第一時(shí)間和所述第二時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，得到對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)。

其中，對任務(wù)調(diào)度模型參數(shù)進(jìn)行初始化，并對種群粒子參數(shù)進(jìn)行選取，隨機(jī)產(chǎn)生分配矩陣，包括：

基于獲取的三維閃電數(shù)據(jù)需求，對批處理任務(wù)的數(shù)量和大小，以及副本域的數(shù)量和帶寬進(jìn)行初始化；

基于十進(jìn)制編碼格式，在對應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)分配矩陣；

對種群中的每個(gè)粒子的位置向量和速度向量進(jìn)行選擇，并對慣性因子、兩個(gè)速度常數(shù)、兩個(gè)隨機(jī)數(shù)和迭代閾值次數(shù)進(jìn)行初始化。

其中，采用均等分配的方式，計(jì)算出一次調(diào)度中傳輸所述分配矩陣完成的第一時(shí)間和第二時(shí)間，包括：

在所述分配矩陣得到CA認(rèn)證許可后，采用均等分配的方式，將所述批處理任務(wù)矩陣分配到對應(yīng)的多個(gè)副本域中；

計(jì)算出一次調(diào)度中傳輸所述分配矩陣完成的第一時(shí)間和第二時(shí)間。

其中，計(jì)算出一次調(diào)度中傳輸所述分配矩陣完成的第一時(shí)間和第二時(shí)間，包括：

將性能系數(shù)與所述批處理任務(wù)大小相乘，利用得到的乘積除以對應(yīng)的所述副本域的帶寬和數(shù)量，得到在每個(gè)副本域的所述第一時(shí)間；