[發明專利]一種基于粒子群的車聯網絡任務分配方法

在審

• 申請號: 202110650590.2
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113592219A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 于珊平;安建平;李睿德;王玉環;卜祥元
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06N3/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發明涉及一種基于粒子群的車聯網絡任務分配方法，屬于移動邊緣計算技術領域。包括：1)按照基站分布將城市劃分為多個等大區域；2)基站中心控制器編排區域內用戶車輛應用任務；3)用戶廣播短信息包；4)收到信息包的霧節點發送數據包反饋給用戶；5)用戶根據數據包封裝任務請求包發送給中心控制器；6)中心控制器執行基于粒子群算法的計算卸載策略；7)用戶按照計算卸載策略卸載計算任務；8)霧節點實時處理用戶任務，將結果反饋給用戶；9)用戶和霧節點斷開連接時：如果任務未處理完，用戶遺棄任務，重新執行步驟3)，否則，霧節點不再接收后續任務。所述方法為每個卸載的計算任務選擇合適的服務質量，已達到服務質量與服務時延之間的平衡。

技術領域

本發明涉及一種基于粒子群的車聯網絡任務分配方法，尤其涉及一種基于車 聯邊緣計算網絡的粒子群任務分配方法，屬于移動邊緣計算技術領域。

背景技術

隨著5G和人工智能的發展，智能車聯應用如智能變道、智能跟車和實時路 面感知已經成為當前的研究熱點。然而，目前道路上，擁有大量計算資源的新一 代汽車仍然占據少數，大部分還是只配備簡單車載傳感器(如行車記錄儀等)的 普通車輛。這些普通車輛靠本身的計算資源無法及時的處理智能車聯應用所產生 的海量任務需求，亟需要一種計算卸載模式來將智能車聯應用卸載到具有更強處 理能力的服務器上。

然而，不同于固定的用戶接入網絡，車聯網拓撲隨著車輛的移動而實時動態 變化。除此之外，智能車聯應用往往與安全緊耦合相關，對服務延時非常苛刻。 因此，傳統的基于云計算的計算卸載策略不能滿足車聯應用。為了解決以上問題， Yu Xiao等人提出車輛霧計算，即把計算資源和通信資源配備到特定車輛，如公 交車等，使之成為車輛霧節點。車輛霧節點可以在行進的過程中為周圍用戶車輛 提供單跳可達的計算卸載服務，避免了云計算模式下的多跳路由，將大大減少任 務的傳輸延時。其次，車輛霧節點往往路線固定，通過預測其運行軌跡可以較為 有效的保證服務質量。最后，相比于固定的服務器，車輛霧節點可以調遣到服務 緊缺的區域中進行服務，實現應用按需資源調控，避免資源冗余部署。

除此之外，由于公交車的能耗和體積限制，只能部署有限的計算資源。然而， 同一車載應用在不同的服務質量下所消耗的計算資源也有所不同。比如在圖像識 別應用中，識別分辨率高的圖片比識別分辨率低的圖片處理延時要大很多。因此， 如何根據車輛霧節點的計算負載調節用戶車輛應用的服務質量也是本發明要解 決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有車輛霧計算卸載存在無法按需資源調控、避免資 源冗余部署，以及如何根據車輛霧節點的計算負載調節用戶車輛應用的服務質量 這些技術缺陷，提出了一種基于粒子群的車聯網絡任務分配方法。

為了達到上述目的，本發明采取如下技術方案。

所述基于車聯邊緣計算網絡的粒子群任務分配方法所依托的車聯邊緣計算 網絡，包括基站、用戶車輛以及車輛霧節點；

其中，基站上包括中心控制器；每個用戶車輛包括車載通信模組；

用戶車輛和車輛霧節點與基站中的中心控制器相連；中心控制器上注冊有所 有用戶車輛和車輛霧節點的信息；且所有用戶車輛和車輛霧節點均通過蜂窩網絡 注冊，并將該用戶車輛和車輛霧節點的實時位置信息匯報給中心控制器；

所述任務分配方法，包括如下步驟：

步驟1、將按照基站分布，利用蜂窩hexagon聚合的方法將城市劃分為多個 均勻等大區域；

步驟2、在步驟1劃分出的每個區域中，運維一個中心控制器來編排該區域 內產生的所有車輛應用任務；

步驟3、每個用戶車輛利用車載通信模組廣播一個DSRC短信息；

步驟4、收到用戶車輛DSRC信息包的車輛霧節點發送一個數據包反饋給用 戶車輛；