[發(fā)明專利]面向邊緣計(jì)算的車輛任務(wù)卸載的集中式調(diào)度方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110694312.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113377516B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐潔;朱韋琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/48
• 分類號(hào): G06F9/48
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種面向邊緣計(jì)算的車輛任務(wù)卸載的集中式調(diào)度方法與系統(tǒng)，考慮到服務(wù)提供商的收益、任務(wù)時(shí)延和用戶的效用滿意度以及用戶差異化出價(jià)意愿幾個(gè)因素。并且同時(shí)考慮車輛用戶間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、以及車輛和邊緣服務(wù)器間供求關(guān)系，在車輛用戶和邊緣服務(wù)器之間的收入函數(shù)中實(shí)現(xiàn)滿意的平衡，具體是根據(jù)中心調(diào)度服務(wù)器實(shí)時(shí)收集車輛任務(wù)信息并實(shí)時(shí)更新邊緣服務(wù)器信息的特點(diǎn)，提出擴(kuò)展婚姻匹配算法和基于現(xiàn)代投資組合理論的任務(wù)卸載評(píng)估模型，完成車輛任務(wù)和邊緣服務(wù)器的匹配。本發(fā)明完成車輛任務(wù)和邊緣服務(wù)器的匹配，能夠充分利用邊緣服務(wù)器資源，提高資源配置效益和服務(wù)器運(yùn)營(yíng)商收益，并滿足任務(wù)卸載時(shí)延需求和保證用戶服務(wù)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人駕駛場(chǎng)景下面向邊緣計(jì)算的車輛任務(wù)卸載的調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種面向邊緣計(jì)算的車輛任務(wù)卸載的集中式調(diào)度方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線技術(shù)等的快速發(fā)展，無(wú)人車也不斷向著智能化進(jìn)展。無(wú)人車中無(wú)論是輔助自動(dòng)駕駛的應(yīng)用還是豐富用戶駕乘體驗(yàn)的應(yīng)用，通常需要強(qiáng)大的計(jì)算處理，并且延遲敏感。這些車載應(yīng)用帶來(lái)的計(jì)算爆炸性增長(zhǎng)給車載資源有限的自動(dòng)駕駛車輛，帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)。應(yīng)用卸載可以有效地減輕車輛的計(jì)算壓力。將車輛部分應(yīng)用卸載到具有足夠資源的云計(jì)算中心處理似乎可以很好解決車載計(jì)算資源不足問(wèn)題。使用計(jì)算能力強(qiáng)大的云端服務(wù)器協(xié)助車輛處理相應(yīng)任務(wù)，可以很好地緩解車輛終端計(jì)算能力不足的問(wèn)題。然而，云總是部署在遠(yuǎn)離車輛的地方，將邊緣收集的車載應(yīng)用程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)端云服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)處理將造成相當(dāng)大的時(shí)間延遲和能耗。特別是對(duì)于具有嚴(yán)格延遲要求的時(shí)間敏感應(yīng)用程序，如圖像識(shí)別和交互式游戲等，應(yīng)用的時(shí)延關(guān)乎用戶體驗(yàn)質(zhì)量，它們的服務(wù)質(zhì)量將受到嚴(yán)重?fù)p害，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的安全損害。

邊緣計(jì)算被認(rèn)為是一個(gè)較好的解決方法。邊緣計(jì)算服務(wù)器距離車輛較近，可以在車輛計(jì)算卸載過(guò)程中與車輛進(jìn)行較快的交互響應(yīng)，很好地解決車輛終端在資源存儲(chǔ)、計(jì)算性能等方面的問(wèn)題。并且邊緣計(jì)算使得車輛卸載開(kāi)銷明顯減少，為服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)留下了極好的改進(jìn)空間。但是與云數(shù)據(jù)中心相比，邊緣服務(wù)器計(jì)算資源有限。尤其是在車輛密集交通擁擠時(shí)候，資源有限的邊緣服務(wù)器無(wú)法滿足所有任務(wù)的執(zhí)行需求，這導(dǎo)致希望在其附近獲取資源的車輛用戶之間不可避免的資源爭(zhēng)用。同時(shí)各種車載應(yīng)用程序，例如電子郵件、交互式游戲、語(yǔ)音通話等，對(duì)處理時(shí)間延遲的要求差異很大。并且不同的車輛用戶有著差異化的時(shí)延敏感性和出價(jià)意愿。

對(duì)于資源有限的邊緣服務(wù)器來(lái)說(shuō)，針對(duì)不同的時(shí)延敏感性和出價(jià)的車載應(yīng)用計(jì)算任務(wù)，如何進(jìn)行合理安排使得同時(shí)保證服務(wù)器提供商收益是一個(gè)十分重要的研究?jī)?nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種面向邊緣計(jì)算的車輛任務(wù)卸載的集中式調(diào)度方法，根據(jù)中心服務(wù)器實(shí)時(shí)收集車輛任務(wù)信息并實(shí)時(shí)更新邊緣服務(wù)器信息的特點(diǎn)，提出擴(kuò)展婚姻匹配算法和基于現(xiàn)代投資組合理論的卸載方案評(píng)估方法，完成車輛任務(wù)和邊緣服務(wù)器的匹配，使得能夠充分利用邊緣服務(wù)器資源，提高資源配置效益和服務(wù)器運(yùn)營(yíng)商收益，并滿足任務(wù)卸載時(shí)延需求和保證用戶服務(wù)質(zhì)量。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種面向邊緣計(jì)算的車輛任務(wù)卸載的集中式調(diào)度系統(tǒng)。

本發(fā)明的第一目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：面向邊緣計(jì)算的車輛任務(wù)卸載的集中式調(diào)度方法，該方法根據(jù)中心調(diào)度服務(wù)器實(shí)時(shí)收集車輛任務(wù)信息并實(shí)時(shí)更新邊緣服務(wù)器信息的特點(diǎn)，提出擴(kuò)展婚姻匹配算法和基于現(xiàn)代投資組合理論的任務(wù)卸載評(píng)估模型，完成車輛任務(wù)和邊緣服務(wù)器的匹配，其包括以下步驟：

S1、車輛用戶向中心調(diào)度服務(wù)器發(fā)出任務(wù)卸載請(qǐng)求，并提供自身的移動(dòng)性信息和車輛任務(wù)的要求；中心調(diào)度服務(wù)器實(shí)時(shí)更新所有邊緣服務(wù)器信息；

S2、中心調(diào)度服務(wù)器根據(jù)收集到的車輛用戶信息和邊緣服務(wù)器資源信息計(jì)算出兩種偏好列表，一種是與邊緣服務(wù)器收益相關(guān)的車輛任務(wù)偏好列表，另一種是與車輛任務(wù)服務(wù)質(zhì)量相關(guān)的邊緣服務(wù)器偏好列表；