[發明專利]面向工業AGV的雙向選擇邊緣計算服務分配方法

在審

• 申請號: 202111484421.2
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114172962A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 張春芳;于存謙;焦華都;李航;何榮希;林彬;邊文霖;孫世煊
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H04L67/60
• 分類號: H04L67/60;H04L47/525;H04L47/56;H04L47/62;H04L67/10;H04L67/12;G06F9/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種面向工業AGV的雙向選擇邊緣計算服務分配方法，包括：基于服務熱度和齊夫定律確定網絡內每個RU的服務類型；基于RU間的服務熱度相似性對網絡所有RU進行區域劃分得到工作區域集合；AGV側首先基于工作任務要求向RU側發出正向的服務請求；RU側隨即從全網資源最優分配角度反向選擇AGV；若AGV接收到RU候選隊列中所有RU的反饋信息均為服務失敗，將該服務請求發送至云端。本發明統籌服務內容匹配、用戶延遲極限、計算與通信資源等要素，能夠解決智能工廠、港口等場景下邊緣計算網絡中有限資源以最優匹配方式動態分配給AGV服務請求的問題，同時本發明采用AGV?RU正反雙向選擇的策略，可解決用戶和運營商在服務體驗與經濟效益最大化方面博弈的折中問題。

技術領域

本發明涉及通信及智能制造和智能物流領域，具體而言，尤其涉及一種面向工業AGV的雙向選擇邊緣計算服務分配方法。

背景技術

傳統云計算中，用戶所需服務的各類數據全部存儲在遠端云的大型服務器陣列中，若用戶產生一個服務請求，該服務請求通過接入網經核心網傳輸至云端，在大型服務器陣列中執行集中式處理。這種方式在以往用戶側請求并不十分迫切的情況下，的確可以經濟地處理用戶的計算請求，但近些年隨著移動用戶數據量的暴增，迫切需要將服務內容拉向用戶側，同時，核心網通信壓力的增大也間接導致服務延遲增加，降低了用戶的服務體驗(Quality of Experience，QoE)。移動邊緣計算(Mobile Edge Computing，MEC)在保障用戶QoE方面取得了重大突破，已成為實現制造、物流行業智能化愿景的關鍵技術。大多數智能港口、工廠為提高效率均有明確的依據流程作業的工作區域，每個工作區域負責不同類型的任務，例如貨物卸載、貨物運輸、零件裝配等。工作區域中的自動導航車輛(AutomatedGuided Vehicle，AGV)均有各自的任務分工、移動范圍和路徑，不同的AGV負責生產鏈上不同的生產環節。因此大多數AGV的活動范圍是依據任務而受限的。AGV和遠程單元(RemoteUnit，RU)是兩個獨立的個體，在實際生產中AGV和RU的硬件特性、服務的工作特性均存在差異，二者的匹配程度很難達到100％。此外，采用AGV對RU逐個遍歷的方式確定最優的RU，選擇過程會耗費大量的網絡資源和時間。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明提供一種面向工業AGV的雙向選擇邊緣計算服務分配方法，解決了智能港口、工廠場景下無源光網絡(Passive Optical Network，PON)中各項有限資源以最優匹配的方式分配給AGV服務請求的問題，同時亦解決用戶側與服務提供商間對資源分配決策產生博弈的折中問題。

本發明采用的技術手段如下：

一種面向工業AGV的雙向選擇邊緣計算服務分配方法，應用于工業類、物流類邊緣計算網絡，所述邊緣計算網絡包括由多個智能RU構成蜂窩網和接入網、由典型城域網構成的核心網以及具有云數據中心的云端，所述接入網與核心網通過無源光網絡技術進行交互，任意所述RU包括基站和MEC服務器，所述基站通過無線電通信方式與AGV搭載的控制器通信；

所述方法包括以下步驟：

基于服務熱度和齊夫定律確定網絡內每個RU的服務類型；

基于RU之間的服務熱度相似性對網絡內的所有RU進行面向服務內容的區域劃分得到工作區域集合；

AGV側發出請求，AGV基于選擇傾向度建立RU備選隊列，并向隊列隊首RU發送請求，所述選擇傾向度根據RU的服務延遲、RU剩余資源以及AGV的服務請求與RU的匹配程度確定；

RU側反向選擇，RU基于AGV對RU的選擇傾向度、AGV的備選基站數量、AGV占用資源的大小以及AGV到達RU的先后順序建立待服務AGV的等候隊列，當剩余資源充足時處理AGV等候隊列中最優的AGV服務請求，否則反饋服務失敗信息；

如果AGV接收到RU候補隊列中所有RU的反饋信息均為服務失敗，將該服務請求發送到云端。