[發(fā)明專利]一種邊緣計(jì)算的數(shù)字孿生方法和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210314059.2
• 申請(qǐng)日: 2022-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114792045A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳浩;賈瑞娟;王聰聰;趙第圓;趙成林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F11/30
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 單冠飛

本發(fā)明公開(kāi)了一種邊緣計(jì)算的數(shù)字孿生方法和系統(tǒng)，其中，該方法包括：利用外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行MEC物理系統(tǒng)與MEC系統(tǒng)的數(shù)字孿生之間的組網(wǎng)；將MEC物理系統(tǒng)通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)并基于信息的交互，以及，將MEC系統(tǒng)的數(shù)字孿生通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)，對(duì)MEC物理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)得到監(jiān)測(cè)結(jié)果，并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估得到評(píng)估結(jié)果，以完成對(duì)MEC物理系統(tǒng)的鏡像；以及，對(duì)已構(gòu)建的MEC物理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生，并基于評(píng)估結(jié)果完成對(duì)MEC物理系統(tǒng)的閉環(huán)優(yōu)化控制；對(duì)未構(gòu)建的MEC物理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生，并基于評(píng)估結(jié)果完成對(duì)MEC物理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)MEC物理系統(tǒng)的數(shù)字孿生，能夠?qū)EC物理系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，提高系統(tǒng)的管理效率和資源使用效率，降低MEC服務(wù)的運(yùn)營(yíng)成本和投資支出成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種邊緣計(jì)算的數(shù)字孿生方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，IT技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)方面取得了巨大發(fā)展，多種多樣的智能設(shè)備不斷涌現(xiàn)，使得智能終端能夠基于云計(jì)算,支持一些計(jì)算密集型和數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)，給人們的生活帶來(lái)了許多便利。然而，這些新興應(yīng)用運(yùn)行的大多是計(jì)算密集型和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序，不但會(huì)產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)量，而且，隨著用戶和應(yīng)用對(duì)服務(wù)質(zhì)量體驗(yàn)要求的不斷提高，基于云計(jì)算的計(jì)算密集型業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)提供范式不僅會(huì)帶來(lái)較大的服務(wù)響應(yīng)時(shí)延，也會(huì)給回傳鏈路帶來(lái)巨大的負(fù)載負(fù)擔(dān)，同時(shí)還導(dǎo)致移動(dòng)設(shè)備終端的電池續(xù)航時(shí)間難以滿足業(yè)務(wù)需要等問(wèn)題。

為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，ETSI引入了多接入邊緣計(jì)算(MEC)這一新的計(jì)算范式。MEC將計(jì)算和存儲(chǔ)資源部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣，在網(wǎng)絡(luò)邊緣提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和智能化處理，終端既可以在滿足業(yè)務(wù)的嚴(yán)格延遲要求下支持計(jì)算密集型和數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)，也可以降低移動(dòng)終端設(shè)備對(duì)回傳鏈路的負(fù)載負(fù)擔(dān)。

部署實(shí)際系統(tǒng)時(shí)，通常采用仿真方法，先構(gòu)建一個(gè)針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的模擬/仿真系統(tǒng)，再針對(duì)該模擬/仿真系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，基于模擬和/或仿真的優(yōu)化結(jié)果信息部署實(shí)際的物理系統(tǒng)。當(dāng)物理系統(tǒng)部署之后，通過(guò)在物理系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)，基于監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)的性能，完成針對(duì)物理系統(tǒng)的閉環(huán)優(yōu)化管理過(guò)程。由于仿真/模擬軟件在仿真場(chǎng)景、建模、計(jì)算復(fù)雜度以及資源使用等方面的局限性，通常會(huì)針對(duì)系統(tǒng)的多個(gè)方面分別進(jìn)行模擬和仿真評(píng)估，因此，針對(duì)系統(tǒng)的模擬/仿真以及由此帶來(lái)的閉環(huán)控制和優(yōu)化構(gòu)成了一個(gè)針對(duì)該系統(tǒng)的數(shù)字孿生。

同樣地，為了有效地解決MEC物理系統(tǒng)的編排優(yōu)化和管理問(wèn)題，有必要基于數(shù)字孿生概念，針對(duì)MEC物理系統(tǒng)，構(gòu)建其數(shù)字孿生體，通過(guò)MEC物理系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)實(shí)例與MEC物理系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)信息交互，采集MEC物理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，感知MEC物理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，基于MEC物理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，完成針對(duì)MEC物理系統(tǒng)及其對(duì)應(yīng)的數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù)同步、性能分析和評(píng)估，從而完成針對(duì)MEC物理系統(tǒng)的閉環(huán)持續(xù)優(yōu)化控制過(guò)程。

通過(guò)系統(tǒng)性的調(diào)研，目前針對(duì)MEC物理系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)針對(duì)MEC物理系統(tǒng)的優(yōu)化控制和編排的研究成果尚屬空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于針對(duì)MEC物理系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)針對(duì)MEC物理系統(tǒng)的優(yōu)化控制和編排，提出了一種邊緣計(jì)算的數(shù)字孿生方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種邊緣計(jì)算的數(shù)字孿生系統(tǒng)。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明一方面提出了一種邊緣計(jì)算的數(shù)字孿生方法，包括：