[發明專利]基于動態資源需求的車路協同在線任務調度方法及系統

有效

• 申請號: 202210851913.9
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115208892B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 胡世紅;屈志昊;唐斌;葉保留
• 申請（專利權）人: 河海大學;江蘇省未來網絡創新研究院
• 主分類號: H04L67/101
• 分類號: H04L67/101;H04L67/1014;H04L67/12;H04L67/30;H04L67/60;G06N3/0442;G06N3/0455;G06N3/0475;G06N3/094;G06N3/047
• 代理公司: 南京泉為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32408
• 代理人: 許丹丹

1.一種基于動態資源需求的車路協同在線任務調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集不同任務在車輛和邊緣服務器上的計算數據，記錄任務調度時不同計算節點的資源使用配置情況，得到不同任務的請求配置文件數據，其中任務k的請求配置文件主要包括請求數量N，工作負載大小L和資源占用時間W；

S2、利用生成對抗網絡編解碼器GAN-EN提取任務的資源需求特征C＝[c_co,c_st,c_cm]_T，其中c_co,c_st,c_cm分別代表任務對計算、存儲和通信資源的需求特征值；

S3、通過線性回歸建立不同資源需求行為和資源需求特征C中特征數據的關系，得到資源需求行為指數R；

S4、基于車路系統中任務在本地、其他計算節點以及云上計算的時延和需要滿足的資源限制條件，建立調度優化問題方程，優化目標為滿足任務需求指數R條件下最大化邊緣服務提供商的利益；

S5、利用隨機馬爾可夫博弈對優化問題進行轉化，根據離線生成的專家軌跡訓練模仿學習網絡；

S6、根據實時輸入的狀態利用訓練好的網絡獲得調度決策，實現分布式在線任務協同調度，將任務安排到最佳位置并分配合理資源進行計算。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，調度優化問題形式為：

M_n為邊緣服務提供商的總收益，約束C.1表示為任務分配的資源滿足對應的資源行為指數R，約束C.2表示為任務分配的計算、存儲和通信資源總量在限制范圍內；

其中，道路被劃分為N個區域，每個區域由一個調度裝置覆蓋，N＝{1,2,...}表示調度裝置的集合，K＝{1,2,...}表示調度裝置為用戶配置的服務類型集合，t為當前時隙，T為總執行時間，Υ_n表示調度策略，表示為服務k分配的計算資源，r_co,k為服務k的計算資源需求度，F_n為調度裝置n的計算資源限制，表示為任務k分配的存儲資源，r_st,k為服務k的存儲資源需求度，U_n為調度裝置n的通信資源限制，表示為任務k分配的通信資源，r_cm,k為服務k的通信資源需求度，H_n為調度裝置n的通信資源限制。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述邊緣服務提供商的總收益按以下方式計算：

其中，為調度裝置n區域內的終端設備生成的一組任務，表示其中第x個任務，為二進制變量，用于表示任務是否在截止時間內完成，T_n,x為任務的總延遲，α、β、ε為三個關系系數，表示任務是在調度裝置n的邊緣服務器上處理；表示任務被卸載到其它調度裝置上處理，表示任務被卸載到云中心處理。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述任務以五個參數的元組表示為其中為任務數據大小，為任務延遲的截止期限，表示任務請求的服務，表示任務所需的計算資源，二進制變量表示任務是否在截止時間內完成。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述任務的總延遲的計算方式如下：

其中，pr_n,x為任務的計算時延，co_n,x為任務的傳輸時延，wa_n,x為調度裝置n上處理隊列中任務的等待延遲，wa_-n,x為除了n之外的其它調度裝置上的等待時延。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述pr_n,x的計算方式如下：

其中，t_c,k為任務k在云中心的計算時間。