[发明专利]一种水电流域应急指挥云边计算资源协同处理方法

说明书

本发明公开了一种水电流域应急指挥云边计算资源协同处理方法，涉及云计算技术领域，其技术方案要点是：获取电站端采集的传感器监测数据，并在边云侧对传感器监测数据进行预处理以形成计算任务；若本地执行计算的时间大于最大容许延迟，则向中心云发送相应计算任务的迁移请求；根据中心云当前的节点资源负载均衡情况以及边云节点到中心云节点的网络传输时间成本对所有的迁移请求进行基于蚁群算法的计算任务队列最优化计算，得到最优分配策略；相应计算任务响应于最优分配策略后进行计算任务迁移以实现云边计算资源协同处置。本发明充分发挥中心云资源充足的优势，从软件层面提升平台的整体计算效率。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，更具体地说，它涉及一种水电流域应急指挥云边计算资源协同处理方法。

背景技术

传统的单体式应用系统集成度高、开发调试和部署难度低，随着应用系统功能和性能要求的不断增加，单体式应用复杂性高的问题不断暴露，模块设计难度大，各模块边界划分模糊，依赖关系重度耦合，模块集成难度急剧增大。为保证单体式应用有效支撑大型应用的可靠性、高效性，仅能通过增加服务器、数据库集群式部署和访问负载均衡等成本高、效果弱的方式进行有限增强。在软件工程领域里存在瀑布模型、快速原型、增量开发、喷泉模型等传统软件过程模型，最常用的瀑布模型从设计、开发到部署至少需花费数月时间，中途出现的任何需求变动、错误修复后进行回归测试和重新部署都会耗时数天至数周的时间。而传统云计算先传输后运算的集中式模式难以保障复杂环境下的流域级水灾害综合应急指挥，在面对流域高山峡谷地理环境复杂、网络传输距离远且通讯条件不稳定等不利因素环境下，传统集中式云计算模型中先传输后运算的特性出现效率低、数据延迟大等问题，难以有效保障水灾害数据的可靠传输、预警防控模型的快速分析以及应急指挥的畅通便利。

在传统单体式应用架构中，一个应用系统包含了所有的业务功能，且应用本身作为一个庞大的部署单元直接部署，将所有功能部署在同一个进程中。遇到高并发时，传统的庞大应用就面临着扩展部署的问题。因为所有的功能都部署在一起，即使只有其中一个功能有高并发需求，应用系统的横向扩展就必须通过在其他服务器上重新部署整个应用系统来实现。为此，无论是流域级气象预报WRF模式、梯级电战群联合防洪调度等模型所需的短时集中大规模计算，还是水灾害事件发生后涉及流域高原野外、山区水电站和数百公里之外的成都本部进行全景可视化、无延时的应急指挥需求都对平台的计算、存储和网络资源都提出了动态弹性扩展的需要。

云计算是一种基于信息网络，将信息技术资源以服务方式动态、弹性提供，用户可以按需使用的计算模式和服务模式，云计算具有分布式计算和存储特性，高扩展性等特点。自云计算兴起以来，应用部署方式完成从传统物理机迁移至虚拟机云端部署，应用开发模式由传统单体式应用向分布式服务化转变，应用系统由有状态变为无状态，后端数据库集群数据服务化，前端应用通过HTTP接口进行数据访问并利用自适应展示技术进行业务功能的展现和用户指令的输入。因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的一种水电流域应急指挥云边计算资源协同处理方法是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种水电流域应急指挥云边计算资源协同处理方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水电流域应急指挥云边计算资源协同处理方法，包括以下步骤：

获取电站端采集的传感器监测数据，并在边云侧对传感器监测数据进行预处理以形成至少一个计算任务；

获取计算任务的最大容许延迟，并计算得到计算任务在本地执行计算的时间；若本地执行计算的时间大于最大容许延迟，则向中心云发送相应计算任务的迁移请求；

根据中心云当前的节点资源负载均衡情况以及边云节点到中心云节点的网络传输时间成本对所有的迁移请求进行基于蚁群算法的计算任务队列最优化计算，得到最优分配策略；

相应计算任务响应于最优分配策略后进行计算任务迁移以实现云边计算资源协同处置。