[发明专利]面向电力物联网中边缘数据处理的决策方法及其应用

说明书

面向电力物联网中边缘数据处理的决策方法及其应用，包括：设定边缘服务器接入的各业务重要度等级：设电力通信网所承载电力业务的集合为M，其中电力业务m∈M的重要度等级根据时延敏感程度划分为4个等级，其中业务m的重要度等级记为k_m，(k_m≤K且K＝4)；根据业务属性与网络拓扑构建业务处理深度模型：利用边缘服务器c选择进行数据处理的业务数据量S_c，二进制变量数据基础压缩率Δ和信息属性集A构建业务处理深度模型；求解最优数据处理决策方案，设定各个边缘服务器对每种业务的处理决策。

技术领域

本发明属于电力物联网边缘数据处理领域，尤其涉及一种基于边缘计算的差异化业务数据流量处理决策方法及其应用。

背景技术

随着电力物联网的不断发展，其中的业务类型与数据规模也随之拓展，越来越多的传感器终端被部署在电力物联网的感知层中，向云平台上传感知数据。但受限于传感器终端的能耗低、处理能力不足等原因，传感器终端所采集和上传的数据容易出现冗余、错误、丢失等问题。

针对这一情况，近年来不少文献提出利用边缘计算技术在上传数据前通过对数据进行预处理来克服上述问题。它们的基本思路可以概括为通过引入边缘服务器或边缘网关来提升电网底层处理能力。罗鸿轩等人在智慧电力期刊2020年第48卷发表了《基于边缘计算与MapReduce的智能量测终端数据处理方法》，提出一种利用边缘节点提升电力物联网数据块管理能力的方法。C.Chen研究并在2018年的IEEE Transactions on Cloud Computing的第六卷上发表文章《MapReduce scheduling for deadline-constrained jobs inheterogeneous cloud computing systems》，尝试利用边缘服务器来提升电网边缘层的数据挖掘与处理能力。白昱阳等研究者在2020年的期刊的46卷上发表《云边智能:电力系统运行控制的边缘计算方法及其应用现状与展望》一文，提出了一种利用边缘计算来提升电力系统快速调度与可靠运行能力的新模式。电力系统在引入边缘计算技术后可以视为系统主站的计算与处理能力被下移到了网络的边缘层。在电力物联网中，边缘计算模式的数据处理过程有利于降低上传数据的数据量从而减少网络的通信压力。

然而上述工作尽管提升了电力通信业务的数据计算效率，但利用边缘计算预处理数据时也带来了一个新的问题。相对于云中心，边缘计算服务器的算力十分有限，可能导致其在进行数据处理时需要付出一个较大的处理时延开销，并且这个处理时延的大小通常与边缘服务器所处理数据量的大小成正相关。况且对于部分对时延敏感的业务而言，若对其原始数据进行预处理，其导致的处理时延可能会影响业务的执行。

此外，中国专利申请，申请号为CN2021100901205，公开号：CN112764835A公开一种基于边缘计算的电力物联网传感设备配置微服务系统及方法，包括：边缘物联代理架构、云服务中心和终端设备，其中，所述边缘物联代理架构将终端设备数据进行处理，并根据终端设备数据的优先级，在云服务中心与终端设备间进行计算任务协同处理；所述边缘物联代理架构包括边缘物联代理硬件和边缘物联代理软件，其中边缘物联代理软件为使用Linux操作系统和Docker容器引擎，基于EdgeX Foundry边缘计算开源平台搭建的微服务模块架构；核心微服务模块包括策略控制微服务模块、策略执行微服务模块、数据保持微服务模块和命令操作微服务模块。申请号为CN2021100079494，公开号：CN112835691A公开一种物联网通讯的边缘数据处理方法及系统，包括如下步骤：通过所述云计算中心获取各所述边缘计算设备的计算参数，其中，所述计算参数包括计算能力和处理时延；通过所述云计算中心获取来自智能终端的所述请求任务，其中，所述请求任务包括数据计算量、时间需求、紧急程度和对应的所述采集器的物理地址，所述紧急程度包括非常紧急、紧急和一般；通过所述云计算中心分析所述请求任务和所述计算参数，以得到与所述请求任务最匹配的所述边缘计算设备。然而，上述现有技术不能解决电力物联网在实现部分业务时降低边缘业务处理过程中的时延，提高网络的效率及性能的问题。

发明内容