[发明专利]一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法

说明书

一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法，基于配电监控系统中的边缘节点和配电监控终端，通过节点和终端之间物理距离的升序集合初步计算时延；再根据时延的降序集合，确定当前负载最大的节点和对应分配任务的终端集合，并将各终端基于物理距离降序排列；然后对于降序排列后的终端集合依次计算任务处理时的网络传输增加的时延是否能比数据计算减少的时延小，如果能则进行任务的重新分配。经过实验验证，本均衡分配方法的数据处理效率比最近分配策略提高了12.6%，比负载最近分配策略的标准差更小，能够有效缩短各节点数据处理时延的差异性，提高计算时延的稳定性。

技术领域

本发明涉及数据处理以及配电网设备领域，具体涉及一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法。

背景技术

近年来，随着工业化水平的不断进步，社会生产模式已经逐渐实现信息化和智能化。同时，企业生产随着规模化以及高效化的需求日益突出，导致对用电安全和能耗管理提出了更严格的要求，而精准高效的配电室监控系统是实现用电安全和节能降耗的关键性手段。但是，目前大部分采用的在线配电监测系统大多数只是对基本数据的检测，并直接将大量数据上传到后台系统进行处理这样的方案。此类导致海量数据的计算、传输对主站数据处理及通信信道带来巨大压力。另外一部分厂家已开发基于边缘计算技术的配电监控系统，但是目前应用的案例中，边缘侧(监控终端和边缘计算节点)数据分配的方式都为就近分配策略，即终端数据计算任务较多时，会将任务分配到离该终端最近的边缘节点处理计算。但是，此时可能会导致一个特殊情况的出现：某一个边缘节点由于距离原因接收到超出其计算能力之外的终端任务，会造成这个边缘节点工作量较大而导致任务排队处理的情况出现。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法，能够减少边缘侧数据处理的时延，从而减少整个系统的服务时延。

一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法，包括如下步骤：

步骤1，设置边缘节点EN和配电监控终端UE，定义EN的集合M和UE的集合N，得到节点EN和终端UE之间的物理距离r_mn；

步骤2：依次选取r_mn的升序集合中的第t个元素若M_N(n^*)＝0，则设和M_N(n^*)为1(这是一个三维数组，若分配到指定的EN则为1，否则为0)；

步骤3：计算时延；

步骤4，得到EN根据时延的降序集合，取降序集合中的第t个元素EN_y，EN_y为当前负载最大的EN，定义分配给EN_y任务的UE集合为S_y；

步骤5，依次选取S_y中第n个元素UE_n，定义Q_n为EN根据r_mn排列的降序集合；

步骤6，从t+1开始，选择Q_n中的第m个元素EN_m，根据公式计算UE_n上的任务w_nk在EN_m和EN_y之间重新分配是否能够减少总时延，即网络传输增加的时延是否能比计算减少的时延大，如果能，则将w_nk从EN_y重新分配到EN_m；如果不能，则说明在该EN计算总时延最小，直接进行计算。

进一步地，所述边缘任务均衡分配方法中，基于包含应用服务层、数据处理层和感知层的配电网系统实现。

进一步地，步骤1中，边缘计算节点设置于数据处理层中，与配电监控终端连接。

进一步地，步骤1中，配电监控终端设置在数据处理层中，与感知层中的配电网传感器连接。