[发明专利]一种基于云平台的数字化矿山能效管控系统及方法

权利要求书

1.一种基于云平台的数字化矿山能效管控系统，包括，分布在矿山的若干现场设备、若干边缘计算服务器、业务分配服务器；现场设备通过无线通信将现场数据发送至边缘计算服务器；边缘计算服务器通过以太网与业务分配服务器通信连接；业务分配服务器通过互联网与云平台通信连接；

其特征在于，业务分配服务器用于读取矿山计算任务的任务属性信息，获取每个边缘计算服务器的服务器属性信息，并根据任务属性信息和服务器属性信息进行计算任务的分配；业务分配服务器还用于根据边缘计算服务器的故障情况以及现场设备的无线通信能耗重新分配计算任务；业务分配服务器还用于根据电力供应故障情况，执行边缘计算服务器的能耗分时段管理策略。

2.根据权利要求1所述的基于云平台的数字化矿山能效管控系统，其特征在于，根据地理位置将矿山划分为多个区域，每个区域均配置边缘计算服务器；初始状态下每个区域内的现场设备的通信对象为该区域内的边缘计算服务器。

3.根据权利要求2所述的基于云平台的数字化矿山能效管控系统，其特征在于，每个区域配置的边缘计算服务器均包含主用边缘计算服务器和备用边缘计算服务器；主用边缘计算服务器和备用边缘计算服务器的计算性能相同；初始状态下每个区域内的现场设备的通信对象为该区域内的主用边缘计算服务器。

4.一种应用于权利要求1-3中任一项所述基于云平台的数字化矿山能效管控系统的基于云平台的数字化矿山能效管控方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S1、判断业务分配服务器是否收到矿山应急事件通知；若否则进入步骤S3，若是则进入步骤S2；

步骤S2、判断矿山应急事件类型；若矿山应急事件类型为边缘计算服务器故障则进入步骤S4；若矿山应急事件类型为矿山电力供应故障则进入步骤S5；

步骤S3、业务分配服务器读取每个计算任务的任务属性信息，获取每个边缘计算服务器的服务器属性信息，业务分配服务器根据任务属性信息和服务器属性信息进行计算任务的分配；

步骤S4、业务分配服务器根据边缘计算服务器的故障情况以及现场设备的无线通信能耗重新分配计算任务；

步骤S5、业务分配的服务器根据电力供应故障的持续时间执行边缘计算服务器的能耗分时段管理策略。

5.根据权利要求4所述的基于云平台的数字化矿山能效管控方法，其特征在于，步骤S3中任务属性信息包括计算任务所需的现场数据及对应的现场设备信息、计算任务的实时性要求参数；服务器属性信息包括边缘计算服务器的计算性能、剩余计算资源、剩余计算资源百分比、位置坐标、故障预测概率；步骤S3包括：

步骤S31、判断计算任务的实时性要求参数是否低于第一阈值的任务，若是，则业务分配服务器从所述边缘服务器获取任务所需现场数据并转发至云平台执行任务计算；若否，则进入步骤S32；

步骤S32、判断获取任务所需现场数据的边缘计算服务器的主用边缘计算服务器的剩余计算资源百分比是否大于等于第一百分比阈值，若是则使用主用边缘计算服务器进行计算；若否，则进入步骤S33；

步骤S33、判断获取任务数据的边缘计算服务器的备用服务器的剩余计算资源百分比是否大于等于第二百分比阈值，若是则将获取任务数据的现场设备的通信对象配置为备用服务器；其中，主备用服务器的计算性能相同，第一百分比阈值+第二百分比阈值＝100％；若否，则进入步骤S34；

步骤S34、获取任务数据的边缘计算服务器将任务数据转发至业务分配服务器，业务分配服务器获取每个主用和备用边缘计算服务器的属性信息；判断是否存在故障预测概率低于预设值且剩余计算资源百分比高于第一阈值的主用边缘计算服务器，或存在故障预测概率低于预设值且剩余计算资源百分比高于第二阈值的备用边缘计算服务器；若否，则进入步骤S35；若是，则选择出Q值最大的边缘计算服务器来执行计算，将其配置为任务所需现场数据的现场设备的通信对象，其中：

Q＝α*(1-F_A)+β*C_O；

式中α、β为标准化系数，F_A为服务器故障预测概率，C_O为服务器剩余计算资源百分比；

步骤S35、业务分配服务器从边缘计算服务器获取任务数据并转发至云平台执行任务计算。