电网边缘计算任务的分配方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术适用于电力系统技术领域，提供了一种电网边缘计算任务的分配方法、装置、设备和存储介质，其中，电网边缘计算任务的分配方法包括：软件定义网络控制器接收多个智能终端各自的任务信息；根据多个智能终端的任务信息和边缘计算服务器的资源信息，建立多个智能终端的总时延最小的优化模型；根据总时延最小的优化模型，生成目标智能终端的任务分配信息；目标智能终端为多个智能终端中的任意一个智能终端；在分配信息为由目标智能终端处理的情况下，将分配信息发送给目标智能终端；在分配信息为由边缘计算服务器处理的情况下，将分配信息同时发送给目标智能终端和边缘计算服务器。采用本发明专利技术可以降低智能终端的任务被处理的时延。

【技术实现步骤摘要】
电网边缘计算任务的分配方法、装置、设备和存储介质
本专利技术涉及电力系统
，具体涉及一种电网边缘计算任务的分配方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
随着泛在电力物联网的提出，智能终端的数量越来越庞大，其需要处理的数据也越来越多。常见的智能终端有：电网实时监控设备、电网数据管理设备、电网调度决策设备及大量的传感设备如智能电表等。为了满足泛在电力物联网对智能终端实时性的要求，其中实时性主要指数据分析、处理和响应的实时性，在泛在电力物联网中引入了边缘计算(MobileEdgeComputing，MEC)技术。边缘计算技术是指智能终端将待处理的任务上传至配置有计算、存储和网络资源的边缘计算服务器进行处理，而无需完全依靠智能终端处理。现有泛在电力物联网中采用边缘计算技术，利用边缘计算服务器对智能终端所需的计算、存储和网络等处理资源进行分配。但是，随着边缘计算网络结构的逐渐复杂以及智能终端数量的不断增加，边缘计算服务器将接入大量的智能终端，无法对智能终端所需的处理资源进行合理分配，导致智能终端的任务需要较长时间才能被处理，时延较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种电网边缘计算任务的分配方法、装置、设备和存储介质，以解决现有技术中智能终端的任务被处理时存在的时延较高的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种电网边缘计算任务的分配方法，包括：软件定义网络控制器接收多个智能终端各自的任务信息；根据多个智能终端的任务信息和边缘计算服务器的资源信息，建立多个智能终端的总时延最小的优化模型；根据总时延最小的优化模型，生成目标智能终端的任务分配信息；目标智能终端为多个智能终端中的任意一个智能终端；在分配信息为由目标智能终端处理的情况下，将分配信息发送给目标智能终端；在分配信息为由边缘计算服务器处理的情况下，将分配信息同时发送给目标智能终端和边缘计算服务器。可选的，任务信息包括智能终端的本地计算能力、智能终端的任务所需占用的存储资源、处理智能终端的任务所需的计算资源和智能终端的任务能容忍的最大时延；边缘计算服务器的资源信息包括总存储资源、总计算资源和基站覆盖范围内的所有智能终端之间的总频率资源。可选的，多个智能终端的总时延最小的优化模型为：其中：Ti为目标智能终端i的时延，ai∈{0，1}为选择函数；为目标智能终端i从上传任务到边缘计算服务器，到边缘计算服务器计算该任务所需的总时间，为目标智能终端i处理任务所需的时间，为目标智能终端i的任务能容忍的最大时延，Ri为上传链路速率，Cca为边缘计算服务器中的总存储资源，为处理目标智能终端i的任务所需要的计算资源；为目标智能终端i的本地计算能力；为目标智能终端i的任务上传到边缘计算服务器所需的时间；为边缘计算服务器计算目标智能终端i的任务所需的时间；为目标智能终端i任务上传到边缘计算服务器所需的存储资源；pi为目标智能终端i上传任务时的功率；B为边缘计算服务器的基站和目标智能终端i之间的总通信频率资源；hi为目标智能终端i上传到基站的上传链路信道增益；fisp为软件定义网络控制器分配给目标智能终端i的频率资源占比；fica为软件定义网络控制器分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的存储资源的占比；fico为软件定义网络控制器分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的计算资源的占比；Cco为边缘计算服务器中的总计算资源。可选的，当ai＝1时，软件定义网络控制器将目标智能终端i的频率占比发送到目标智能终端i；软件定义网络控制器将分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的存储资源的占比和分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的计算资源的占比发送到边缘计算服务器；相应的，当ai＝0时，软件定义网络控制器将处理目标智能终端i的任务所需要的计算资源发送到目标智能终端i。可选的，建立多个智能终端的总时延最小的优化模型，包括：采用深度确定性策略梯度强化学习算法建立总时延最小的优化模型。可选的，深度确定性策略梯度强化学习算法包括：环境状态空间、动作空间和奖励值；相应的，环境状态空间包括：目标智能终端i任务上传到边缘计算服务器所需的存储资源、处理目标智能终端i的任务所需要的计算资源和目标智能终端i的任务能容忍的最大时延；相应的，动作空间包括：软件定义网络控制器分配给目标智能终端i的频率资源占比、软件定义网络控制器分配给目标智能终端i的边缘计算服务器中的存储资源的占比、软件定义网络控制器分配给目标智能终端i的边缘计算服务器中的计算资源的占比和选择函数ai；相应的，奖励值为当目标智能终端i的任务能容忍的最大时延大于等于目标智能终端i的时延时，目标智能终端i的对应奖励值大于0。可选的，奖励值为：其中，r为所有智能终端的评价奖励值，ri为目标智能终端i的奖励值。本专利技术实施例的第二方面提供了一种电网边缘计算任务的分配装置，包括：任务接收模块，用于接收多个智能终端各自的任务信息；模型创建模块，用于根据多个智能终端的任务信息和边缘计算服务器的资源信息，建立多个智能终端的总时延最小的优化模型；任务分配模块，用于根据总时延最小的优化模型，生成目标智能终端的任务分配信息；目标智能终端为多个智能终端中的任意一个智能终端；第一任务发送模块，用于在分配信息为由目标智能终端处理的情况下，将分配信息发送给目标智能终端；第二任务发送模块，用于在分配信息为由边缘计算服务器处理的情况下，将分配信息同时发送给目标智能终端和边缘计算服务器。可选的，任务信息包括智能终端的本地计算能力、智能终端的任务所需占用的存储资源、处理智能终端的任务所需的计算资源和智能终端的任务能容忍的最大时延；边缘计算服务器的资源信息包括总存储资源、总计算资源和基站覆盖范围内的所有智能终端之间的总频率资源。可选的，多个智能终端的总时延最小的优化模型为：其中：Ti为目标智能终端i的时延，ai∈{0，1}为选择函数；为目标智能终端i从上传任务到边缘计算服务器，到边缘计算服务器计算该任务所需的总时间，为目标智能终端i处理任务所需的时间，为目标智能终端i的任务能容忍的最大时延，Ri为上传链路速率，Cca为边缘计算服务器中的总存储资源，为处理目标智能终端i的任务所需要的计算资源；为目标智能终端i的本地计算能力；为目标智能终端i的任务上传到边缘计算服务器所需的时间；为边缘计算服务器计算目标智能终端i的任务所需的时间；为目标智能终端i任务上传到边缘计算服务器所需的存储资源；pi为目标智能终端i上传任务时的功率；B为边缘计算服务器的基站和目标智能终端i之间的总通信频率资源；hi为目标智能终端i上传到基站的上传链路信道增益；fisp为模型创建模块分配给目标智能终端i的频率资源占比；fica为模型创建模块分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的存储资源的占比；fico为模型创建模块分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的计算资源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网边缘计算任务的分配方法，其特征在于，包括：/n软件定义网络控制器接收多个智能终端各自的任务信息；/n根据所述多个智能终端的任务信息和边缘计算服务器的资源信息，建立所述多个智能终端的总时延最小的优化模型；/n根据所述总时延最小的优化模型，生成目标智能终端的任务分配信息；所述目标智能终端为所述多个智能终端中的任意一个智能终端；/n在所述分配信息为由所述目标智能终端处理的情况下，将所述分配信息发送给所述目标智能终端；/n在所述分配信息为由所述边缘计算服务器处理的情况下，将所述分配信息同时发送给所述目标智能终端和所述边缘计算服务器。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网边缘计算任务的分配方法，其特征在于，包括：
软件定义网络控制器接收多个智能终端各自的任务信息；
根据所述多个智能终端的任务信息和边缘计算服务器的资源信息，建立所述多个智能终端的总时延最小的优化模型；
根据所述总时延最小的优化模型，生成目标智能终端的任务分配信息；所述目标智能终端为所述多个智能终端中的任意一个智能终端；
在所述分配信息为由所述目标智能终端处理的情况下，将所述分配信息发送给所述目标智能终端；
在所述分配信息为由所述边缘计算服务器处理的情况下，将所述分配信息同时发送给所述目标智能终端和所述边缘计算服务器。


2.如权利要求1所述的电网边缘计算任务的分配方法，其特征在于：
所述任务信息包括所述智能终端的本地计算能力、所述智能终端的任务所需占用的存储资源、处理所述智能终端的任务所需的计算资源和所述智能终端的任务能容忍的最大时延；
所述边缘计算服务器的资源信息包括总存储资源、总计算资源和基站覆盖范围内的所有智能终端之间的总频率资源。


3.如权利要求2所述的电网边缘计算任务的分配方法，其特征在于，所述多个智能终端的总时延最小的优化模型为：



其中：Ti为目标智能终端i的时延，ai∈{0,1}为选择函数；为目标智能终端i从上传任务到边缘计算服务器，到边缘计算服务器计算该任务所需的总时间，为目标智能终端i处理任务所需的时间，为目标智能终端i的任务能容忍的最大时延，Ri为上传链路速率，Cca为边缘计算服务器中的总存储资源，为处理目标智能终端i的任务所需要的计算资源；为目标智能终端i的本地计算能力；为目标智能终端i的任务上传到边缘计算服务器所需的时间；为边缘计算服务器计算目标智能终端i的任务所需的时间；为目标智能终端i任务上传到边缘计算服务器所需的存储资源；pi为目标智能终端i上传任务时的功率；B为边缘计算服务器的基站和目标智能终端i之间的总通信频率资源；hi为目标智能终端i上传到基站的上传链路信道增益；fisp为软件定义网络控制器分配给目标智能终端i的频率资源占比；fica为软件定义网络控制器分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的存储资源的占比；fico为软件定义网络控制器分配给目标智能终端i占用的边缘计算服务器的计算资源的占比；Cco为边缘计算服务器中的总计算资源。


4.如权利要求3所述的电网边缘计算任务的分配方法，其特征在于：
当ai＝1时，所述软件定义网络控制器将所述目标智能终端i的频率占比发送到所述目标智能终端i；所述软件定义网络控制器将分配给所述目标智能终端i占用的边缘计算服务器的存储资源的占比和分配给所述目标智能终端i占用的边缘计...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪春华，刘惠颖，苏汉，赵炜，袁欣雨，黄镜宇，刘辛彤，王旭蕊，张磊，李保罡，赵伟，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司信息通信分公司，华北电力大学保定，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13