(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210513800.8 (22)申请日 2022.05.12 (71)申请人 泰州学院 地址 225300 江苏省泰州市海陵区济川东 路93号 (72)发明人 许胜　刘磊　朱坤　李辉　 (74)专利代理 机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 专利代理师 文雯 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) H04L 67/1001(2022.01) H02J 13/00(2006.01) G16Y 10/35(2020.01) G16Y 20/10(2020.01)G16Y 20/30(2020.01) G16Y 30/00(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) (54)发明名称 一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方 法 (57)摘要 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。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114924872 A 2022.08.19 CN 114924872 A 1.一种配电监控系统的边 缘任务均衡分配方法， 其特 征在于： 所述方法包括如下步骤： 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rmn； ； PN为UE的标记集 合， 初始值 为0， 即MN(n)＝0； 步骤2： 依次选取rmn的升序集合中的第t个元素 若MN(n*)＝0， 则设 和MN(n*)为 1； 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ENy， ENy为当前负载最 大的EN， 定义分配给ENy任务的UE集 合为Sy； 步骤5， 依次选取Sy中第n个元 素UEn， 定义Qn为EN根据rmn排列的降序集 合； 步骤6， 从t+1开始， 选择Qn中的第m个元素ENm， 根据公式 计算UEn上的 任务wnk在ENm和ENy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wnk从ENy重新分配到ENm； 如果不能， 则说明在该EN计算总时 延最小， 直接进行计算。 2.根据权利要求1所述的一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法， 其特征在于： 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。 3.根据权利要求2所述的一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法， 其特征在于： 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 。 4.根据权利要求3所述的一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法， 其特征在于： 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 。 5.根据权利要求4所述的一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法， 其特征在于： 传 感器采集配电网的电参 量和环境信号的数据， 传输给配电监控 控制终端。 6.根据权利要求1所述的一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法， 其特征在于： 步 骤3中， 时延计算公式为： 其中ω(ENm)＝∑n∑kxmnkωnk， ωnk表示EN的CPU需要执行的指令数量， 定义Qd为EN根据 dm的降序集合； xmnk表示任务请求wnk是否分配到ENm， wnk分配到ENm时， xmnk为1， 反之为0； vm表 示EN中CPU的处 理速度。 7.根据权利要求1所述的一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方法， 其特征在于： 步 骤6中， 网络时延的计算公式为： 计算时延的计算公式为： 其中， vmk表示ENm中CPU对第k个任务的数据处 理速度， c代 表数据传输 速度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114924872 A 2一种配电监控系统的边缘任务均衡分配方 法 技术领域 [0001]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 [0002]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 [0003]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。 [0004]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： [0005]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rmn； [0006]步骤2： 依次选取rmn的升序集合中的第t个元素 若MN(n*)＝0， 则设 和MN (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)； [0007]步骤3： 计算时延； [0008]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ENy， ENy为当前负 载最大的EN， 定义分配给ENy任务的UE集 合为Sy； [0009]步骤5， 依次选取Sy中第n个元 素UEn， 定义Qn为EN根据rmn排列的降序集 合； [0010]步骤6， 从t+1开始， 选择Qn中的第m个元素ENm， 根据公式 计算UEn 上的任务wnk在ENm和ENy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wnk从ENy重新分配到ENm； 如果不能， 则 说明在该EN计算 总时延最小， 直接进行计算。 [0011]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。 [0012]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 。说　明　书 1/4 页 3 CN 114924872 A 3