淤地坝监测场景下边缘计算协作式任务调度方法①

章新川,胡 炜,王怀军,安 洋,李军怀

1(陕西省水利厅,西安 710048)

2(西安理工大学 计算机科学与工程学院,西安 710048)

1 引言

淤地坝作为坝区资源开发利用和经济建设的基础工程,在黄土高原水土保持中的地位尤为显著[1].同时也存在相应的溃坝风险,因溃坝事件导致的水土流失、生态破坏时有发生,严重的溃坝事件会危害坝区居民生命安全.目前淤地坝在信息化管理、险情预测方面,存在数据利用率低、数据记录方式落后等问题.为解决这些问题,坝区远程监测、实时评估等在线实时监测模式逐渐成为淤地坝防护的研究热点.

在5G、物联网技术高速发展的背景下,采用“云-边-端”方式实现对淤地坝的实时监测、传输、处理和风险预警,具有重要意义.通过部署在坝区的水尺、雨量计、视频等传感器采集数据,并经过边缘节点预处理后上传至云端统一管理和风险评估与预警.近几年,有学者通过结合坝区传感数据建立淤地坝溃坝模型,将采集数据作为参数输入溃坝风险模型进行预警[2],实现对所覆盖坝区的24 小时智能监测.然而,通常情况下淤地坝基础溃坝模型计算复杂度较高,也会是否在汛期而进一步提升.同时由于淤地坝数量多、分布广,一般按照行政区划进行管理,因此采用“云-边-端”方式可以有效保证监测与预警任务执行的实时性.

本文考虑了实际场景中各因素对计算任务完成时间的影响,建立了相应的数学模型,并利用模拟退火(Simulated Annealing,SA)算法能……