论文题目：边缘计算动态调度策略的研究与应用
摘要：为保证电力工程建设的安全施工,监管部门利用基于可视化技术的工程管控系统实时在线监测工地现场,完成识别与管理流程。然而,可穿戴设备传回的监控视频导致业务数据量爆炸式增长,云计算不能快速提供服务响应,终端设备无法处理复杂的计算任务。若将边缘计算引入可视化管控系统能够有效解决这些问题。在实际应用中,多元的计算任务和边缘服务器的计算能力波动变化使边缘计算更加动态化。针对上述问题,本文研究了基于任务的边缘计算调度策略,将其应用于可视化工程管控系统,以动态调整决策和分配方案。主要内容如下:根据管控系统的硬件组成和软件功能,本文开展了边缘计算的应用研究,通过对系统功能和边缘计算进行适应性分析,构建了管控系统与边缘计算的融合架构,形成本地、边缘侧和云中心协作处理模式。针对边缘计算中调度任务的动态问题,本文利用图像处理算法中的关键参数进行实验设计,统计了大量实验数据结果并分析其变化趋势。本文从不同任务量和边缘服务器的计算能力动态变化两方面进行探究,运用曲线拟合与函数拟合方法得到相应的拟合公式,进而分析拟合结果,为动态调度策略提供预测回归模型。由于实际应用存在不同类型的任务,本文研究基于任务的动态调度策略。通过系统应用模型的设计和效用函数的构建,本文提出了一个动态调整决策的调度算法（Scheduling Algorithm for Dynamic Adjustment Decision,SADAD）,其针对不同类任务进行阶段性决策调整,利用终端设备时延和能耗相对改善值的加权和来权衡系统效用。通过与静态算法进行对比,实验结果表明所提算法能够动态调整任务卸载决策和计算资源分配,在长期动态环境中实现系统效用的最大化。
关键词：边缘计算;管控系统;调度策略
学科专业：工程硕士（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及其研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 边缘计算的发展
1.2.2 动态调度策略的相关研究
1.2.3 边缘计算的应用研究
1.3 论文研究内容及工作和章节安排
第2章 可视化系统中边缘计算的应用分析
2.1 可视化工程管控系统架构及组成
2.1.1 可视化工程管控系统的总体架构
2.1.2 可视化工程管控系统的硬件组成
2.2 系统软件功能
2.3 边缘计算的适应性研究
2.3.1 边缘计算相关概述
2.3.2 边缘计算适应性分析
2.3.3 管控系统融合边缘计算的架构设计
2.4 本章小结
第3章 调度任务算法特性研究
3.1 边缘计算的动态分析
3.1.1 超分辨率重建算法的参数分析
3.1.2 基于超分辨率重建算法的实验设计
3.1.3 探究运行时长变化的影响因素
3.1.4 平均残差的变化趋势
3.2 任务量的动态研究
3.2.1 相同数据量任务的对比与拟合
3.2.2 不同任务的统计对比
3.3 计算资源的动态研究
3.3.1 服务器运行时长的测试与统计
3.3.2 运行时长的分布与拟合
3.3.3 服务器计算能力的概率分布模型
3.4 本章小结
第4章 基于任务的调度策略研究
4.1 系统模型
4.1.1 通信模型
4.1.2 计算模型
4.1.3 效用模型及问题构建
4.2 动态调整决策的调度算法
4.3 仿真实验结果与分析
4.3.1 实验设置
4.3.2 结果与分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢