一种面向台区高频信息采集的边缘处理方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种面向台区高频信息采集的边缘处理方法及装置。

背景技术

随着新型电力系统数字化转型，为了实现设备的智能运维、精细化管控以及用户画像的构建，需要部署大量采集终端对台区进行高频信息采集。然而，采集终端的大规模部署会导致数据量激增，对数据处理的差异化需求增大。

传统的云计算采用集中式的处理方法，将终端的计算任务全部卸载到云中心进行集中处理，造成网络拥塞以及较大的传输时延，难以实现海量数据处理。边缘计算将边缘服务器部署在靠近终端用户的一侧，由分布在网络中的多个服务器处理计算任务，降低终端上传数据至云服务器的需求，克服云计算集中式数据大处理带来的负载过重、时延过长、信息隐私安全潜藏隐患等问题。

在现有边缘处理方法中，主要存在以下问题：一是现有边缘处理方法及装置在数据分流时没有考虑业务对通信、计算、存储、能耗、数据库资源的需求，难以充分利用终端及边缘服务器的计算资源，导致边缘处理装置的高频信息采集数据边缘处理效率低，无法适配差异化业务数据处理需求；二是现有边缘处理方法及装置在数据处理时没有考虑信息采集频次、数据重要性、队列积压、计算时延、回传通信时延需求等指标对回传通信资源、计算资源分配的影响，导致边缘服务器资源利用率低，影响高频信息采集数据边缘处理性能。

发明内容

本发明提供了一种面向台区高频信息采集的边缘处理方法及装置，通过综合考虑业务对服务器资源的需求对高频信息采集数据进行分流处理，提高数据边缘处理效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种面向台区高频信息采集的边缘处理方法，包括：

接收高频信息数据，其中高频信息数据包括多个业务，每个业务包括多个高频信息数据；

利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，其中，数据处理分配策略包括本地端处理和边缘侧处理；

根据数据处理分配策略将与所述边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行计算得到处理后的数据，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端。

实施本实施例，接收高频信息数据后，利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，根据数据处理分配策略将与所述边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行处理，当处理完业务的数据后，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端，通过使用该方法，可以对高频采集信息数据进行分流，并在分流结束后进行计算资源分配和通信资源分配，对上传到边缘侧的数据进行分类处理，并将已处理数据回传到终端，有效提高台区高频信息采集数据边缘处理性能。

作为优选方案，利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，具体为：

根据业务对通信、计算、存储、能耗、数据库资源的需求以及信息采集频次和边缘侧数据处理性能利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，其中，评分公式为：

其中，Ω

当业务的评分结果小于预设评分阈值时，则业务在端侧本地处理数据，当业务的评分结果大于预设评分阈值时，则业务在边缘侧处理数据。

实施本发明实施例，通过用设定的公式对业务数据进行分流评分，在评分中综合考虑业务对通信、计算、存储、能耗、数据库资源的需求、信息采集频次、以及边缘侧数据处理性能等指标对业务数据进行评分，而且在公式中为每种指标设置了不同的权重以表示各指标的重要程度，通过该方法可以充分利用终端及边缘服务器的计算资源，提高边缘处理装置的高频信息采集数据边缘处理效率，适配差异化业务数据处理需求。

作为优选方案，根据数据处理分配策略将与边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行计算得到处理后的数据，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端，具体为：

根据边缘侧计算资源分配策略分配边缘侧计算资源分配策略所对应的边缘服务器计算资源对业务的数据进行计算；

将业务的数据存储在边缘服务器构建的数据队列中后，从数据队列中调取业务对应的数据进行计算得到处理后的数据；

利用更新公式更新边缘服务器中的数据队列并按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端。

实施本实施例，通过根据边缘侧计算资源分配策略将业务发送至边缘侧计算资源分配策略所对应的边缘服务器中，将存储在边缘服务器构建的数据队列中后，从数据队列中调取业务对应的数据进行计算得到处理后的数据，利用更新公式更新边缘服务器中的数据队列并按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端，本方法根据信息采集频次、数据重要性、队列积压、计算时延、回传通信时延需求分配回传通信资源、计算资源，实现边缘侧高频信息采集数据分类处理，充分利用边缘服务器资源，提高台区高频信息采集数据边缘处理性能。

作为优选方案，边缘侧计算资源分配策略是通过边缘侧计算资源分配公式得到的，公式具体为：

其中，Θ

作为优选方案，更新公式为：

其中，Q

作为优选方案，按照通信资源分配比例将所述处理后的数据传输至业务终端，具体为：

通信资源分配比例是根据回传通信资源分配评分得到的，其中，通信资源分配比例为：

其中，Ψ

回传通信资源分配评分是通过以下公式得到的，公式为：

其中，η

作为优选方案，为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种面向台区高频信息采集的边缘处理装置，包括数据获取模块、评分策略模块和数据计算模块，

其中，数据获取模块用于接收高频信息数据，其中高频信息数据包括多个业务，每个业务包括多个高频信息数据；

评分策略模块用于利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，其中，数据处理分配策略包括本地端处理和边缘侧处理；

数据计算模块用于根据数据处理分配策略将与边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行计算得到处理后的数据，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端。

作为优选方案，评分策略模块包括评分计算单元和评分策略分配单元，

评分计算单元用于根据业务对通信、计算、存储、能耗、数据库资源的需求以及信息采集频次和边缘侧数据处理性能利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果；

评分策略分配单元用于当业务的评分结果小于预设评分阈值时，则业务在端侧本地处理数据，当业务的评分结果大于预设评分阈值时，则业务在边缘侧处理数据。

作为优选方案，为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了面向台区高频信息采集的边缘处理设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如本发明实施例所示的面向台区高频信息采集的边缘处理方法。

作为优选方案，为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例所示的面向台区高频信息采集的边缘处理方法。

本发明具有以下有益效果：

接收高频信息数据后，利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，根据数据处理分配策略将与边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行处理，当处理完业务的数据后，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端，通过使用该方法可以对高频采集信息数据进行分流，并在分流结束后进行计算资源分配和通信资源分配，对上传到边缘侧的数据进行分类处理，并将已处理数据回传到终端，有效提高台区高频信息采集数据边缘处理性能。

附图说明

图1：为本发明提供的面向台区高频信息采集的边缘处理方法的一种实施例的流程示意图；

图2：为本发明提供的面向台区高频信息采集的边缘处理方法的一种实施例的边缘处理方法流程示意图；

图3：为本发明提供的面向台区高频信息采集的边缘处理装置的一种实施例的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，为本发明实施例提供的面向台区高频信息采集的边缘处理方法，该面向台区高频信息采集的边缘处理方法包括步骤101至步骤103，各步骤具体如下：

步骤101：接收高频信息数据，其中高频信息数据包括多个业务，每个业务包括多个高频信息数据。

在本实施例中，新型电力系统数字化转型后，设备的智能运维、精细化管控以及用户画像的构建需要部署大量采集终端对台区进行高频信息采集，然后利用通信模块与终端通信，收集台区高频信息采集数据，并发送数据分流决策，当数据分流决策为本地处理时，将决策发送给终端；当数据分流决策为边缘处理时用于将已处理的数据回传给终端。

步骤102：利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略。

可选的，利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，具体为：

根据业务对通信、计算、存储、能耗、数据库资源的需求以及信息采集频次和边缘侧数据处理性能利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，其中，所述评分公式为：

其中，Ω

当业务的评分结果小于预设评分阈值时，则业务在端侧本地处理数据，当业务的评分结果大于预设评分阈值时，则业务在边缘侧处理数据。

在本实施例中，根据业务对通信、计算、存储、能耗、数据库资源的需求以及信息采集频次和边缘侧数据处理性能进行评分，依据以下公式进行数据分流评分：

其中，Ω

依据评分模块的评分情况利用预先设置好的评分阈值判断在端侧本地或边缘侧处理数据。当第t次迭代业务的评分小于阈值时，第t次迭代在端侧本地处理数据，否则将数据上传到边缘侧进行处理。具体而言，业务终端依据评分情况判断在端侧本地或边缘侧处理数据，当端边通信资源不足、端侧计算存储能量资源充足，并且业务对数据库资源需求不高，边缘侧数据处理性能较差，信息采集频次较低，在端侧本地处理数据；否则将数据上传到边缘侧进行处理。

步骤103：根据数据处理分配策略将与边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行计算得到处理后的数据，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端。

可选的，根据数据处理分配策略将与边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行计算得到处理后的数据，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端，具体为：

根据边缘侧计算资源分配策略将业务发送至边缘侧计算资源分配策略所对应的边缘服务器中；

将存储在边缘服务器构建的数据队列中后，从数据队列中调取业务对应的数据进行计算得到处理后的数据；

利用更新公式更新边缘服务器中的数据队列并按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端。

可选的，边缘侧计算资源分配策略是通过边缘侧计算资源分配公式得到的，公式具体为：

其中，Θ

可选的，更新公式为：

其中，Q

可选的，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端，具体为：

通信资源分配比例是根据回传通信资源分配评分得到的，其中，通信资源分配比例为：

其中，Ψ

回传通信资源分配评分是通过以下公式得到的，公式为：

其中，η

在本实施例中，如图2所示，在得到业务k的数据之后，将业务k的数据上传到边缘侧进行处理，在边缘侧构建每个终端上传的数据队列存储收集到的终端高频信息采集数据，将数据上传到边缘侧相应的数据队列，业务k的数据队列表示为：

其中，Q

根据下式得到需要分配多少边缘侧计算资源对业务的数据进行计算，

其中，Θ

在边缘侧处理完业务K的数据之后，依据以下公式更新业务K的数据队列积压，利用通信模块将已处理数据回传至业务k的终端。

其中，Q

回传的通信资源分配比例可以由下式进行计算：

其中，η

当回传通信时延需求高，已处理数据量大、信息采集频次高时业务k的回传通信资源分配评分高，此时倾向于增大业务k的回传通信资源分配比例以减少通信时延，反之则减小业务k的回传通信资源分配比例，边缘侧可以实时分配计算、通信资源，提高业务终端资源利用率，完成高频信息采集处理的资源利用优化。

实施例二

相应地，参见图3，图3是本发明提供的一种面向台区高频信息采集的边缘处理装置结构示意图，如图所示，该面向台区高频信息采集的边缘处理装置，包括数据获取模块301、评分策略模块302、数据计算模块303，其中，各模块具体单元如下：

其中，数据获取模块301用于接收高频信息数据，其中高频信息数据包括多个业务，每个业务包括多个高频信息数据；

评分策略模块302用于利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，其中，数据处理分配策略包括本地端处理和边缘侧处理；

数据计算模块303用于根据数据处理分配策略将与边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行计算得到处理后的数据，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端。

评分策略模块302包括评分计算单元3021和评分策略分配单元3022，

评分计算单元3021用于根据业务对通信、计算、存储、能耗、数据库资源的需求以及信息采集频次和边缘侧数据处理性能利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果；

评分策略分配单元3022用于当业务的评分结果小于预设评分阈值时，则业务在端侧本地处理数据，当业务的评分结果大于预设评分阈值时，则业务在边缘侧处理数据。

实施例三

相应地，本发明提供的面向台区高频信息采集的边缘处理设备，包括：处理器和存储器，

存储器中存储有计算机程序，且计算机程序被配置为由处理器执行，处理器执行如本申请的实施例一所示的面向台区高频信息采集的边缘处理方法对应的操作。

实施例四

相应地，本发明提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所示的面向台区高频信息采集的边缘处理方法的步骤。

相比于现有技术，本发明提供的一种面向台区高频信息采集的边缘处理方法，接收高频信息数据后，利用评分公式对高频信息数据进行评分得到每个业务的评分结果，并根据评分结果与预设评分阈值进行比较得到每个业务对应的数据处理分配策略，根据数据处理分配策略将与所述边缘侧处理所对应的业务的数据输入边缘侧，并对业务的数据进行处理，当处理完业务的数据后，按照通信资源分配比例将处理后的数据传输至业务终端，通过使用该方法，可以对高频采集信息数据进行分流，并在分流结束后进行计算资源分配和通信资源分配，对上传到边缘侧的数据进行分类处理，并将已处理数据回传到终端，有效提高台区高频信息采集数据边缘处理性能。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。