CN111970342A - 一种异构网络的边缘计算系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异构网络的边缘计算系统，包括主计算机C、分布计算终端T、以太网络、蜂窝网络、wifi、电网监控传感器S。在每个子区域Z，通过以太网络、wifi和/或蜂窝网络将分布计算终端T与主计算机C连接在一起。电网监控传感器S检测到的数据发送至所在子区域Z的主计算机C和/或分布计算终端T。电网监控传感器S向所在子区域Z内的分布计算终端T和/或主计算机C传输检测到的数据。本发明能够把配置在电网中的各类型的分布计算终端T、主计算机C及采用的网络综合评分，得到最优化的计算比例，再将需要处理的数据依据前述的评分进行拆分、压缩和传递，将所有零散计算处理资源与网络带宽有效地利用起来。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是一种异构网络的边缘计算系统。
背景技术
随着特高压电网广泛使用，我国在用电网络的建设方面获得了举世瞩目的发展与成就。但是目前极端突发恶劣气候会对电网某一特定区域进行高频度的干扰、冲击，导致电网中这一特定区域的脆弱线路被退出运行，引发大范围、连锁反应，最终导致电网停电，乃至发生大规模、大范围的停电事故，严重影响人民群众的生活，以及厂矿企业的生产。
为此的解决办法之一就是采用计算机进行电网线路脆弱性的检测、计算与预测。常规的做法是通过网络把各个配电站等单元的信号采集后由远程集中处理。但随着我国电网布置的复杂化、配件升级的不一致性，集中运算也存在运力得不到有效发挥，相应不够及时等问题。现有技术因集中计算而导致的耗能大、效能分布不及时，无法有效利用全部计算机资源的问题。
如今，异构网络和边缘计算已发展的较为成熟，若将这两个技术适当优化用到电网中来，将有着不可估量的潜力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种异构网络的边缘计算系统，本发明能够将所有零散计算处理资源与网络带宽有效地利用起来。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种异构网络的边缘计算系统，包括主计算机C、分布计算终端T、以太网络、蜂窝网络、wifi和电网监控传感器S；
将电网划分为1个以上的子区域Z，每个区域设置有1台以上的主计算机C；
每个子区域Z内设有1台以上分布计算终端T；
在每个子区域Z，通过以太网络、wifi和/或蜂窝网络将分布计算终端T与主计算机C连接在一起；
电网监控传感器S检测到的数据发送至所在子区域Z的主计算机C和/或分布计算终端T；主计算机C、分布计算终端T分别对电网监控传感器检测到的数据进行存储、预处理和/或处理；
电网监控传感器S向所在子区域Z内的分布计算终端T和/或主计算机C传输检测到的数据；
人工将电网监控传感器S传感回来的数据、经主计算机C处理或预处理的数据、经分布计算终端T处理或预处理的数据进行权限标注；所述权限标注包括主权限、异常处理权限和次权限；
被权限标注的数据被分布计算终端T和/或主计算机C处理。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，将电网划分为3个以上的子区域Z，每个子区域Z设置有1台主计算机C；
每个子区域Z设有2台以上分布计算终端T，电网监控传感器S的数量不小于分布计算终端T的数量。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，被标注主权限的数据由该子区域Z内的主计算机C处理；
被标注异常处理权限的数据由该子区域Z内的分布计算终端T预处理后，再发至处于该子区域Z的主计算机C处理；
被标注次权限的数据由该子区域Z内的分布计算终端T处理。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，人工将电网监控传感器S传感回来的数据、经主计算机C处理或预处理的数据、经分布计算终端T处理或预处理的数据进行反应等级标注；反应等级标注包括优先处理级、实时处理级和普通处理级；
被标注优先处理级的数据由该子区域Z内的主计算机C处理；
被标注实时处理级的数据由该子区域Z内的分布计算终端T预处理后，再发至处于该主区域的主计算机C处理；
被标注普通处理级的数据由该子区域Z内的分布计算终端T处理。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，当数据被标注为“主权限、优先处理级”或“异常处理权限、优先处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间均通过以太网和/或蜂窝网络交换数据，在主计算机C与电网监控传感器S之间、分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网和wifi交换数据；
当数据被标注为“主权限、实时处理级” 、“主权限、普通处理级”、“异常处理权限、实时处理级”、“次权限、优先处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间均通过以太网交换数据，在主计算机C与电网监控传感器S之间、分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网或wifi交换数据；
当数据被标注为“异常处理权限、普通处理级”或“次权限、实时处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间、主计算机C与电网监控传感器S之间均通过以太网交换数据；分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网或wifi交换数据；
当数据被标注为 “次权限、普通处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间、主计算机C与电网监控传感器S之间均通过以太网交换数据；分布计算终端T与电网监控传感器S之间通过以太网或wifi交换数据。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，对于含有“实时处理级”标签的数据，其数据经过分布计算终端T传递至主计算机C的，均先由分布计算终端T处理进行预处理；由分布计算终端T对数据进行的预处理包含：数据拆分的步骤、对拆分的数据进行处理的步骤、对处理后的拆分数据进行压缩的步骤、以及对拆分的数据进行压缩的步骤。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，主计算机C对本子区域Z内的分布计算终端T的运算能力、网络传递能力进行评分，获得自身子区域Z的运算能力估值；
主计算机C对其与相邻子区域Z的网络通讯质量进行评分，并获取相邻子区域Z的子区域Z的运算估值，进而获得相邻子区域Z的协助能力估值；
主计算机C将自身子区域Z的运算能力估值与相邻子区域Z的子区域Z的运算估值累加，获得边缘分配系数；
由边缘分配系数和人工设定的分配参数，主计算机C向本子区域Z内的分布计算终端T、相邻的子区域Z的主计算机C发出协助计算指令和/或数据包。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，主计算机C向本子区域Z内的分布计算终端T发出协助计算指令，包括原始数据的拆分比例、拆分后的压缩比例、拆分数据的分配传输指令；
主计算机C向相邻的子区域Z的主计算机C发出协助计算指令，协助计算指令包括：拆分并压缩后的数据。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，由人工设定的方式，设定相邻子区域Z件的协助处理传播级数、自身子区域Z的运算能力估值的修正参数、相邻子区域Z的协助能力估值的修正参数。
作为本发明所述的一种异构网络的边缘计算系统进一步优化方案，在至少一个子区域Z内设有备用主机B；备用主机B与该子区域Z内的主计算机C相连接，同通过该主计算机C与相邻子区域Z内的主计算机C相连接，并通信；备用主机B负责原始数据的备份。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明能够把配置在电网中的各类型的分布计算终端T、主计算机C及采用的网络综合评分，得到最优化的计算比例，再将需要处理的数据依据前述的评分进行拆分、压缩和传递，将所有零散计算处理资源与网络带宽有效地利用起来。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是数据的标注及处理方式对应图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
参见图1，一种异构网络的边缘计算系统，包括主计算机C、分布计算终端T、以太网络、蜂窝网络、wifi、电网监控传感器S。
将电网划分为1个以上的子区域Z，每个区域设置有1台以上的主计算机C。
每个子区域Z内设有1台以上分布计算终端T。
在主区域之间，以太网络和/或蜂窝网络将相邻主计算机C相连接。
在每个子区域Z，通过以太网络、wifi和/或蜂窝网络将分布计算终端T与主计算机C连接在一起。
电网监控传感器S检测到的数据发送至所在子区域Z的主计算机C和/或分布计算终端T。主计算机C、分布计算终端T分别对接收到的传感器检测到的数据进行存储、预处理和/或处理。
电网监控传感器S向所在子区域Z内的分布计算终端T和/或主计算机C传输检测到的数据。
人工将电网监控传感器S传感回来的数据、经主计算机C处理或预处理的数据、经分布计算终端T处理或预处理的数据进行权限标注。所述权限标注包括主权限、异常处理权限和次权限。主权限：指边缘计算系统的管理员级权限，包括对系统的管理权限、数据处理权限等；异常处理权限：指运行边缘计算系统的运行维护人员，可以处理系统的各类异常情况的权限；次权限：是指普通系统操作人员的权限，主要包括浏览系统展示的数据等信息的权限。
被权限标注的数据被分布计算终端T和/或主计算机C处理。
进一步说，将电网划分为3个以上的子区域Z，每个子区域Z设置有1台主计算机C。每个子区域Z设有2台以上分布计算终端T，电网监控传感器S的数量不小于分布计算终端T的数量。
进一步说，被标注主权限的数据由该子区域Z内的主计算机C处理。被标注异常处理权限的数据由该子区域Z内的分布计算终端T预处理后，再发至处于该子区域Z的主计算机C处理。被标注次权限的数据由该子区域Z内的分布计算终端T处理。
进一步说，人工将电网监控传感器S传感回来的数据、经主计算机C处理或预处理的数据、经分布计算终端T处理或预处理的数据进行反应等级标注。反应等级标注包括优先处理级、实时处理级和普通处理级。优先处理级：指数据必须在第一时间处理，这类数据主要指各种告警数据；实时处理级：指数据在系统响应时间范围内，如在系统的一个处理周期内进行处理；普通处理级：指数据可以在系统空闲时间进行处理，也可以离线处理。被标注优先处理级的数据由该子区域Z内的主计算机C处理。被标注实时处理级的数据由该子区域Z内的分布计算终端T预处理后，再发至处于该主区域的主计算机C处理。被标注普通处理级的数据由该子区域Z内的分布计算终端T处理。
参见图2，进一步说，当数据被标注为“主权限、优先处理级”或“异常处理权限、优先处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间均通过以太网和/或蜂窝网络交换数据，在主计算机C与电网监控传感器S之间、分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网和wifi交换数据。
当数据被标注为“主权限、实时处理级” 、“主权限、普通处理级”、“异常处理权限、实时处理级”、“次权限、优先处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间均通过以太网交换数据，在主计算机C与电网监控传感器S之间、分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网或wifi交换数据。
当数据被标注为“异常处理权限、普通处理级”或“次权限、实时处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间、主计算机C与电网监控传感器S之间均通过以太网交换数据。分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网或wifi交换数据。
当数据被标注为 “次权限、普通处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间、主计算机C与电网监控传感器S之间均通过以太网交换数据。分布计算终端T与电网监控传感器S之间通过以太网或wifi交换数据。
进一步说，对于含有“实时处理级”标签的数据，其数据经过分布计算终端T传递至主计算机C的，均先由分布计算终端T处理进行预处理。由分布计算终端T对数据进行的预处理包含：数据拆分的步骤、对拆分的数据进行处理的步骤、对处理后的拆分数据进行压缩的步骤、以及对拆分的数据进行压缩的步骤。
进一步说，主计算机C对本子区域Z内的分布计算终端T的运算能力、网络传递能力进行评分，获得自身子区域Z的运算能力估值。
主计算机C对其与相邻子区域Z的网络通讯质量进行评分，并获取相邻子区域Z的子区域Z的运算估值，进而获得相邻子区域Z的协助能力估值。
主计算机C将自身子区域Z的运算能力估值与相邻子区域Z的子区域Z的运算估值累加，获得边缘分配系数。
由边缘分配系数和人工设定的分配参数，主计算机C向本子区域Z内的分布计算终端T、相邻的子区域Z的主计算机C发出协助计算指令和/或数据包。
进一步说，主计算机C向本子区域Z内的分布计算终端T发出协助计算指令，包括原始数据的拆分比例、拆分后的压缩比例、拆分数据的分配传输指令。
主计算机C向相邻的子区域Z的主计算机C发出协助计算指令，为：拆分并压缩后的数据。
进一步说，由人工设定的方式，设定相邻子区域Z件的协助处理传播级数、自身子区域Z的运算能力估值的修正参数、相邻子区域Z的协助能力估值的修正参数。
进一步说，在至少一个子区域Z内设有备用主机B。备用主机B与该子区域Z内的主计算机C相连接，同通过该主计算机C与相邻子区域Z内的主计算机C相连接，并通信。备用主机B负责原始数据的备份。
备用主机B、主计算机C、分布计算终端T为服务器、工作站或单板机等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于，包括主计算机C、分布计算终端T、以太网络、蜂窝网络、wifi和电网监控传感器S；
将电网划分为1个以上的子区域Z，每个区域设置有1台以上的主计算机C；
每个子区域Z内设有1台以上分布计算终端T；
在每个子区域Z，通过以太网络、wifi和/或蜂窝网络将分布计算终端T与主计算机C连接在一起；
电网监控传感器S检测到的数据发送至所在子区域Z的主计算机C和/或分布计算终端T；主计算机C、分布计算终端T分别对电网监控传感器检测到的数据进行存储、预处理和/或处理；
电网监控传感器S向所在子区域Z内的分布计算终端T和/或主计算机C传输检测到的数据；
人工将电网监控传感器S传感回来的数据、经主计算机C处理或预处理的数据、经分布计算终端T处理或预处理的数据进行权限标注；所述权限标注包括主权限、异常处理权限和次权限；
被权限标注的数据被分布计算终端T和/或主计算机C处理。
2.根据权利要求1所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：将电网划分为3个以上的子区域Z，每个子区域Z设置有1台主计算机C；
每个子区域Z设有2台以上分布计算终端T，电网监控传感器S的数量不小于分布计算终端T的数量。
3.根据权利要求1所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：被标注主权限的数据由该子区域Z内的主计算机C处理；
被标注异常处理权限的数据由该子区域Z内的分布计算终端T预处理后，再发至处于该子区域Z的主计算机C处理；
被标注次权限的数据由该子区域Z内的分布计算终端T处理。
4.根据权利要求1所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：人工将电网监控传感器S传感回来的数据、经主计算机C处理或预处理的数据、经分布计算终端T处理或预处理的数据进行反应等级标注；反应等级标注包括优先处理级、实时处理级和普通处理级；
被标注优先处理级的数据由该子区域Z内的主计算机C处理；
被标注实时处理级的数据由该子区域Z内的分布计算终端T预处理后，再发至处于该主区域的主计算机C处理；
被标注普通处理级的数据由该子区域Z内的分布计算终端T处理。
5.根据权利要求4所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：当数据被标注为“主权限、优先处理级”或“异常处理权限、优先处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间均通过以太网和/或蜂窝网络交换数据，在主计算机C与电网监控传感器S之间、分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网和wifi交换数据；
当数据被标注为“主权限、实时处理级” 、“主权限、普通处理级”、“异常处理权限、实时处理级”、“次权限、优先处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间均通过以太网交换数据，在主计算机C与电网监控传感器S之间、分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网或wifi交换数据；
当数据被标注为“异常处理权限、普通处理级”或“次权限、实时处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间、主计算机C与电网监控传感器S之间均通过以太网交换数据；分布计算终端T与电网监控传感器S之间均通过以太网或wifi交换数据；
当数据被标注为 “次权限、普通处理级”时，在主计算机C之间、主计算机C与分布计算终端T之间、主计算机C与电网监控传感器S之间均通过以太网交换数据；分布计算终端T与电网监控传感器S之间通过以太网或wifi交换数据。
6.根据权利要求4所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：对于含有“实时处理级”标签的数据，其数据经过分布计算终端T传递至主计算机C的，均先由分布计算终端T处理进行预处理；由分布计算终端T对数据进行的预处理包含：数据拆分的步骤、对拆分的数据进行处理的步骤、对处理后的拆分数据进行压缩的步骤、以及对拆分的数据进行压缩的步骤。
7.根据权利要求1所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：主计算机C对本子区域Z内的分布计算终端T的运算能力、网络传递能力进行评分，获得自身子区域Z的运算能力估值；
主计算机C对其与相邻子区域Z的网络通讯质量进行评分，并获取相邻子区域Z的子区域Z的运算估值，进而获得相邻子区域Z的协助能力估值；
主计算机C将自身子区域Z的运算能力估值与相邻子区域Z的子区域Z的运算估值累加，获得边缘分配系数；
由边缘分配系数和人工设定的分配参数，主计算机C向本子区域Z内的分布计算终端T、相邻的子区域Z的主计算机C发出协助计算指令和/或数据包。
8.根据权利要求7所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：主计算机C向本子区域Z内的分布计算终端T发出协助计算指令，包括原始数据的拆分比例、拆分后的压缩比例、拆分数据的分配传输指令；
主计算机C向相邻的子区域Z的主计算机C发出协助计算指令，协助计算指令包括：拆分并压缩后的数据。
9.根据权利要求7所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：由人工设定的方式，设定相邻子区域Z件的协助处理传播级数、自身子区域Z的运算能力估值的修正参数、相邻子区域Z的协助能力估值的修正参数。
10.根据权利要求1所述的一种异构网络的边缘计算系统，其特征在于：在至少一个子区域Z内设有备用主机B；备用主机B与该子区域Z内的主计算机C相连接，同通过该主计算机C与相邻子区域Z内的主计算机C相连接，并通信；备用主机B负责原始数据的备份。
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