CN113099410A

CN113099410A - 一种5g电力边缘数据传输处理方法、装置、终端及介质

Info

Publication number: CN113099410A
Application number: CN202110441951.2A
Authority: CN
Inventors: 程洋; 彭志荣; 陈锦洪; 杨玺; 赖奎; 陈剑平; 桂盛青; 黄龙; 谭迪江; 薛菲; 谢晓磊; 赵爽; 楚剑雄; 陆庭辉; 李瑞德; 曹威; 刘静
Original assignee: China Southern Power Grid Co Ltd; Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: China Southern Power Grid Co Ltd; Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2041-04-23
Also published as: CN113099410B

Abstract

本申请提供了一种5G电力边缘数据传输处理方法、装置、终端及介质，其中方法包括：基于5G网络的边缘计算架构，结合数据分流模型，对采集到的设备运行数据进行分流处理，其中，设备运行数据为通过传感器从电力设备采集得到的实时运行数据，数据分流模型包括：分流时间计算公式和分流量计算公式；将分流后的设备运行数据上传至边缘数据中心，以便于边缘数据中心响应于云主站下发的控制命令，启动接口调用，对电力设备进行集群管理和资源调度，通过5G边缘计算架构结合边缘数据中心，对电力数据进行分流，提高了数据的处理效率，降低了延时时间。

Description

一种5G电力边缘数据传输处理方法、装置、终端及介质

技术领域

本申请涉及云计算技术领域，尤其涉及一种5G电力边缘数据传输处理方法、装置、终端及存储介质。

背景技术

在传统的数据中心架构中，用户通过互联网来使用数据中心的资源，随着服务的大规模应用，在电力领域，这种集中部署云的架构存在受限场景，一是端侧采集数据过大，若通过互联网(特别是无线网络)上传到数据中心，成本高且效率低；二是实时业务，数据中心无法满足低时延的要求，如电力精控业务；三是对业务可靠性较高的业务，若出现网络传输问题或数据中心出现故障，则会导致业务出现中断，数据处理过程时延长。

发明内容

本申请提供了一种5G电力边缘数据传输处理方法、装置、终端及存储介质，用于解决集中部署云架构在电力领域存在数据处理过程时延长的技术问题。

首先，本申请第一方面提供了一种5G电力边缘数据传输处理方法，包括：

基于5G网络的边缘计算架构，结合数据分流模型，对采集到的设备运行数据进行分流处理，其中，所述设备运行数据为通过传感器从电力设备采集得到的实时运行数据，所述数据分流模型包括：分流时间计算公式和分流量计算公式；

将分流后的设备运行数据上传至边缘数据中心，以便于所述边缘数据中心响应于云主站下发的控制命令，启动接口调用，对电力设备进行集群管理和资源调度。

优选地，所述分流时间计算公式具体为：

式中，n为子信道数量，P为所述传感器的额定传输速率，s为所述传感器在每个子信道上的总数据传输速率，V为在分流传输时，所述传感器在子信道i的数据传输速率，T为云主站的运行时间周期，k为子信道增益，t为所述分流时间。

优选地，所述分流量计算公式具体为：

式中，n为子信道数量，s为所述传感器在每个子信道上的总数据传输速率，V为在分流传输时所述传感器在子信道i的数据传输速率，t为所述分流时间，E为分流量。

优选地，所述设备运行数据包括：电力设备的三相电流、三相电压、有功功率和无功功率。

优选地，所述5G网络的边缘计算架构包括：分布式用户面功能和边缘计算平台，所述边缘计算平台包括基础资源层、平台和管理层、接口和应用层。

优选地，所述边缘数据中心调用的接口具体为所述边缘计算平台内部的管理接口。

本申请第二方面提供了一种5G电力边缘数据传输处理装置，包括：

数据分流处理模块，用于基于5G网络的边缘计算架构，结合数据分流模型，对采集到的设备运行数据进行分流处理，其中，所述设备运行数据为通过传感器从电力设备采集得到的实时运行数据，所述数据分流模型包括：分流时间计算公式和分流量计算公式；

数据传输模块，用于将分流后的设备运行数据上传至边缘数据中心，以便于所述边缘数据中心响应于云主站下发的控制命令，启动接口调用，对电力设备进行集群管理和资源调度。

本申请第三方面提供了一种5G电力边缘数据传输处理终端，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序代码，所述程序代码与如本申请第一方面所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法相对应；

所述处理器用于执行所述程序代码。

本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质中保存有如本申请第一方面所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法相对应的程序代码。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请提供的一种5G电力边缘数据传输处理方法的一个实施例的流程示意图；

图2为基于本申请一种5G电力边缘数据传输处理方法得到的分流时间对比示意图；

图3为基于本申请一种5G电力边缘数据传输处理方法得到的数据传输延时曲线示意图；

图4为本申请提供的一种5G电力边缘数据传输处理装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种5G电力边缘数据传输处理方法、装置、终端及存储介质，用于解决集中部署云架构在电力领域存在数据处理过程时延长的技术问题。

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请第一方面提供了一种5G电力边缘数据传输处理方法，包括：

步骤101、基于5G网络的边缘计算架构，结合数据分流模型，对采集到的设备运行数据进行分流处理，其中，设备运行数据为通过传感器从电力设备采集得到的实时运行数据，数据分流模型包括：分流时间计算公式和分流量计算公式。

需要说明的是，采集到的实时运行数据包括：三相电流、三相电压、有功功率和无功功率，然后将实时运行数据通过RS485传送给5G网络的边缘计算架构；RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。

5G网络的边缘计算架构包括分布式用户面功能(UPF，User Plan Function)和边缘计算平台(ECP，Edge Computing Platform)。

具体的，分流由UPF完成；UPF根据网络配置的相关策略，通过检查数据包的目的IP地址、端口号，对需要进行分流的数据包进行分流。

进一步的，根据传感器在每个子信道i上的数据传输速率s获得分流时间t：

时间约束：

t≤T-nk

根据分流时间计算分流量E：

其中，T为云主站的运行时间周期，k为子信道增益，n为子信道数量，P为传感器的额定传输速率，V为传感器在分流时的数据传输速率。

EPC包括基础资源层、平台和管理层、接口和应用层；需要说明的是，基础资源层包括硬件资源层(可采用X86通用服务器)和虚拟资源层(可采用虚拟机)；平台和管理层包括资源管理(遵循ETSI NFV工作组定义的MANO管理体系)和应用管理平台(遵循ETSI MEC工作组定义的MEC APP生命周期管理和服务管理机制)；接口和应用层包括ESTI MFC定义的API接口。

步骤102、将分流后的设备运行数据上传至边缘数据中心，以便于边缘数据中心响应于云主站下发的控制命令，启动接口调用，对电力设备进行集群管理和资源调度。

需要说明的是，在网络边缘侧部署的新型基础设施称为边缘数据中心，边缘数据中心位于用户端和集中化的云数据中心之间，提供小型化、分布式、贴近用户的数据中心环境。边缘数据中心是为支撑更低延迟的5G新业务开展而生，由于5G所支持的终端密度非常大，其带来的数据量也会非常惊人，通过边缘数据中心，把云数据中心的IT资源迁移到靠近用户侧，将更加靠近此类数据，方便数据的处理。

边缘数据中心能够为靠近用户的网络边缘提供基础设施资源，且支持边缘计算对本地化、实时性的数据进行分析、处理、执行以及反馈；通过将分流后的设备运行数据上传至边缘数据中心，使得边缘数据中心接收控制命令后启动ECP平台系统内部的管理接口调用，完成对多设备的集群管理和资源调度。通过借助边缘计算，使得数据可以在边缘数据中心进行处理，从而节省到传统集中式数据中心的通信等待时间。

其中，云主站和边缘计算节点之间的协同分为：

(1)云主站IaaS(Infrastructure as a Service)层和边缘计算EC-IaaS(EdgeComputing-Infrastructure as a Service)层协同；

EC-IaaS层包括硬件平台、操作系统、容器开放平台、通信开放平台及AI引擎。

(2)云主站PaaS(Platform as a Service)层和边缘计算EC-PaaS(EdgeComputing-Platform as a Service)层协同；

EC-PaaS层为各类软件运行提供背板，并实现数据的交互和管理。

(3)云主站SaaS(Software as a Service)层和边缘计算EC-SaaS(EdgeComputing-Software as a Service)层协同。

EC-SaaS层为配电网边缘计算技术落地实现的具体方式，其中，该层协同的工作原理为：边缘计算节点依据云主站策略实现部分EC-SaaS服务，通过协同机制实现云主站侧面向用户的按需SaaS服务。

此外，为了对申请方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例将采用本方法对电力数据的处理效率进行实时测量。

测试环境：CPU双核1.2G；1GB DDRGB；5G/4G、PLC通信；

分别采用两个传感器采集相同时长的电压、电流数据，传感器的传输功率一致，取值D为10000bits，分别通过本方法和传统的分流方法进行分流，通过Microsoft VisualStudio平台进行模拟处理，分别获得两种方法的处理同一采集数据的分流时间，如图2所示。

另外，在Microsoft Visual Studio平台编译程序，记录传输数据所需的时间，以及对应的延时时间；由图2和图3可见，本方法的分流时间较短，同时，随着数据的不断增加，分流时间也在增加，但增速较慢，从而提高了数据的处理效率，延时性相对于现有技术来说，提升了7.2％，实验结果验证了本方法的有效性。

以上为本申请提供的一种5G电力边缘数据传输处理方法的一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种5G电力边缘数据传输处理装置的一个实施例、一种5G电力边缘数据传输处理终端的一个实施例以及一种存储介质的一个实施例的详细说明。

请参阅图4，本申请第二个实施例提供了一种5G电力边缘数据传输处理装置，包括：

数据分流处理模块201，用于基于5G网络的边缘计算架构，结合数据分流模型，对采集到的设备运行数据进行分流处理，其中，设备运行数据为通过传感器从电力设备采集得到的实时运行数据，数据分流模型包括：分流时间计算公式和分流量计算公式；

数据传输模块202，用于将分流后的设备运行数据上传至边缘数据中心，以便于边缘数据中心响应于云主站下发的控制命令，启动接口调用，对电力设备进行集群管理和资源调度。

本申请第三个实施例提供了一种5G电力边缘数据传输处理终端，包括：存储器和处理器；

存储器用于存储程序代码，程序代码与如本申请第一个实施例提供的一种5G电力边缘数据传输处理方法相对应；

处理器用于执行程序代码。

本申请第四个实施例提供了一种存储介质，存储介质中保存有如本申请第一个实施例提供的一种5G电力边缘数据传输处理方法相对应的程序代码。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的终端，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种5G电力边缘数据传输处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法，其特征在于，所述分流时间计算公式具体为：

3.根据权利要求1所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法，其特征在于，所述分流量计算公式具体为：

4.根据权利要求1所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法，其特征在于，所述设备运行数据包括：电力设备的三相电流、三相电压、有功功率和无功功率。

5.根据权利要求1所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法，其特征在于，所述5G网络的边缘计算架构包括：分布式用户面功能和边缘计算平台，所述边缘计算平台包括基础资源层、平台和管理层、接口和应用层。

6.根据权利要求1所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法，其特征在于，所述边缘数据中心调用的接口具体为所述边缘计算平台内部的管理接口。

7.一种5G电力边缘数据传输处理装置，其特征在于，包括：

8.一种5G电力边缘数据传输处理终端，其特征在于，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序代码，所述程序代码与如权利要求1至6任意一项所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法相对应；

所述处理器用于执行所述程序代码。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中保存有如权利要求1至6任意一项所述的一种5G电力边缘数据传输处理方法相对应的程序代码。