CN114756384B - 一种基于区块链的任务调度方法及系统 - Google Patents

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    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Abstract

本发明涉及区块链技术领域，公开了一种基于区块链的任务调度方法及系统，包括网格化步骤、任务广播步骤、共识步骤、执行步骤；调度系统具有区块链网络，区块链网络具有至少三个节点，节点包括电子地图模块、网格化模块、任务广播模块、共识模块、执行模块；本发明基于电子地图对任务区域进行网格化，提高了系统的可靠性，提高了系统的资源调度灵活性，保证了资源的快速高效使用，提高了资源调度的便捷性，提高了资源调用的准确性，避免了因瞬时波动造成资源的重复调用。

Description

一种基于区块链的任务调度方法及系统
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体为一种基于区块链的任务调度方法及系统。
背景技术
区块链，就是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。这个链条被保存在所有的服务器中，只要整个系统中有一台服务器可以工作，整条区块链就是安全的。这些服务器在区块链系统中被称为节点，它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持。如果要修改区块链中的信息，必须征得半数以上节点的同意并修改所有节点中的信息，而这些节点通常掌握在不同的主体手中，因此篡改区块链中的信息是一件极其困难的事。相比于传统的网络，区块链具有两大核心特点：一是数据难以篡改、二是去中心化。基于这两个特点，区块链所记录的信息更加真实可靠，可以帮助解决人们互不信任的问题。
2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念，在随后的几年中，区块链成为了电子货币比特币的核心组成部分：作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器，区块链数据库能够进行自主管理。
随着区块链技术的发展，人们开始使用区块链网络执行一些通常由传统网络完成的任务，例如，CN106874087A公开了一种区块链智能合约定时任务调度方法，具体公开了基于设定的时间来执行预定任务；CN107784525A公开了一种基于区块链的任务推送方法，具体公开了根据时序分析区块链中的用户动作，确定用户在线行为，根据所述用户在线行为，为所述用户推送任务；CN108769256A公开了一种基于区块链的任务分配方法及系统，具体公开了技术管理层节点对各个研发反馈层节点推送的解答方案按照预设评定规则进行评定，并根据评定结果为推送解答方案的研发反馈层节点推送虚拟奖金数据并输出结果。
上述基于区块链的任务分配方案，存在以下技术问题：
(1)基于定时功能的任务分配方案，缺乏自适应功能，无法根据实际情况调整任务分配方式和分配对象；
(2)基于用于在线行为的任务分配方案，无法准确确定用户的资源调配情况，容易出现任务堆积；
(3)基于奖励的任务分配方案，无法均衡调配区域内的资源，容易出现部分区域因资源占用愈多而奖励愈多，出现区域不均衡的情况。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
一种基于区块链的任务调度方法，基于区块链网络进行调度，所述区块链网络具有至少三个节点；所述方法包括如下步骤：
S1、网格化步骤：基于电子地图将任务区域网格化；
S2、任务广播步骤：用户向所属节点提交任务需求，接受该任务需求的区块链的节点为任务节点，任务节点向所述区块链网络广播所述任务需求；
S3、共识步骤，所述任务节点向区块链账本发布任务单、资源清单和资源调用单，并得到其他活跃节点的响应，生成任务信息，所述任务节点基于其他节点的响应，生成资源调配请求，并发起调度共识投票；
S4、执行步骤，所述任务节点接收返回的调度共识结果信息并判断所述任务信息是否通过调度共识：若是，则基于调度共识结果跨网格调度资源；否，则基于本网格的资源发布任务。
进一步地，所述步骤S1中，任一网格内至少包括一个任务执行站点，一个区块链节点只对应一个网格，所述区块链节点建立于本网格内的区块链服务器上。
进一步地，任一网格内至少包括一个任务执行站点，至少有一个区块链节点对应两个或两个以上的网格，所述区块链节点建立于两个或两个以上的网格共用的区块链服务器上。
进一步地，所述步骤S1中，任一网格内至少包括一个任务执行站点和一个区块链服务器，所述任一任务执行站点均对应至少两个区块链的所述节点。
进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、发布步骤：基于任务需求，发送任务清单、资源清单和资源调用单；所述任务清单包括该任务所对应的网格信息；所述资源清单包含所有网格所具有的资源，所述资源包括以下的任一项或多项：运力、人力、仓储力、设备数量、检测能力；
S32、生成资源调用单：所述任务节点基于所有网格的资源信息，生成资源热力图；所述任务节点调用所有网格针对任一资源的历史任务数据，生成资源任务热力图；
S33、评价步骤：所述任务节点基于所述资源热力图和所述资源任务热力图，计算所有网格的资源-任务离散度；
S34、决策步骤：判断任务网格的资源-任务离散度是否高于所有网格的平均值；若是，则确定任务网格调用本网格的资源，若否，则确定任务网格内针对该资源的等待时间，并确定其他资源-任务离散度高于平均值的网格，并计算上述高于平均值的网格向所述任务网格调运该资源的调运时间，若所有网格的调运时间均高于所述任务网格的等待时间，则确定任务网格执行等待；若存在调运时间低于等待时间的网格，则确定调运时间最短的网格为调运网格，生成资源调配请求；
S35、投票步骤：所述任务节点向区块链账本发送调动共识投票，其他节点返回投票结果，所述区块链网络中的所述节点统计所述调动共识投票中支持票的票数、总票数，当支持票数达到51％时，通过资源调配请求，所述任务节点向所述调运网格发送资源调运指令。
一种基于区块链的任务调度系统，用于实施任务调度方法，所述调度系统具有区块链网络，所述区块链网络具有至少三个节点；其特征在于，所述节点包括：电子地图模块，网格化模块，任务广播模块，共识模块，执行模块；所述电子地图模块基于在线电子地图或离线电子地图确定任务区域；所述网格化模块用于完成网格化步骤，将所述在线电子地图或离线电子地图进行网格化，所述网格化要求任一网格内至少包括一个任务执行站点；所述任务广播节点接受用户提交的任务需求，并向区块链网络广播所述任务需求；所述共识模块用于完成共识步骤，所述任务节点向区块链账本发布任务单、资源清单和资源调用单，并得到其他活跃节点的响应，生成任务信息，所述任务节点基于其他节点的响应，生成资源调配请求，并发起调度共识投票；所述执行模块用于完成执行模块，所述任务节点接收返回的调度共识结果信息并判断所述任务信息是否通过调度共识：若是，则基于调度共识结果跨网格调度资源；否，则基于本网格的资源发布任务。
进一步地，所述网格化步骤中，任一区块链节点只对应一个网格，所述区块链节点建立于本网格内的区块链服务器上。
进一步地，所述网格化步骤中，至少有一个区块链节点对应两个或两个以上的网格，所述区块链节点建立于两个或两个以上的网格共用的区块链服务器上。
进一步地，所述共识模块还包括发布子模块、资源调用子模块、评价子模块、决策子模块、投票子模块；所述发布子模块用于完成发布步骤：基于任务需求，发送任务清单、资源清单和资源调用单；所述任务清单包括该任务所对应的网格信息；所述资源清单包含所有网格所具有的资源，所述资源包括以下的任一项或多项：运力、人力、仓储力、设备数量、检测能力；所述资源调用子模块用于生成资源调用单：所述任务节点基于所有网格的资源信息，生成资源热力图；所述任务节点调用所有网格针对任一资源的历史任务数据，生成资源任务热力图；所述评价子模块用于完成评价步骤：所述任务节点基于所述资源热力图和所述资源任务热力图，计算所有网格的资源-任务离散度；所述决策子模块用于完成决策步骤：判断所述任务网格的资源-任务离散度是否高于所有网格的平均值；若是，则确定任务网格调用本网格的资源，若否，则确定任务网格内针对该资源的等待时间，并确定其他资源-任务离散度高于平均值的网格，并计算上述高于平均值的网格向所述任务网格调运该资源的调运时间，若所有网格的调运时间均高于所述任务网格的等待时间，则确定任务网格执行等待；若存在调运时间低于等待时间的网格，则确定调运时间最短的网格为调运网格，生成资源调配请求；所述投票子模块用于完成投票步骤：所述任务节点向区块链账本发送调动共识投票，其他节点返回投票结果，所述区块链网络中的所述节点统计所述调动共识投票中支持票的票数、总票数，当支持票数达到51％时，通过资源调配请求，所述任务节点向所述调运网格发送资源调运指令。
进一步地，多个所述节点之间通过光纤互联网、无线局域网、蓝牙、天基互联网中的任一种实现互联。
一种可读写存储介质，用于存储执行任务调度方法的程序。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于区块链的任务调度方法及系统，具备以下有益效果：
1、本发明基于电子地图对任务区域进行网格化，并分配区块链节点，实现了任务区域的特定负责制，具体来说，任务区域被划分为多个网格，任一网格内至少具有一个任务执行站点和区块链服务器，在区块链服务器上建立区块链网络的节点，任一网格至少对应一个节点，进一步地，任一网格也可以至少对应两个节点，当任一区块链服务器出现故障离线时，可由其他节点接替，提高了系统的可靠性；
2、本发明基于任务资源进行调度投票，当任一网格内出现资源缺口而其他区域内存在剩余资源时，对比等待时间和调用时间，当调用时间小于等待时间时，提交调度投票，通过时间进行资源调度，提高了系统的资源调度灵活性，保证了资源的快速高效使用；
3、本发明基于区块链网络进行资源调度投票，相对比传统的中心化网络的资源调度模式，可以避免外部因素，例如人为因素造成的资源调度干扰，提高了资源调度的便捷性；4、本发明在评价资源调度时，采用热力图进行对比，即针对某一资源，计算任务网格的资源热力图，而对于其他网格并不是计算资源热力图，而是计算资源任务热力图，这是为了避免需求瞬时波动造成资源的重复调动，具体来说，某些区域对于某种资源向来具有较高的需求度，即使顺势需求度降低，也不应当将该资源调走，否则可能出现该区域又需要从外部区域调用的情况，本发明以被调用区域的资源任务热力图作为被考察参数，提高了资源调用的准确性，避免了因瞬时波动造成资源的重复调用。
附图说明
图1为本发明的方法步骤示意图。
图2为本发明的系统结构示意图。
图3为本发明的单网格对应单节点的结构示意图。
图4为本发明的单网格对应多节点的结构示意图。
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做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：
请参阅附图，一种基于区块链的任务调度方法，基于区块链网络进行调度，所述区块链网络具有至少三个节点；所述方法包括如下步骤：
S1、网格化步骤：基于电子地图将任务区域网格化；
S2、任务广播步骤：用户向所属节点提交任务需求，接受该任务需求的区块链的节点为任务节点，任务节点向所述区块链网络广播所述任务需求；
S3、共识步骤，所述任务节点向区块链账本发布任务单、资源清单和资源调用单，并得到其他活跃节点的响应，生成任务信息，所述任务节点基于其他节点的响应，生成资源调配请求，并发起调度共识投票；
S4、执行步骤，所述任务节点接收返回的调度共识结果信息并判断所述任务信息是否通过调度共识：若是，则基于调度共识结果跨网格调度资源；否，则基于本网格的资源发布任务。
进一步地，所述步骤S1中，任一网格内至少包括一个任务执行站点，一个区块链节点只对应一个网格，所述区块链节点建立于本网格内的区块链服务器上；
进一步地，任一网格内至少包括一个任务执行站点，至少有一个区块链节点对应两个或两个以上的网格，所述区块链节点建立于两个或两个以上的网格共用的区块链服务器上。
进一步地，所述步骤S1中，任一网格内至少包括一个任务执行站点和一个区块链服务器，所述任一任务执行站点均对应至少两个区块链的所述节点。
进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、发布步骤：基于任务需求，发送任务清单、资源清单和资源调用单；所述任务清单包括该任务所对应的网格信息；所述资源清单包含所有网格所具有的资源，所述资源包括以下的任一项或多项：运力、人力、仓储力、设备数量、检测能力；
S32、生成资源调用单：所述任务节点基于所有网格的资源信息，生成资源热力图；所述任务节点调用所有网格针对任一资源的历史任务数据，生成资源任务热力图；
S33、评价步骤：所述任务节点基于所述资源热力图和所述资源任务热力图，计算所有网格的资源-任务离散度；
S34、决策步骤：判断所述任务网格的资源-任务离散度是否高于所有网格的平均值；若是，则确定任务网格调用本网格的资源，若否，则确定任务网格内针对该资源的等待时间，并确定其他资源-任务离散度高于平均值的网格，并计算上述高于平均值的网格向所述任务网格调运该资源的调运时间，若所有网格的调运时间均高于所述任务网格的等待时间，则确定任务网格执行等待；若存在调运时间低于等待时间的网格，则确定调运时间最短的网格为调运网格，生成资源调配请求；
S35、投票步骤：所述任务节点向区块链账本发送调动共识投票，其他节点返回投票结果，所述区块链网络中的所述节点统计所述调动共识投票中支持票的票数、总票数，当支持票数达到51％时，通过资源调配请求，所述任务节点向所述调运网格发送资源调运指令。
实施例二：
一种基于区块链的任务调度系统，用于实施任务调度方法，所述调度系统具有区块链网络，所述区块链网络具有至少三个节点；其特征在于，所述节点包括：电子地图模块，网格化模块，任务广播模块，共识模块，执行模块；所述电子地图模块基于在线电子地图或离线电子地图确定任务区域；所述网格化模块用于完成网格化步骤，将所述在线电子地图或离线电子地图进行网格化，所述网格化要求任一网格内至少包括一个任务执行站点；所述任务广播节点接受用户提交的任务需求，并向区块链网络广播所述任务需求；所述共识模块用于完成共识步骤，所述任务节点向区块链账本发布任务单、资源清单和资源调用单，并得到其他活跃节点的响应，生成任务信息，所述任务节点基于其他节点的响应，生成资源调配请求，并发起调度共识投票；所述执行模块用于完成执行模块，所述任务节点接收返回的调度共识结果信息并判断所述任务信息是否通过调度共识：若是，则基于调度共识结果跨网格调度资源；否，则基于本网格的资源发布任务。
进一步地，所述网格化步骤中，任一区块链节点只对应一个网格，所述区块链节点建立于本网格内的区块链服务器上。
进一步地，所述网格化步骤中，至少有一个区块链节点对应两个或两个以上的网格，所述区块链节点建立于两个或两个以上的网格共用的区块链服务器上。
进一步地，所述共识模块还包括发布子模块、资源调用子模块、评价子模块、决策子模块、投票子模块；所述发布子模块用于完成发布步骤：基于任务需求，发送任务清单、资源清单和资源调用单；所述任务清单包括该任务所对应的网格信息；所述资源清单包含所有网格所具有的资源，所述资源包括以下的任一项或多项：运力、人力、仓储力、设备数量、检测能力；所述资源调用子模块用于生成资源调用单：所述任务节点基于所有网格的资源信息，生成资源热力图；所述任务节点调用所有网格针对任一资源的历史任务数据，生成资源任务热力图；所述评价子模块用于完成评价步骤：所述任务节点基于所述资源热力图和所述资源任务热力图，计算所有网格的资源-任务离散度；所述决策子模块用于完成决策步骤：判断所述任务网格的资源-任务离散度是否高于所有网格的平均值；若是，则确定任务网格调用本网格的资源，若否，则确定任务网格内针对该资源的等待时间，并确定其他资源-任务离散度高于平均值的网格，并计算上述高于平均值的网格向所述任务网格调运该资源的调运时间，若所有网格的调运时间均高于所述任务网格的等待时间，则确定任务网格执行等待；若存在调运时间低于等待时间的网格，则确定调运时间最短的网格为调运网格，生成资源调配请求；所述投票子模块用于完成投票步骤：所述任务节点向区块链账本发送调动共识投票，其他节点返回投票结果，所述区块链网络中的所述节点统计所述调动共识投票中支持票的票数、总票数，当支持票数达到51％时，通过资源调配请求，所述任务节点向所述调运网格发送资源调运指令；多个所述节点之间通过光纤互联网、无线局域网、蓝牙、天基互联网中的任一种实现互联。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于区块链的任务调度方法，其特征在于：
基于区块链网络进行调度，所述区块链网络具有至少三个节点；所述方法包括如下步骤：
S1、网格化步骤：基于电子地图将任务区域网格化；
所述步骤S1中，任一网格内至少包括一个任务执行站点；至少有一个区块链节点对应两个或两个以上的网格，所述区块链节点建立于两个或两个以上的网格共用的区块链服务器上；
S2、任务广播步骤：用户向所属节点提交任务需求，接受该任务需求的区块链的节点为任务节点，任务节点向所述区块链网络广播所述任务需求；
S3、共识步骤，所述任务节点向区块链账本发布任务单、资源清单和资源调用单，并得到其他活跃节点的响应，生成任务信息，所述任务节点基于其他节点的响应，生成资源调配请求，并发起调度共识投票；
S4、执行步骤，所述任务节点接收返回的调度共识结果信息并判断所述任务信息是否通过调度共识：若是，则基于调度共识结果跨网格调度资源；否，则基于本网格的资源发布任务。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的任务调度方法，其特征在于：所述步骤S1中，任一网格内至少包括一个任务执行站点和一个区块链服务器，任一所述任务执行站点均对应至少两个区块链的所述节点。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的任务调度方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、发布步骤：基于任务需求，发送任务清单、资源清单和资源调用单；所述任务清单包括该任务所对应的网格信息；所述资源清单包含所有网格所具有的资源，所述资源包括以下的任一项或多项：运力、人力、仓储力、设备数量、检测能力；
S32、生成资源调用单：所述任务节点基于所有网格的资源信息，生成资源热力图；所述任务节点调用所有网格针对任一资源的历史任务数据，生成资源任务热力图；
S33、评价步骤：所述任务节点基于所述资源热力图和所述资源任务热力图，计算所有网格的资源-任务离散度；
S34、决策步骤：判断任务网格的资源-任务离散度是否高于所有网格的平均值；若是，则确定任务网格调用本网格的资源，若否，则确定任务网格内针对该资源的等待时间，并确定其他资源-任务离散度高于平均值的网格，并计算上述高于平均值的网格向所述任务网格调运该资源的调运时间，若所有网格的调运时间均高于所述任务网格的等待时间，则确定任务网格执行等待；若存在调运时间低于等待时间的网格，则确定调运时间最短的网格为调运网格，生成资源调配请求；
S35、投票步骤：所述任务节点向区块链账本发送调动共识投票，其他节点返回投票结果，所述区块链网络中的所述节点统计所述调动共识投票中支持票的票数、总票数，当支持票数达到51％时，通过资源调配请求，所述任务节点向所述调运网格发送资源调运指令。
4.一种基于区块链的任务调度系统，用于实施如权利要求1-3任一项所述的任务调度方法，所述调度系统具有区块链网络，所述区块链网络具有至少三个节点；其特征在于，所述节点包括：电子地图模块，网格化模块，任务广播模块，共识模块，执行模块；
所述电子地图模块基于在线电子地图或离线电子地图确定任务区域；
所述网格化模块用于完成网格化步骤，将所述在线电子地图或离线电子地图进行网格化，所述网格化要求任一网格内至少包括一个任务执行站点；
所述任务广播节点接受用户提交的任务需求，并向区块链网络广播所述任务需求；
所述共识模块用于完成共识步骤，所述任务节点向区块链账本发布任务单、资源清单和资源调用单，并得到其他活跃节点的响应，生成任务信息，所述任务节点基于其他节点的响应，生成资源调配请求，并发起调度共识投票；
所述执行模块用于完成执行步骤，所述任务节点接收返回的调度共识结果信息并判断所述任务信息是否通过调度共识：若是，则基于调度共识结果跨网格调度资源；否，则基于本网格的资源发布任务。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的任务调度系统，其特征在于：
所述共识模块还包括发布子模块、资源调用子模块、评价子模块、决策子模块、投票子模块；
所述发布子模块用于完成发布步骤：基于任务需求，发送任务清单、资源清单和资源调用单；所述任务清单包括该任务所对应的网格信息；所述资源清单包含所有网格所具有的资源，所述资源包括以下的任一项或多项：运力、人力、仓储力、设备数量、检测能力；
所述资源调用子模块用于生成资源调用单：所述任务节点基于所有网格的资源信息，生成资源热力图；所述任务节点调用所有网格针对任一资源的历史任务数据，生成资源任务热力图；
所述评价子模块用于完成评价步骤：所述任务节点基于所述资源热力图和所述资源任务热力图，计算所有网格的资源-任务离散度；
所述决策子模块用于完成决策步骤：判断任务网格的资源-任务离散度是否高于所有网格的平均值；若是，则确定任务网格调用本网格的资源，若否，则确定任务网格内针对该资源的等待时间，并确定其他资源-任务离散度高于平均值的网格，并计算上述高于平均值的网格向所述任务网格调运该资源的调运时间，若所有网格的调运时间均高于所述任务网格的等待时间，则确定任务网格执行等待；若存在调运时间低于等待时间的网格，则确定调运时间最短的网格为调运网格，生成资源调配请求；
所述投票子模块用于完成投票步骤：所述任务节点向区块链账本发送调动共识投票，其他节点返回投票结果，所述区块链网络中的所述节点统计所述调动共识投票中支持票的票数、总票数，当支持票数达到51％时，通过资源调配请求，所述任务节点向所述调运网格发送资源调运指令。
6.根据权利要求4所述的一种基于区块链的任务调度系统，其特征在于：多个所述节点之间通过光纤互联网、无线局域网、蓝牙、天基互联网中的任一种实现互联。
7.一种可读写存储介质，其特征在于，用于存储执行如权利要求1-3任一项所述的任务调度方法的程序。
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