CN115310873A

CN115310873A - 面向元宇宙的数字资源调配方法、系统及存储介质

Info

Publication number: CN115310873A
Application number: CN202211231913.5A
Authority: CN
Inventors: 赖方民
Original assignee: Guangzhou Youkegu Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Youkegu Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-10
Filing date: 2022-10-10
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2042-10-10
Also published as: CN115310873B

Abstract

本发明涉及一种面向元宇宙的数字资源调配方法、系统及存储介质，具体包括：（1）数字管理员在设定的时间间隔内收集有公共资源需求的数字用户；（2）数字管理员对数字用户分为q类并计算每个集合的几何中心；（3）对各个集合的数字用户迭代分配数字资源；迭代结束条件是：集合数量降到0，迭代体为：1.每一个集合随机选出一个候选的数字用户；2.计算各个候选数字用户的资源需求紧迫度；3.按需求度高低依次给各数字用户分配资源；4.给空的集合重新分配新的数字用户，并更新发生变动的集合的几何中心；5.重新统计剩余集合的数量，并对剩余的集合重新编号。

Description

面向元宇宙的数字资源调配方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及元宇宙技术领域，更具体地，涉及一种面向元宇宙的数字资源调配方法、系统及存储介质。

背景技术

以元宇宙为代表的虚拟现实技术的兴起，为人们将社会经济活动的范围进一步延伸到数字社区提供了一种全新的可能。目前元宇宙技术已通过跟数字孪生技术相结合，在3D数字世界中使用虚拟增强技术和虚拟化身将来自物理世界的实体合并，从而实现在数字社区复刻物理社区的社会经济活动，为下一次技术革命提供了一种有效方法。一方面，元宇宙技术提供了一种全新的数字经济增长方式，另一方面，元宇宙技术又可为物理世界的技术发展提供一个仿真运行环境，如智能家居、智慧社区、智慧楼宇的建设。为元宇宙社区提供一种高效、公平的公共资源调配算法，以使社区能协调发展，是元宇宙技术进一步普及必须实现的技术要求。

由于元宇宙技术仍处于起步阶段，许多技术标准和算法仍在研究中，目前学术界和业界都没有成熟的算法来解决数字用户的公共数字资源的竞争问题。有些工程人员直接使用“队列算法”来解决资源竞争问题，基本的思路是根据对公共资源的请求的先后顺序来分配使用的优先权。这种算法的最大优点是编码简单、效率高，最大的问题是无法综合考虑整个数字社区的数字用户的分工情况，容易陷入局部最优解。比如，如果算法不能考虑到整个社区内不同数字用户的复杂分工，而让同一分工类型的数字用户都优先分配到队列头，那么其他分工的数字用户有可能因为长期处于资源饥饿状态而停摆，最终导致整个系统无法正常运转。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种面向元宇宙的数字资源调配方法，该方法能够兼顾元宇宙社区公共数字资源分配的公平性和效率，特别是当社区公共资源总量受限的场景。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

面向元宇宙的数字资源调配方法，包括以下步骤：

S1.数字管理员选取计时起点T，在时间间隔[T,T+ΔT]内，每个有公共资源使用需求的数字用户将其元数据发送至数字管理员，元数据是标记数字用户对公共资源使用的需求紧急程度的向量；令元数据的维度为k；

S2.当计时周期结束后，记共收到n个数字用户发送的元数据；将n个数字用户划分为q个集合；并根据各个集合内的数字用户的数量对各个集合进行降序编号，即数字用户的数量越多的集合的编号越小；集合内的数字用户采取随机编号；每个数字用户的元数据记为：m _i,j =（m _i,j,1 ，m _i,j,2 ，…，m _i,j,k ），m _i,j表示第i个集合内的第j个数字用户的元数据；m _i,j,u表示m _i,j的第u个分量，u∈[1,k]；记第i个集合内包含有s _i个数字用户的元数据，i∈[1,q]；令q个集合中，动态集合的个数为w，初始值w=q；

S3.记第i个集合的数字用户元数据的集合中心为p _i=（p _i,1 ，p _i,2 ，…，p _i,k ）；

S4.进行步骤S4.1~S4.6的迭代过程，迭代变量t的初始值为1，每次迭代加1，迭代结束条件为w=0；迭代结束后执行步骤S5；

S4.1.若w=1，则向该动态集合的数字用户随机分配资源；直至该动态集合的所有数字用户处理完毕，然后执行步骤S5；否则，执行步骤S4.2；

S4.2.对于每一个i∈[1,w]，依次为每个动态集合抽取一个区间在[1,s _i ]的随机数，记为

，取出每个动态集合中的

作为候选的资源使用者；

S4.3对于每一个i∈[1,w]，计算每个动态集合候选的资源使用者的需求紧迫度

，其中d _i为

到其他动态集合的几何中心的距离的加权均值；

S4.4对于每一个i∈[1,w]，对

进行排序，

值越大的

先分配资源，直至所有的

处理完毕；将

从第i个动态集合移除；

S4.5对于每一个

，若此时第i个动态集合的元数据个数为0，且第w-i +1个动态集合的元数据个数大于1，则从第w-i+1个动态集合里选取一个到第i个动态集合原来的几何中心距离最短的元数据添加至第i个动态集合；重新计算第i和第w-i+1个动态集合的几何中心；

S4.6更新剩余的数字用户总数n=n-w；记此时总共仍有z个集合里的元数据个数为0，更新w=w-z；将w个动态集合根据集合内的数字用户数量进行降序编号，并更新s _i；

S5.跳转步骤S1。

优选地，所述元数据包含的分量包括：数字用户当前已使用电量百分比、数字用户到公共资源的通信时长、数字用户分配到公共资源的最新等待时长。

优选地，所述数字管理员使用无监督学习方法将n个数字用户划分为q个集合。

优选地，所述无监督学习方法为k-means算法；其分类要求为：若n<3，则q=1；否则至少有一个集合的数字用户数不小于2。

优选地，第i个集合的元数据的几何中心中，

。

优选地，d _i的求取过程如下：

。

优选地，所述步骤S4.4处理完毕所有的

后，更新

内的分量值。

优选地，所述步骤S4.5从第w-i+1个动态集合里选取一个到第i个动态集合原来的几何中心距离最短的元数据，具体表示为求取满足以下要求的

：

。

同时，本发明还提供了一种面向元宇宙的数字资源调配系统，其具体的方案如下：包括数字管理员和若干数字用户，所述数字资源调配系统进行数字资源调配时，执行以上所述的面向元宇宙的数字资源调配方法的方法步骤。

另外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其具体的方案如下：包括存储器及处理器，所述存储器内存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，执行以上所述方法的方法步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明提供的方法能够兼顾元宇宙社区公共数字资源分配的公平性和效率，特别是当社区公共资源总量受限的场景，其能够动态估算各数字用户的资源需求度参数，能给出一个对整个数字社区统计最优的分配策略，适用于大部分虚拟的社会经济活动。

（2）本发明提供的方法采用动态的资源需求度调整策略，使分配算法收敛到统计最优值，数学运算简单高效，兼顾公平性的同时确保效率，避免数字用户因没有及时分配资源而导致系统停摆的风险，提高整个调配算法的鲁棒性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为面向元宇宙的数字资源调配方法的流程示意图。

图2为面向元宇宙的数字资源调配系统的结构示意图。

图3为计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供的面向元宇宙的数字资源调配方法包括有以下步骤：

（1）数字管理员在设定的时间间隔内收集有公共资源需求的数字用户；

（2）数字管理员对数字用户分为q类并计算每个集合的几何中心；

（3）对各个集合的数字用户迭代分配数字资源；迭代结束条件是：集合数量降到0，迭代体为：

1.每一个集合随机选出一个候选的数字用户；

2.计算各个候选数字用户的资源需求紧迫度；

3.按需求度高低依次给各数字用户分配资源；

4.给空的集合重新分配新的数字用户，并更新发生变动的集合的几何中心；

5.重新统计剩余集合的数量，并对剩余的集合重新编号。

上述的步骤（1）中，数字管理员选取计时起点T，在时间间隔[T,T+ΔT]内，每个有公共资源使用需求的数字用户将其元数据发送至数字管理员，元数据是标记数字用户对公共资源使用的需求紧急程度的向量；令元数据的维度为k。所述元数据包含的分量包括：数字用户当前已使用电量百分比、数字用户到公共资源的通信时长、数字用户分配到公共资源的最新等待时长。

上述的步骤（2）中，当计时周期结束后，记共收到n个数字用户发送的元数据；将n 个数字用户划分为q个集合；并根据各个集合内的数字用户的数量对各个集合进行降序编号，即数字用户的数量越多的集合的编号越小；集合内的数字用户采取随机编号；每个数字用户的元数据记为：m _i,j =（m _i,j,1 ，m _i,j,2 ，…，m _i,j,k ），m _i,j表示第i个集合内的第j个数字用户的元数据；m _i,j,u表示m _i,j的第u个分量，u∈[1,k]；记第i个集合内包含有s _i个数字用户的元数据，i∈[1,q]；

；令q个集合中，动态集合的个数为w，初始值w=q；记第i个集合的数字用户元数据的集合中心为p _i=（p _i,1 ，p _i,2 ，…，p _i,k ），

。

在具体的实施过程中，所述数字管理员使用无监督学习方法将n个数字用户划分为q个集合。本实施例中，所述无监督学习方法为k-means算法；其分类要求为：若n<3，则q=1；否则至少有一个集合的数字用户数不小于2。

上述的步骤（3）中，对各个集合的数字用户迭代分配数字资源，具体表示为：

S4.进行步骤S4.1~S4.6的迭代过程，迭代变量t的初始值为1，每次迭代加1，迭代结束条件为w=0；

S4.1.若w=1，则向该动态集合的数字用户随机分配资源；直至该动态集合的所有数字用户处理完毕；否则，执行步骤S4.2；

，取出每个动态集合中的

作为候选的资源使用者；

，其中d _i为

到其他动态集合的几何中心的距离的加权均值；

；

S4.4对于每一个i∈[1,w]，对

进行排序，

值越大的

先分配资源，直至所有的

处理完毕；更新

内的分量值；将

从第i个动态集合移除；

S4.5对于每一个

其中，所述步骤S4.5从第w-i+1个动态集合里选取一个到第i个动态集合原来的几何中心距离最短的元数据，具体表示为求取满足以下要求的

：

；

S4.6更新剩余的数字用户总数n=n-w；记此时总共仍有z个集合里的元数据个数为0，更新w=w-z；将w个动态集合根据集合内的数字用户数量进行降序编号，并更新s _i。

实施例2

本实施例提供了一种面向元宇宙的数字资源调配系统，如图2所示，其具体的方案如下：包括数字管理员和若干数字用户，所述数字资源调配系统进行数字资源调配时，执行实施例1所述的面向元宇宙的数字资源调配方法的方法步骤。

实施例3

本实施例提供了一种计算机可读存储介质，如图3所示，其具体的方案如下：包括存储器及处理器，所述存储器内存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，执行实施例1所述方法的方法步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，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。

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，RandomAccessMemory）、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发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。