CN116261120A - 一种基于云边端协同的v2x服务动态迁移方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法及系统，所述方法包括：采集行驶中车辆信息，基于车辆信息确定车辆离开当前边缘云节点时，获取身份信息中车辆具备的V2X服务权限；基于历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；获取当前边缘云节点提供的V2X服务列表，确定车辆待迁移的V2X服务列表，进行数据上传；向目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供目标云节点下载资源，提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。采用本方法能够提前预测目标边缘云节点并提前部署安装启动V2X服务的方式，解决了因车辆移动性而临时接入的边缘云节点未准备就绪导致的时延增加甚至服务不可用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通车路协同技术领域，尤其涉及一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法及系统。
背景技术
近年来，随着我国5G基础设施建设的快速推进，以C-V2X（Cellular Vehicle toEverything，蜂窝车联网）为基础的我国智能交通领域取得了较大进展。当前，在全国范围内建设了许多车路协同示范区，这些车路协同系统通常采用分级云控平台技术，即车路协同综合管理系统分为智能网联汽车中心云控平台和智能网联汽车边缘云控平台。
中心云控平台负责全局交通环境感知、多级计算能力调度、应用多级动态部署、跨区域业务及数据管理等全局性相关功能。中心云控平台通常部署于条件较好的数据中心，并通过主备或者负荷分担等高可用方案提供稳定服务。而边缘云控平台负责区域交通环境感知、边缘协同计算调度、区域V2X业务支持、区域数据分析等区域性相关功能。边缘云控平台往往部署于网络边缘，基础设施环境条件一般，边缘云控平台负责接入数十个至数百个规模的交通路口或路段。
当搭载OBU（On Board Unit，车载单元）的智能网联汽车发生大范围移动时，就可能从一个边缘云管辖区域行驶进入另一个边缘云管辖区域。在这种情况下，目前通常的做法是，车辆行驶进入新区域后，OBU通过PC5口（短距离无线通信接口）连接到路侧RSU（RoadSide Unit，路侧单元），RSU再通过有线方式接入新的边缘云控平台并使用该平台提供的V2X服务。这种需要等待车辆到达新区域后才通过OBU/RSU触发的切换方案存在明显缺陷，例如，新接入的边缘云控平台可能存在V2X服务或数据还未准备就绪、基础设施层资源不足等情况，从而增加了提供V2X服务的时延，甚至出现V2X服务不可用的情况，严重影响用户体验。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法及系统。
本发明实施例提供一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，包括：
采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于所述位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于所述车辆行驶信息，结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的预估时长；
当所述预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于所述身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取所述身份信息中车辆具备的V2X服务权限；
获取所述当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于所述历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；
获取所述当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将所述应用层APP列表与所述V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；
向所述目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供所述目标云节点根据所述请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从所述FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，所述请求信息携带所述待迁移的V2X服务列表；
当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
基于身份信息，对车辆从运营商及交管系统角度进行双重身份验证，所述双重身份验证包括：验证车辆对应用户的签约情况、合法情况、V2X服务权限的签约情况的运营商验证，以及验证车辆的合法情况的交管验证。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
当接收到所述目标边缘云节点反馈的资源申请信息后，向所述目标边缘云节点发起虚拟化层实例化申请，供所述目标边缘云节点根据所述虚拟化层实例化申请依次从数据仓库下载虚拟机镜像或容器镜像，所述虚拟化层实例化申请携带虚拟化层实例化列表。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
持续采集车辆的实时运行轨迹，当基于所述实时运行轨迹能够确定所述目标边缘云节点中的某个目标边缘云节点时，取消所述目标边缘云节点中的其它目标边缘云节点的资源申请资格。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
持续采集车辆的实时运行轨迹，当基于所述实时运行轨迹能够确定所述目标边缘云节点中的每一个目标边缘云节点都不为车辆实时运行轨迹上的下一个边缘云节点时，取消所述目标边缘云节点中的每一个目标边缘云节点的资源申请资格；
获取车辆的当前行驶信息，基于结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的当前预估时长。
本发明实施例提供一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统，包括：
采集模块，用于采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于所述位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于所述车辆行驶信息，结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的预估时长；
鉴权模块，用于当所述预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于所述身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取所述身份信息中车辆具备的V2X服务权限；
求解模块，用于获取所述当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于所述历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；
上传模块，用于获取所述当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将所述应用层APP列表与所述V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；
下载模块，用于向所述目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供所述目标云节点根据所述请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从所述FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，所述请求信息携带所述待迁移的V2X服务列表；
连接模块，用于当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
双重身份验证模块，用于基于身份信息，对车辆从运营商及交管系统角度进行双重身份验证，所述双重身份验证包括：验证车辆对应用户的签约情况、合法情况、V2X服务权限的签约情况的运营商验证，以及验证车辆的合法情况的交管验证。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
申请模块，用于当接收到所述目标边缘云节点反馈的资源申请信息后，向所述目标边缘云节点发起虚拟化层实例化申请，供所述目标边缘云节点根据所述虚拟化层实例化申请依次从数据仓库下载虚拟机镜像或容器镜像，所述虚拟化层实例化申请携带虚拟化层实例化列表。
本发明实施例提供一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现上述基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的步骤。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的步骤。
本发明实施例提供的一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法及系统，采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于车辆行驶信息，结合当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开区域范围的预估时长；当预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取身份信息中车辆具备的V2X服务权限；获取当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；获取当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将应用层APP列表与V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；向目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供目标云节点根据请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，请求信息携带待迁移的V2X服务列表；当检测到车辆进入目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，并供目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。这样能够提前预测目标边缘云节点并提前部署安装启动V2X服务的方式，保证了新接入的边缘云节点可及时提供所需V2X服务，解决了因车辆移动性而临时接入的边缘云节点未准备就绪导致的时延增加甚至服务不可用的问题，提升了车辆行驶过程中的用户体验。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的流程图；
图2为本发明另一实施例中一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统的结构图；
图3为本发明另一实施例中一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的时序图；
图4为本发明实施例中一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统的结构图；
图5为本发明实施例中电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1为本发明实施例提供的一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，包括：
步骤S101，采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于所述位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于所述车辆行驶信息，结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的预估时长。
具体地，采集行驶中车辆的位置信息，车辆行驶信息，采集的方法可以比如，从路侧感知设备识别并经RSU上报的车辆实时位置、车辆行驶信息（速度、加速度、航向角等信息）上传至中心云控平台MQ消息队列，考虑到部分路段或区域无法做到路侧感知设备全覆盖，也可从运营商5GC（通过业务对接模块）获取车辆的实时地理位置信息作为补充。对整个区域内的智能网联汽车进行实时位置监控，根据RSU部署点位图而绘制的边缘云节点的大致管辖区域轮廓图确定车辆的当前边缘云节点，然后结合车辆实时地理位置、速度、行驶方向等信息，首先计算得到车辆与所属边缘云区域边界之间的距离为D，并计算车辆离开本边缘云管辖区域剩余的时间为：
T = D/V + △t
V表示过去一段时间内（时间长度可配置）车辆的平均速度，△t表示一个调节参数。
当T<= T’（T’表示根据经验值预估的完成一次V2X服务迁移需要的时间，可配置）时，即表示车辆即将离开当前边缘云节点管辖区域，向任务调度模块启动V2X服务迁移流程。
步骤S102，当所述预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于所述身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取所述身份信息中车辆具备的V2X服务权限。
具体地，当预估时长小于预设时长时，说明车辆离开当前边缘云节点管辖区域，向任务调度模块启动V2X服务迁移流程，获取车辆对应的身份信息，包括IMSI（InternationalMobile Subscriber Identity，国际移动用户识别码）、IMEI（InternationalMobileEquipment Identity，国际移动设备识别码）、车辆识别码、车牌号码等，然后对车辆进行鉴权申请，调用外部接口，基于身份信息，分别从运营商及交管系统角度进行双重身份认证，运营商角度，主要用于确定该身份识别信息是否为已签约的合法用户、是否具有欠费等违规行为、是否已签约具备V2X服务权限及具备V2X服务权限的具体列表；交管系统角度，主要用于确定该身份识别信息是否为交管系统内的合法用户、是否具有交通违章等行为，当验证通过后，获取车辆对应的用户具有权限的V2X服务列表。另外，如果未通过或不具备任何V2X服务权限，则向车辆监控模块应答结论，流程结束。如果通过且具备V2X服务权限，则发起V2X服务迁移决策。
步骤S103，获取所述当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于所述历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点。
具体地，在确定对车辆发起V2X服务迁移决策后，获取当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，然后基于获取数据进行马尔科夫决策过程求解，其中，详细的求解步骤包括：建设AI训练推理模型，并导入本区域车辆海量历史行驶数据作为训练数据集，对区域内的车辆进行训练推理，依据当前车辆的历史运动轨迹及历史驾驶行为，并结合从路侧感知设备识别并经RSU上报的车辆速度、加速度、航向角等信息，以及从交管系统获取到的区域道路实时状况等信息，采用马尔可夫决策过程，构建贝尔曼方程，并进行求解，得出一个或多个最优的目标边缘云节点。
步骤S104，获取所述当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将所述应用层APP列表与所述V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器。
具体地，边缘云节点通常通过一系列的应用层APP进程来提供V2X服务，则通过边缘云节点V2X服务辅助模块负责收集当前边缘云节点当前提供V2X服务的所有应用层APP名称或编码，并通过读取应用层APP安装目录中预先设置的配置文件来获取每个应用层APP对虚拟化层或物理层的资源需求。然后V2X服务辅助模块返回应用层APP列表及资源需求列表至任务调度模块，任务调度模块把此处得到的应用层APP列表与步骤S102从运营商5GC获取的该用户拥有权限的V2X服务列表做交集运算，得出需要迁移的V2X服务列表，并收集所有相关应用层APP运行期状态与数据文件，包括APP运行时产生的数据、临时文件、日志文件等，并统一打包上传至部署于中心云控平台数据仓库中的FTP服务器。
步骤S105，向所述目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供所述目标云节点根据所述请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从所述FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，所述请求信息携带所述待迁移的V2X服务列表。
具体地，任务调度模块可以向目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，即发起虚拟化层或物理层的资源申请请求，目标边缘云节点根据请求消息携带的应用层APP列表及资源需求列表下载安装待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，并启动应用层APP，从而使目标边缘云节点V2X服务准备就绪。
另外，目标边缘云节点在下载前还可以检查本边缘云节点上哪些应用层APP已具备服务条件，针对未具备服务条件的应用层APP，依次预留虚拟化层或物理层资源，进一步地，如果目标边缘云节点剩余的虚拟化层或物理层资源无法满足本次资源申请的要求，则应产生资源不足的告警通知管理员进行人工干预，当前边缘云节点的任务调度模块接收目标边缘云节点的资源申请结论，向目标边缘云节点VIM模块发起虚拟化层实例化申请。目标边缘云节点VIM模块根据请求消息携带的虚拟化层实例化列表，依次从数据仓库下载虚拟机镜像或容器镜像，并创建虚拟机或容器，另外，为提升效率，应首先检查本地镜像仓库是否存在相同的镜像，如果存在，则可直接使用，不需要重新下载，进一步地，如果有一些应用层APP是直接部署于物理层环境，则针对这些应用层APP跳过本步骤。
步骤S106，当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
具体地，当检测车辆进行目标边缘云节点的管辖区域时，通过路侧单元连接车辆与目标边缘云节点，并由目标边缘云节点为车辆提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
另外，考虑到车辆移动的不确定性，在整个车辆的移动过程中，还需要对车辆的实际运行轨迹进行实时跟踪，以防止出现其它解决时进行决策修正，比如：1、当车辆实际运行轨迹进一步明确目标边缘云节点为原决策结论中多个目标边缘云节点中的某一个时，则应及时取消对其它目标边缘云节点的迁移流程，比如取消其它目标边缘云节点的对应数据仓库中的虚拟机镜像或容器镜像的资源申请资格；2、车辆实际运行轨迹明显偏离原预测目标，原决策结论中的目标边缘云节点都不能满足要求，则应取消所有原迁移流程，并重新决策新的目标边缘云节点，即获取车辆的当前行驶信息，基于结合当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开区域范围的当前预估时长，再重新进行后续计算；3、车辆发生原地调头行驶，并导致最新计算所得T>T’，则应取消所有原迁移流程，并继续跟踪车辆实际运行轨迹。
本发明实施例提供的一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于车辆行驶信息，结合当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开区域范围的预估时长；当预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取身份信息中车辆具备的V2X服务权限；获取当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；获取当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将应用层APP列表与V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；向目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供目标云节点根据请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，请求信息携带待迁移的V2X服务列表；当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，并供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。这样能够提前预测目标边缘云节点并提前部署安装启动V2X服务的方式，保证了新接入的边缘云节点可及时提供所需V2X服务，解决了因车辆移动性而临时接入的边缘云节点未准备就绪导致的时延增加甚至服务不可用的问题。
在另一实施例中，基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法实施于基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统上，而基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统如图2所示，该系统包括中心云控平台、边缘云控平台、端设备三个组成部分。中心云控平台部署于中心云，是整个系统的核心部分，实现主要功能，并实现于运营商5GC（5G Core，5G核心网）及第三方系统（如交通监管系统）的数据对接。边缘云控平台部署于每个边缘云节点，通常由多个边缘云节点组成，这些边缘云节点统一接入中心云，接受中心云控平台的管理。端设备由搭载OBU的智能网联汽车、RSU、路侧感知设备（摄像头、雷达等）等组成。
所述中心云控平台包括业务对接、车辆监控、认证鉴权、AI训练决策、任务调度、数据仓库等功能模块。
所述业务对接模块，负责实现与运营商5GC及交管系统的数据对接或接口对接。运营商5GC AMF（Access and Mobility Management Function，接入与移动性管理功能）可以根据基站上报的用户位置信息，获取用户的实时地理位置；5GC UDM（Unified DataManagement，统一数据管理功能）保存着与用户相关的用户标识、签约数据、鉴权数据等信息。上述信息都可以通过5GC NEF（Network Exposure Function，网络能力开放功能）实现与业务对接模块的数据对接或接口对接。同时，业务对接模块还负责与交管系统实现车辆身份认证、区域交通实时情况等数据或接口的对接。
所述车辆监控模块，负责实现对整个区域内的智能网联汽车进行实时位置监控。系统持久化数据库中保存有各个边缘云节点所有路侧设备的部署点位图及各个设备的地理位置信息，根据这些信息，绘制得出边缘云节点的大致管辖区域轮廓图。车辆监控模块根据从RSU上报的车辆实时地理位置、速度、航向角等信息或从运营商5GC（通过业务对接模块）获得的车辆实时地理位置信息，并依据车辆的行驶方向，计算得出车辆将要离开当前边缘云管辖区域的时间，当这个时间满足一个预先设定的阈值时，开始启动V2X服务迁移流程。
所述认证鉴权模块，负责实现对即将进行跨区域移动的智能网联汽车进行身份认证。根据从智能网联汽车获取的身份识别信息，调用业务对接模块的外部接口，分别从运营商及交管系统角度进行双重身份认证。
所述AI训练决策模块，负责实现目标边缘云节点的选择决策及发布补充决策。通过部署AI训练推理模型及训练数据集，对区域内的车辆进行训练推理，依据车辆的历史运动轨迹及历史驾驶行为，并结合从路侧感知设备识别并经RSU上报的车辆速度、加速度、航向角等信息以及从交管系统获取到的区域道路实时状况等信息，采用马尔可夫决策过程，构建贝尔曼方程，并进行求解，得出一个或多个最优的目标边缘云节点。考虑到车辆移动的不确定性，在整个迁移过程中还需要实时跟踪车辆的实际运行轨迹，如出现不符合决策结论的情况，需及时发布补充决策进行修正。
所述任务调度模块，负责实现V2X服务迁移任务的总体调度与执行。采用轻量化、异步、高效的消息通信机制，在中心云控平台、源边缘云节点、目标边缘云节点之间进行迁移任务的分步骤有序执行，确保正常流程或异常流程都能达到预期效果。
所述数据仓库模块，负责实现各类文件与数据的存储与管理。主要包括虚拟机镜像、容器镜像、应用层APP软件包等文件的存储与管理，还包括部署FTP服务器，用于上传、下载应用层APP运行期状态与数据文件等。
所述边缘云控平台，包括V2X服务、V2X服务辅助、VIM（VirtualizedInfrastructure Manager，虚拟化基础设施管理）或PIM（Physical InfrastructureManager，物理基础设施管理）等功能模块。
所述V2X服务模块，负责实现区域交通环境感知、边缘协同计算调度、区域V2X业务支持、区域数据分析等区域性相关功能。边缘云节点通常通过一系列的应用层APP进程来提供V2X服务。
所述V2X服务辅助模块，负责实现V2X服务迁移的一些辅助功能，包括根据中心云控平台的指令，收集并返回V2X服务应用层APP列表及资源需求列表、收集并上传应用层APP运行期状态与数据文件、下载并分发应用层APP运行期状态与数据文件、安装应用层APP、执行回退操作等。
所述VIM或PIM模块，负责实现虚拟化资源或物理资源的管理，包括虚拟化资源或物理资源的申请、分配、实例化、销毁、回收等功能。上述V2X服务及V2X服务辅助模块部署于VIM或PIM提供的资源上。VIM模块通常通过OpenStack、Kubernetes等主流的虚拟化资源管理平台来实现。PIM模块通常通过物理设备的运维管理平台来实现。
所述端设备，包括搭载OBU的智能网联汽车、RSU、路侧感知设备（摄像头、雷达、气象传感器等）等。OBU负责收集车辆运行数据及感知数据，并通过Uu口（长距离无线通信接口）回传中心云控平台或通过PC5口传输至其它搭载OBU的智能网联汽车或路侧RSU，同时负责接收其它车辆或RSU发送的数据。RSU负责发送RSM（Roadside Safety Message，路侧安全消息）、RSI（Road Side Information，路侧信息）、MAP（地图消息）、SPAT（Signal PhaseTiming Message，信号灯消息）等标准化数据至OBU，同时负责接收OBU发出的BSM（BasicSafety Message，车辆基本安全消息）等数据。路侧感知设备负责产生区域感知数据并传送至边缘云控平台进行分析处理。
在本实施例中，在基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统的基础上，实施基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的时序图可以如图3所示，即从中心云控平台对车辆的监控开始，检测到车辆即将离开边缘云节点，启动迁移流程后开始，到执行补充决策，确认迁移完成结束后，完成在迁移系统上的迁移方法。
图4为本发明实施例提供的一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统，包括：采集模块S201、鉴权模块S202、求解模块S203、上传模块S204、下载模块S205、连接模块S206，其中：
采集模块S201，用于采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于所述位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于所述车辆行驶信息，结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的预估时长。
鉴权模块S202，用于当所述预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于所述身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取所述身份信息中车辆具备的V2X服务权限。
求解模块S203，用于获取所述当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于所述历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点。
上传模块S204，用于获取所述当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将所述应用层APP列表与所述V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器。
下载模块S205，用于向所述目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供所述目标云节点根据所述请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从所述FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，所述请求信息携带所述待迁移的V2X服务列表。
连接模块S206，用于当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
双重身份验证模块，用于基于身份信息，对车辆从运营商及交管系统角度进行双重身份验证，所述双重身份验证包括：验证车辆对应用户的签约情况、合法情况、V2X服务权限的签约情况的运营商验证，以及验证车辆的合法情况的交管验证。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
申请模块，用于当接收到所述目标边缘云节点反馈的资源申请信息后，向所述目标边缘云节点发起虚拟化层实例化申请，供所述目标边缘云节点根据所述虚拟化层实例化申请依次从数据仓库下载虚拟机镜像或容器镜像，所述虚拟化层实例化申请携带虚拟化层实例化列表。
关于基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统的具体限定可以参见上文中对于基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的限定，在此不再赘述。上述基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302、通信接口(Communications Interface)303和通信总线304，其中，处理器301，存储器302，通信接口303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器302中的逻辑指令，以执行如下方法：采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于车辆行驶信息，结合当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开区域范围的预估时长；当预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取身份信息中车辆具备的V2X服务权限；获取当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；获取当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将应用层APP列表与V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；向目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供目标云节点根据请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，请求信息携带待迁移的V2X服务列表；当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，并供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
此外，上述的存储器302中的逻辑指令可以通过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-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于车辆行驶信息，结合当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开区域范围的预估时长；当预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取身份信息中车辆具备的V2X服务权限；获取当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；获取当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将应用层APP列表与V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；向目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供目标云节点根据请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，请求信息携带待迁移的V2X服务列表；当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，并供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：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。
Claims (10)
1.一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，其特征在于，包括：
采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于所述位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于所述车辆行驶信息，结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的预估时长；
当所述预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于所述身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取所述身份信息中车辆具备的V2X服务权限；
获取所述当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于所述历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；
获取所述当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将所述应用层APP列表与所述V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；
向所述目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供所述目标云节点根据所述请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从所述FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，所述请求信息携带所述待迁移的V2X服务列表；
当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
2.根据权利要求1所述的基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，其特征在于，所述基于所述身份信息对车辆进行鉴权申请，包括：
基于身份信息，对车辆从运营商及交管系统角度进行双重身份验证，所述双重身份验证包括：验证车辆对应用户的签约情况、合法情况、V2X服务权限的签约情况的运营商验证，以及验证车辆的合法情况的交管验证。
3.根据权利要求1所述的基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，其特征在于，所述向所述目标边缘云节点发送资源申请的请求信息之后，还包括：
当接收到所述目标边缘云节点反馈的资源申请信息后，向所述目标边缘云节点发起虚拟化层实例化申请，供所述目标边缘云节点根据所述虚拟化层实例化申请依次从数据仓库下载虚拟机镜像或容器镜像，所述虚拟化层实例化申请携带虚拟化层实例化列表。
4.根据权利要求3所述的基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，其特征在于，所述方法还包括：
持续采集车辆的实时运行轨迹，当基于所述实时运行轨迹能够确定所述目标边缘云节点中的某个目标边缘云节点时，取消所述目标边缘云节点中的其它目标边缘云节点的资源申请资格。
5.根据权利要求3所述的基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法，其特征在于，所述方法还包括：
持续采集车辆的实时运行轨迹，当基于所述实时运行轨迹能够确定所述目标边缘云节点中的每一个目标边缘云节点都不为车辆实时运行轨迹上的下一个边缘云节点时，取消所述目标边缘云节点中的每一个目标边缘云节点的资源申请资格；
获取车辆的当前行驶信息，基于结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的当前预估时长。
6.一种基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，用于采集行驶中车辆的位置信息、车辆行驶信息，基于所述位置信息确定车辆的当前边缘云节点，基于所述车辆行驶信息，结合所述当前边缘云节点对应的区域范围，计算车辆离开所述区域范围的预估时长；
鉴权模块，用于当所述预估时长小于预设时长时，获取车辆对应的身份信息，基于所述身份信息对车辆进行鉴权申请，当车辆的鉴权申请通过时，获取所述身份信息中车辆具备的V2X服务权限；
求解模块，用于获取所述当前边缘云节点内的历史行驶数据、车辆的历史运动轨迹、以及实时路况，并基于所述历史行驶数据、历史运动轨迹以及实时路况，结合马尔科夫决策过程求解车辆的目标边缘云节点；
上传模块，用于获取所述当前边缘云节点提供的V2X服务的应用层APP列表，并将所述应用层APP列表与所述V2X服务权限进行交集运算，确定车辆待迁移的V2X服务列表，并获取车辆在待迁移的V2X服务列表对应的运行期状态及数据文件上传至FTP服务器；
下载模块，用于向所述目标边缘云节点发送资源申请的请求信息，供所述目标云节点根据所述请求信息下载待迁移的V2X服务列表对应的APP，并从所述FTP服务器下载对应的运行期状态及数据文件，所述请求信息携带所述待迁移的V2X服务列表；
连接模块，用于当检测到车辆进入所述目标边缘云节点对应的区域范围，通过路侧单元连接车辆，供所述目标边缘云节点提供待迁移的V2X服务列表的对应服务。
7.根据权利要求6所述的基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统，其特征在于，所述系统还包括：
双重身份验证模块，用于基于身份信息，对车辆从运营商及交管系统角度进行双重身份验证，所述双重身份验证包括：验证车辆对应用户的签约情况、合法情况、V2X服务权限的签约情况的运营商验证，以及验证车辆的合法情况的交管验证。
8.根据权利要求6所述的基于云边端协同的V2X服务动态迁移系统，其特征在于，所述系统还包括：
申请模块，用于当接收到所述目标边缘云节点反馈的资源申请信息后，向所述目标边缘云节点发起虚拟化层实例化申请，供所述目标边缘云节点根据所述虚拟化层实例化申请依次从数据仓库下载虚拟机镜像或容器镜像，所述虚拟化层实例化申请携带虚拟化层实例化列表。
9.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述基于云边端协同的V2X服务动态迁移方法的步骤。
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