RU2731660C1 - Способ выполнения распределённой фотограмметрической обработки данных в одноранговой сети наземных центров приёма, обработки и распространения информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к распределенным одноранговым информационным системам. Технический результат заключается в повышении быстродействия обработки заявок. Способ выполнения распределенной фотограмметрической обработки данных в одноранговой сети наземных центров приема, обработки и распространения информации, включающий задание для каждого узла свойств, содержащих свойства их ресурсов, правила участия этого узла в выполнении заявок сторонних узлов, а также правила их привлечения для обслуживания собственных заявок с условиями оплаты привлекаемых или предоставляемых ресурсов для выполнения ФГО, формирование и корректировку для каждого узла сети с предоставляемым им ресурсом набора правил, прием одним из узлов сети заявки потребителя на получение результатов ФГО, определение необходимости привлечения ресурсов других узлов сети, отправку планирующим узлом запроса другим узлам сети на получение свойств узлов сети, выбор исполнителей заявки на основе соответствия свойств потенциальных узлов-исполнителей заявки с требованиями запроса, координацию локальных расписаний узлов сети. 4 ил.

Description

Изобретение относится к распределенным одноранговым информационным системам и может быть использовано для организации рационального использования всех ресурсов входящих в ее состав вычислительных центров, принадлежащих различным организациям и ведомствам, с целью наиболее полного удовлетворения заявок потребителей информационных продуктов, производимых этой системой. Предлагаемый способ позволяет осуществить выбор исполнителей заявки, соответствующих ограничениям по требуемым ресурсам (аппаратным, программным и информационным), потенциальным исполнителям заявок, допустимым временным интервалам обслуживания заявок и предусматривает стимулирование вычислительных центров различной принадлежности предоставлять свои ресурсы для обслуживания потока заявок, поступающих в распределенную информационную систему, что позволяет повысить эффективность функционирования этой системы в части сокращения количества заявок, не обслуженных к требуемому времени, а также улучшения свойств предоставляемых потребителю информационных продуктов за счет расширения функциональной номенклатуры отдельно взятого центра посредством получения доступа к ресурсам всей системы.

Известен способ развертывания сенсорной сети (патент RU 2439812 С1 от 22.10.2010 г.), заключающийся в расположении на территории покрытия сети базовых станций, соединенных каналами связи с центральным устройством обработки данных, и узлов сети, соединенных каналами связи с базовыми станциями сети, установлении для каждой из базовых станций сети: истинного значения собственных координат и присвоение значений статистических коэффициентов, идентифицирующих базовую станцию, установлении связи между, по меньшей мере, ближайшими узлами и/или базовыми станциями сети, передачу значений собственных координат и статистических коэффициентов между базовыми станциями и узлами сенсорной сети с определением для узлов сети значения собственных координат.

Недостатком известного способа является наличие центрального устройства обработки данных. В децентрализованных системах такое устройство отсутствует.

Известен способ распространения мультимедийной информации посредством развертывания децентрализованной сети типа peer-to-peer (равный с равным) (патент RU 2465638 С1 от 04.10.2011 г.), заключающийся в трансляции запрошенного потока мультимедийной информации с узла вещателя через публичный узел повторителя, при осуществлении которой делят исходный поток на сегменты, исходя из времени формирования этих сегментов, с присвоением каждому сегменту уникального и постоянного идентификатора. Каждый сегмент загружают в буфер хранения узла участника с последующим копированием сегмента в буфер воспроизведения и удалением указанного скопированного сегмента из буфера хранения при нецелесообразности его дальнейшего сохранения.

Недостатком известного способа является отсутствие механизма выбора оптимального (рационального) узла сети, предоставляющего сервисы.

Известен способ организации peer-to-peer коммуникационного канала (патент US 7167920 В2 от 23.01.2007 г.), заключающийся в формировании узлом пиринговой сети описания канала как виртуального коммуникационного канала для сообщений с одним или более других узлов peer-to-peer сети (в этом описании содержится указание типа канала и информация по ограничениям для конечных узлов peer-2-peer сети, а именно, конечные узлы сети должны соответствовать сетевым интерфейсам других узлов, принадлежащим такому транспортному протоколу, который поддерживается этим типом каналов); формировании ограничений в описании канала для конечных узлов peer-2-peer сети, в которых конечный узел соответствует сетевому интерфейсу транспортного протокола, который поддерживается типом канала; и соединении узла сети с другими узлами через канал в соответствии с сетевым транспортным протоколом.

Недостатком известного способа является отсутствие «механизма» мотивации предоставления своих ресурсов узлам сети, имеющим другую ведомственную или иную принадлежность.

Известен способ авторизации в peer-to-peer сети (патент US 7877480 В2 от 25.01.2011 г.), включающий получение центральным сервером в пределах peer-to-peer сети от первого узла сети поискового запроса на один или более ресурсов peer-to-peer сети; идентификацию центральным сервером ресурса на втором узле peer-to-peer сети, который удовлетворяет поисковому запросу; вставку центральным сервером информации о ресурсе в результаты ответа по поисковому запросу для определения того, что первый узел или пользователь первого узла имеет право доступа к ресурсу; возвращение центральным сервером результатов поиска списка ресурсов для первого узла; получение центральным сервером выбранного первым узлом ресурса из списка найденных ресурсов; формирование центральным сервером авторизационного ключа для первого узла для получения доступа к ресурсу на втором узле; возвращение авторизационного ключа первому узлу для использования выбранного ресурса на втором узле.

Недостатком известного способа является наличие центрального устройства обработки данных.

Известен способ самоорганизации в b2b-сетях (business-to-business) [Городецкий В.И. Многоагентная самоорганизация в b2b сетях // Материалы XII Всероссийского совещания по проблемам управления, ВСПУ-2014, Москва 16-19 июня 2014, с. 8954 - 8966.], в котором предложено объединить все узлы сети посредством информационно-транспортной инфраструктуры, обеспечивающей обмен сообщений между узлами сети, один из узлов сети осуществляет поиск необходимых для выполнения заказа ресурсов в других узлах сети, осуществляет выбор узлов на основе цены за предоставление ресурсов, координация локальных расписаний задействованных узлов сети при выполнении заявки.

Недостатком известного способа является отсутствие операций учета особенностей, свойственных сети наземных центров приема, обработки и распространения информации (НЦПОР) из состава Единой территориально-распределенной информационной системы и отличающих ее от классических производственных сетей, что не позволяет максимально полно обслужить поток заявок потребителей на получение данных дистанционного зондирования (ДЗЗ), поступающих в эту систему.

Наиболее близкими по своей сущности к заявляемому изобретению является способ управления предоставлением ресурсов (патент US 6871232 В2 от 22.05.2005 г.). Данный способ включает: конфигурирование компонента, предоставляющего доступ к сетевым ресурсам, с использованием набора характерных свойств организации, пользовательских ролей каждой организации; определение стратегий предоставления множества ресурсов для каждой организации, основанное на выбранных характерных свойствах организации и пользовательской роли; предоставление, через компонент, предоставляющий доступ к сетевым ресурсам, характерных свойств организации и пользовательской роли от каждой организации, внутренних ресурсов организации или баз данных для множества пользователей; конфигурирование компонента, предоставляющего доступ к сетевым ресурсам, применяя к пользователям стратегии предоставления ресурсов, основанные на характерных свойствах организации и пользовательской роли; группировка организаций для ресурсообмена; конфигурирование компонента, предоставляющего доступ к сетевым ресурсам, для взаимного предоставления ресурсов внутри каждой организации в пределах ресурсообмена на основе стратегии предоставления ресурсов; конфигурирование компонента, предоставляющего доступ к сетевым ресурсам, для выполнения процедуры возврата, когда хотя бы одна из стратегий нарушена.

Недостатками прототипа является:

1) отсутствие «механизмов» стимулирования отдельных узлов к предоставлению своих ресурсов другим узлам сети;

2) отсутствие учета ограничений узлов сети на предоставление своих ресурсов другим узлам, в том числе, в части их принадлежности к какой-либо организации или ведомству. Используемые в прототипе стратегии носят весьма обобщенный характер и не учитывают специфики рассматриваемой сети;

3) отсутствие учета изменения режима функционирования отдельных узлов сети в зависимости от действующих факторов внешней среды;

4) отсутствие учета наличия коалиций узлов в сети и сложившейся жесткой подчиненности одних узлов сети другим, обусловленные принадлежностью нескольких узлов одной организации или ведомству.

Целью изобретения является повышение количества обслуживаемых заявок на получение данных ДЗЗ, поступающих в сеть НЦПОР, в единицу времени за счет рационального использования всех ресурсов этой сети.

При этом считается, что:

1) в НЦПОР имеются ограничения на предоставление своих ресурсов другим центрам сети, в том числе, в части их принадлежности к какой-либо организации или ведомству;

2) возможно изменение режима функционирования отдельных НЦПОР в зависимости от действующих факторов внешней среды, в результате чего условия предоставления ресурсов меняются;

3) в сети имеются коалиции НЦПОР и сложившаяся жесткая подчиненность одних НЦПОР другим, обусловленные принадлежностью нескольких центров одной организации или ведомству.

Заявляемые преимущества обеспечиваются введением новых операций: задание свойств каждого узла сети, содержащих свойства их ресурсов, правила участия этого узла в выполнении заявок сторонних узлов, а также правила их привлечения для обслуживания собственных заявок, условия оплаты привлекаемых (предоставляемых) ресурсов для выполнения ФГО; формирование для каждого узла набора правил на основе свойств узлов, задающих основные семантические ограничения на привлечение их ресурсов, либо предоставление им собственных ресурсов; прием заявки одним из узлов сети (планирующим узлом); определение необходимости привлечения ресурсов других узлов сети, состава и свойств этих ресурсов; отправка запроса планирующим узлом на получение свойств узлов сети и предоставляемых ими ресурсов; оценивание соответствия свойств потенциальных исполнителей заявки ее технологическим ограничениям с использованием правил; оценивание соответствия свойств потенциальных исполнителей заявки организационным ограничениям с использованием правил; запрос стоимости предоставления ресурсов у потенциальных исполнителей заявки; выбор цепочки исполнителей заявки на основе стоимости привлечения ресурсов этих исполнителей; координация локальных расписаний узлов сети, участвующих в обслуживании поступившей заявки.

Сопоставительный анализ технического решения со способом, выбранным в качестве прототипа, показывает, что заявляемый способ отличается новыми операциями, такими как: задание свойств каждого узла сети, содержащих свойства их ресурсов, правила участия этого узла в выполнении заявок сторонних узлов, а также правила их привлечения для обслуживания собственных заявок, условия оплаты привлекаемых (предоставляемых) ресурсов для выполнения ФГО; определение необходимости привлечения ресурсов других узлов сети, состава и свойств этих ресурсов; оценивание соответствия свойств потенциальных исполнителей заявки ее технологическим ограничениям с использованием правил; оценивание соответствия свойств потенциальных исполнителей заявки организационным ограничениям с использованием правил; выбор цепочки исполнителей заявки на основе стоимости привлечения ресурсов этих исполнителей.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Анализ известных технических решений в исследуемой области и в смежных областях позволяет сделать вывод о том, что введенные операции известны. Однако введение их в способ выполнения распределенной фотограмметрической обработки данных в одноранговой сети НЦПОР в указанной последовательности придает этому способу новые свойства. Введенные операции осуществляются таким образом, что позволяют значительно увеличить долю обслуженных заявок относительно числа поступивших заявок за единицу времени, поскольку обеспечивается стимулирование НЦПОР различной принадлежности к предоставлению своих незанятых ресурсов другим НЦПОР сети на коммерческой или иной основе.

Таким образом, техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня развития техники.

Техническое решение может быть использовано в геоинформационных системах, наземных комплексах приема, обработки и распространения данных ДЗЗ, обеспечивающих данными различного стандартного уровня обработки широкий круг потребителей.

Таким образом, изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

На фиг. 1 представлена схема выполнения распределенной ФГО изображений местности в одноранговой сети НЦПОР.

На фиг. 2 представлена схема определения планирующим узлом необходимости организации распределенной ФГО.

На фиг. 3 представлена схема обработки запросов в узлах-потенциальных исполнителях заявки.

На фиг. 4 представлена схема координации локальных расписаний узлов-исполнителей заявки.

Под заявкой потребителя понимается формализованный документ, содержащий требования к результатам ФГО.

Полагается, что каждый НЦПОР обладает собственной подсистемой ФГО. Совокупность этих подсистем всех НЦПОР сети составляют систему распределенной ФГО. Эти подсистемы взаимодействуют между собой посредством каналов связи и образуют b2b-сеть, в которой каждая подсистема ФГО является узлом этой сети.

Под b2b-сетью будем понимать вид экономического и информационного взаимодействия подсистем ФГО из состава НЦПОР различной ведомственной и иной принадлежности, являющихся узлами сети. Целью этого взаимодействия является координация обслуживания потока поступающих в систему заявок на получение данных ДЗЗ с учетом возможности использования незадействованных ресурсов отдельных НЦПОР для обеспечения максимального удовлетворения потребителей в данных ДЗЗ.

Под распределенной ФГО понимается такая фотограмметрическая обработка изображений местности, при которой в рамках обслуживания заявки на предоставление данных ДЗЗ используются ресурсы (аппаратные, программные, информационные) подсистем ФГО различных территориально удаленных НЦПОР.

Количество узлов в рассматриваемой b2b-сети не является постоянным: узлы могут как присоединяться к сети, так и выходить из нее по различным причинам. Все подсистемы ФГО являются равноправными узлами сети, то есть используется модель открытой b2b-сети на основе парных взаимодействий (peer-2-peer). Взаимодействие узлов в такой сети осуществляется посредством коммуникационно-транспортной инфраструктуры, реализующей функции, поддерживающие координацию локальных расписаний этих узлов.

В узлы b2b-сети поступают заявки по территориальному или ведомственному принципу в режиме реального времени. Распределенная ФГО организуется в b2b-сети в том случае, когда подсистема ФГО, в которую поступила заявка, не может ее обслужить имеющимися в ее распоряжении ресурсами по каким-либо причинам. В процессе выполнения распределенной ФГО возможно разбиение заявки на частично упорядоченное множество подзаявок.

Процессом поиска исполнителей для каждой такой заявки (подзаявки) в сети подсистем ФГО управляет та подсистема ФГО, в которую эта заявка поступила. Далее будем называть ее планирующей подсистемой ФГО. Все подсистемы ФГО сети, предоставившие свои ресурсы для обслуживания этой заявки, называются исполнительными подсистемами ФГО или исполнителями, а подсистемы ФГО, которые обладают требуемыми для обслуживания заявки ресурсами, - потенциальными исполнителями.

Пусть система распределенной ФГО включает N подсистем, совокупность которых обозначим

, где C_n - n-я подсистема ФГО. Введем множество графов Θ_i Θ_i ∈ Θ), которые могут быть построены при обслуживании i-й заявки. Любая дуга каждого из этих графов соответствует возможным информационным и экономическим связям между подсистемами ФГО в процессе обслуживания i-й заявки. Каждая дуга характеризует предоставление планирующей подсистеме ФГО некоторого ресурса одной из подсистем ФГО. Узлами графа являются подсистемы ФГО.

Тогда для каждой заявки планирующей подсистеме ФГО необходимо найти исполнителей на динамически меняющемся множестве подсистем ФГО сети, таким образом, чтобы осуществлялась оптимизация ее целевой функции в условиях действующих ограничений

Результатом указанного выбора должен быть граф θ_i из Θ_i с такой структурой, при которой значение целевой функции

планирующей подсистемы ФГО в области поиска Ξ, заданной ограничениями, было бы максимальным. То есть

где Ξ - область поиска потенциальных исполнителей заявки, заданная ограничениями: O(R_n) - на ресурсы, требуемые для обслуживания заявки; O(С) - на состав потенциальных исполнителей заявок; O(R_n × С) - на привлечение (предоставление) конкретных ресурсов конкретных подсистем ФГО; O(Т) - на допустимые временные интервалы обслуживания заявки.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем.

1. Задание свойств каждого узла

Свойства узлов сети задаются обычно один раз при подключении узла сети, и могут корректироваться в процессе его функционирования. Свойства для n-го узла (подсистемы ФГО) представим тройкой

где

- свойства ресурсов R_n n-й подсистемы ФГО (аппаратных, программных, информационных); Ω_n - правила участия подсистемы ФГО в выполнении заявок сторонних подсистем ФГО, а также правила их привлечения для обслуживания собственных заявок; Р_n - условия оплаты привлекаемых (предоставляемых) ресурсов для выполнения ФГО.

Так, компонент

содержит описание состава имеющихся в распоряжении n-й подсистемы ФГО ресурсов с указанием их свойств. Свойства программных ресурсов отражают: реализованные методы (алгоритмы) ФГО изображений местности, свойства потенциально достигаемых с их использованием результатов, потребные информационные ресурсы и др. Свойства аппаратных ресурсов отражают их ориентировочную производительность при использовании тех или иных программных ресурсов и другие сведения. Свойства информационных ресурсов содержат структурированное описание опорных изображений местности, данных геодезических измерений, цифровых моделей рельефа местности и другой информации, имеющейся в этой подсистеме.

2. Формирование для каждого узла набора правил на основе свойств узлов, задающих основные семантические ограничения на привлечение их ресурсов, либо предоставление им собственных ресурсов.

Набор правил предназначен для учета ограничений при поиске исполнителей заявки. Ограничения O(R_n) являются технологическими, то есть определяющими наличие в подсистеме ФГО ресурсов, которые принципиально позволяют получить результаты ФГО, удовлетворяющие требованиям i-й заявки. Ограничения O(C) и O(R_n × С) являются организационными, то есть характеризующими соответствие некоторой подсистемы ФГО, ресурсы которой планируется привлекать для обслуживания заявки, правилам их привлечения.

Компонент Ω_n содержит правила, задающие следующие основные семантические ограничения на решение (1):

- по перечню потенциальных исполнителей заявок, регламентирующие выбор подсистем ФГО на основе их организационной принадлежности и выполняемых ими видов ФГО;

- по выработке стратегии выбора потенциальных исполнителей заявок, определяющие разбиение этих исполнителей на страты (коалиции, «соседи» и т.п.) и приоритетность выбора исполнителей каждой страты в зависимости от свойств заявки;

- по приему заявок из других подсистем ФГО, определяющие саму возможность обслуживания заявки, поступившей от подсистемы ФГО той или иной принадлежности, а также набор операций ФГО, разрешенный для выполнения в интересах этой подсистемы.

Каждое правило b∈В представляется в форме «если α, то β». То есть, если потенциальный исполнитель заявки обладает свойством α, то с графами, содержащими этого исполнителя в качестве узла, выполняется операция β, определяющая возможность использования этих графов при решении (1). Набор правил в каждой подсистеме ФГО формируется заранее. Каждое правило из этого набора является обобщением решений различных типовых задач выбора потенциальных исполнителей заявок.

3. Прием заявки на получение данных ДЗЗ одним из узлов сети (планирующим узлом).

В рамках данной операции осуществляется регистрация и анализ заявки, определение требований потребителя к результатам ФГО.

4. Определение необходимости привлечения ресурсов других узлов сети, состава и свойств этих ресурсов.

В рамках этой операции осуществляется определение ресурсов, необходимых для выполнения ФГО в соответствии с требованиями заявки; оценка возможностей использования собственных ресурсов для обслуживания заявки. Если по каким-либо причинам заявка не может быть обслужена в планирующем узле сети, то принимается решение об организации распределенной ФГО. Причины могут быть технологическими (узел не может выполнить все операции), ресурсными (узел перегружен уже принятыми заявками) или экономическими (распределенный процесс выполнения конкретной заявки обходится дешевле) и др.

Определяются состав и свойства ресурсов, планируемых к привлечению в других узлах сети. Формулируются ограничения на основе требований заявки и правил из Ω_n планирующего узла. Определяются финансовые ресурсы, которые могут быть выделены для оплаты получаемых ресурсов.

5. Отправка запроса планирующим узлом на получение свойств узлов сети и предоставляемых ими ресурсов.

В рамках выполнения данной операции отметим следующее.

Некоторые подсистемы ФГО из состава сети, имеющие одну и ту же ведомственную принадлежность, в первую очередь будут стремиться к привлечению ресурсов «своего» ведомства для обслуживания поступающих заявок. Группы таких подсистем образуют коалиции в b2b-сети. Считается, что у узлов, входящих в коалицию, имеются прямые коммутационные каналы. Назовем эти узлы «соседними».

В процессе обслуживания заявок у некоторого узла b2b-сети может сформироваться ряд исполнителей по конкретным видам ФГО, которые хорошо себя зарекомендовали при обслуживании предыдущих заявок. Очевидно, что привлечение ресурсов таких узлов сети с позиций рассматриваемого узла будет более предпочтительной по сравнению с остальными. Такие узлы также отнесем к «соседним».

По мере накопления каким-либо узлом опыта сотрудничества в b2b-сети те узлы, чьи ресурсы регулярно привлекаются для обслуживания заявок, переводятся в разряд «соседних». При поиске ресурсов, необходимых для обслуживания заявки, сначала запрос посылается «соседним» узлам. Если «соседние» узлы не могут по каким-либо причинам предоставить эти ресурсы, то их поиск осуществляется уже в масштабе всей сети. Взаимодействие отдельно взятой подсистемы ФГО с членами коалиций и «соседями» регулируется правилами функционирования этой подсистемы, и реализуется посредством выбора стратегии поиска ресурсов.

Таким образом, в первую очередь запрашиваются свойства «соседних» узлов. Обработка запросов этими узлами поясняется на фиг. 3.

6. Оценивание соответствия свойств потенциальных исполнителей заявки ее технологическим ограничениям с использованием правил.

На основе

, а также сведений, полученных от других подсистем ФГО, планирующая подсистема ФГО для каждой заявки должна выбрать исполнителя, то есть, конкретный узел b2b-сети, в котором она будет обслуживаться.

Соответствие свойств потенциального исполнителя заявки технологическим ограничениям определяется по выражению

где

- функция сравнения свойств

ресурсов со свойствами

ресурсов, требуемых для обслуживания заявки; ε^r - пороговое значение.

Рекомендуется за основу в функции

брать модель свертки, содержащую эвристические правила лингвистического типа. Это позволяет использовать в (3) свойства ресурсов, которые нельзя задать количественно, но можно выразить качественно. Кроме того, указанная модель учитывает норму (математическое ожидание) каждого свойства и допустимое отклонение от этой нормы. При строгой формализации (3) функция ρ^r может быть сведена к проверке истинности высказывания

.

7. Оценивание соответствия свойств потенциальных исполнителей заявки организационным ограничениям с использованием правил.

Тогда множество

графов, включающих только потенциальных исполнителей, которые соответствуют организационным ограничениям В, можно представить как

.

Множество

может быть получено m-шаговым усечением Θ_i посредством последовательного применения правил В. При этом для каждого правила b величины

и Ω^mp связаны соотношениями:

То есть, если у множества графов узлы обладали свойствами

, то после применения правила b посредством усечения этого множества сформировано новое множество графов, узлы которых обладают свойствами Ω^mp.

Известные решения предполагают использование всех правил из В при проверке свойств потенциальных исполнителей заявки. Однако, часто указанные свойства бывают зависимы. Так, одно свойство может комплексно характеризовать в какой-либо области этого исполнителя, тогда как ряд других свойств лишь детализируют это комплексное свойство. Тогда наиболее целесообразным представляется иерархический подход к использованию правил, в соответствии с которым сначала оцениваются свойства верхнего ранга, а затем - нижних рангов, соответствующих отдельным свойствам потенциальных исполнителей заявок. Это позволяет сократить цепочку для случаев, когда какие-либо узлы графа, принадлежащего Θ_i, не соответствуют требованиям Ω^mp за счет исключения таких графов из Θ_i на ранних этапах анализа свойств их узлов. Результатом выполнения данной операции являются графы, для которых имеет смысл выражение

где k - количество рангов правил; В₁, В₂, …, В_k - множества правил, отнесенные к соответствующему рангу,

- совокупность свойств потенциальных исполнителей заявки, оцениваемых на j-м шаге;

- совокупность свойств потенциальных исполнителей, полученных посредством усечения Θ_i на основе правила b_j∈B; m - мощность множества В;

- ограничения, накладываемые на свойства потенциальных исполнителей динамически возникающими возмущающими воздействиями (изменение свойств потока заявок, состава сети, приоритетов обслуживания заявок и т.п.).

Отметим, что в правилах В₁ осуществляется проверка потенциальных исполнителей на принадлежность их к «соседям» планирующего узла или к коалиции, в состав которой входит планирующий узел. Кроме того, правила В∈Ω_n задают стратификацию потенциальных исполнителей, которая может осуществляться как по ведомственному, так и по функциональному признакам. Каждая подсистема ФГО имеет собственное множество правил В. Как следствие, состав страт у каждой подсистемы будет индивидуален.

8. Запрос стоимости предоставления ресурсов у потенциальных исполнителей заявки.

Сутью механизмов стимулирования НЦПОР к предоставлению своих простаивающих ресурсов центрам другой принадлежности является возможность получения денежного или иного вознаграждения подсистемой ФГО того или иного НЦПОР за участие в распределенном обслуживании заявки. В рамках реализации этих механизмов осуществляется выбор графа обслуживания заявки (и, как следствие, исполнителей заявки)

посредством проведения аукциона по каждой заявке на множестве узлов сети - потенциальных исполнителей. Таким образом реализуется идея самоорганизации процессов распределенной ФГО в сети НЦПОР.

Планирующая подсистема ФГО один раз посылает запрос на получение цены предоставления требуемых ресурсов от других узлов сети и после получения ответов выполняет их анализ. Данный запрос рассылается всем потенциальным исполнителям заявки, входящим в графы

.

Заинтересованность потенциальных исполнителей в обслуживании предлагаемой заявки определяется на основе функции прибыли

где π_ni - прибыль n-й подсистемы ФГО от выполнения работ по i-й заявке; Ц_i - величина оплаты выполнения работ по i-й заявке; Cm_i - себестоимость выполнения работ по i-й заявке; v_i - объем работ, который необходимо выполнить по i-й заявке;

- величина возможного штрафа из-за невыполнения других заявок объемом

, от которых исполнителю требуется отказаться в пользу обслуживания i-й заявки.

Если величина π_ni превышает некоторое положительное пороговое значение, то исполнитель берется за выполнение работ по i-й заявке. Величина Ц_i каждым исполнителем может задаваться декларативно для каждого вида работ, либо вычисляться на основе эмпирических знаний об условиях выполнения ФГО другими НЦПОР (в том числе и стоимостных). Указанные сведения содержатся в элементах множества Р_n модели (2). Элементы этого множества могут быть представлены как отдельными значениями для каждого вида обработки, так и допустимыми диапазонами этих значений. Указанные значения могут меняться в зависимости от сложившейся конъюнктуры, финансовых, ресурсных и других возможностей n-й подсистемы ФГО. Множеством Р_n определяется возможный коммерческий эффект (прибыль) n-й подсистемы ФГО от распределенного выполнения заявок.

9. Выбор цепочки исполнителей заявки на основе стоимости привлечения ресурсов этих исполнителей.

Целью проведения аукциона планирующей подсистемой ФГО на множестве узлов b2b-сети является одновременно как поиск исполнителей i-й заявки, так и минимизация функции затрат на привлечение ресурсов других подсистем сети. С точки зрения величины прибыли планирующей подсистемы ФГО этот критерий будет иметь вид

где

- значения затрат планирующей подсистемы ФГО на привлечение ресурсов исполнителей заявок, каждому из которых поставлен в соответствие граф из

.

Ограничением в (11) выступает условие π_i≥0. Значением Сm_i представлены собственные затраты планирующей подсистемы ФГО на обслуживание i-й заявки. Затраты на привлечение ресурсов ς могут быть получены на примере функции Кобба-Дугласа (или иным способом)

где Ц_r - коэффициент, характеризующий стоимость использования единицы привлекаемого ресурса r; α, β - неотрицательные константы; ν_r - объем (количество) привлекаемого ресурса r; τ^β - параметр, характеризующий длительность использования ресурса.

Ограничения на величину ς по отдельным видам обработки содержатся в элементе Р_n модели (2). Указанные ограничения с течением времени меняются в связи с изменением финансовых и других возможностей отдельно взятых подсистем ФГО.

Наиболее предпочтительным для организации распределенной ФГО является такой граф из

, у которого ς_i минимально. С использованием выражения (7) и с учетом (12) в планирующей подсистеме ФГО осуществляется ранжирование графов

. Далее планирующей подсистемой ФГО из

выбирается наиболее предпочтительный (в соответствии с (7)) граф. В случае, если узлам этого графа не удастся осуществить координацию расписаний использования ресурсов при обслуживании i-й заявки, то выбирается следующий по предпочтительности граф.

10. Координация локальных расписаний узлов сети, участвующих в обслуживании поступившей заявки.

Данная операция иллюстрируется фиг. 4. При координации указанных расписаний каждый узел должен учитывать ранее принятые на себя обязательства по обслуживанию других заявок. Каждый узел b2b-сети разрабатывает свое расписание с учетом занятости своих ресурсов и координирует его с расписаниями других узлов сети, вовлеченных в обслуживание этой же заявки. Расписания составляются с учетом ограничений O{Т) на допустимые временные интервалы обслуживания заявки, которые представим в виде

где

- момент времени начала обслуживания i-й заявки;

- момент времени ее поступления;

- момент времени завершения обслуживания i-й заявки; ΔT_i - ориентировочное время ее обслуживания;

- директивный момент времени завершения обслуживания

, к которому все работы все работы по этой заявке должны быть выполнены.

Формируемое расписание должно обеспечивать минимум штрафа за запаздывание обслуживания заявок. При этом требование минимизации суммарного времени обслуживания заявок не является обязательным, поскольку у каждой заявки задано директивное время завершения ее обслуживания. Тогда целевую функцию составления расписаний имеет вид

где I - количество заявок; U_i - показатель запаздывания обслуживания i-ой заявки (U_i=1, если завершение обслуживания заявки планируется или происходит позднее директивного времени ее обслуживания, в противном случае U_i=0); w_i - весовой коэффициент, характеризующий относительную важность i-й заявки.

Построение расписаний с целевой функцией (10) известно. С точки зрения организации распределенной ФГО практический интерес представляет определение содержательного смысла коэффициента w_i. С учетом влияния на его значение величины штрафа s_{ш i} за запаздывание обслуживания заявки и продолжительности T_{ш i} этого запаздывания выражение для получения w_i представим в виде

где k_{n i} - приоритетность i-й заявки (k_{n i}=1, если приоритетность заявки определяется только величиной штрафа).

Приоритетность для отдельных заявок в (11) при ожидании обслуживания может меняться из-за изменения режима функционирования НЦПОР, что может приводить к изменению величины w_i необходимости перестроения расписания.

В случае возникновения запаздывания обслуживания заявок подсистема ФГО может: отказаться от их обслуживания; обслужить с учетом штрафов (11); дополнительно привлечь для обслуживания ресурсы других подсистем ФГО.

Отметим, что после определения исполнителей для каждой заявки планирующая подсистема ФГО не осуществляет поиск более выгодных предложений ресурсов. Этим обеспечивается снижение частоты переформирования расписаний узлов b2b-сети, что позволяет достичь устойчивости процессов самоорганизации обслуживания поступающего потока заявок.

Таким образом, при использовании заявляемого способа достигается повышение количества обслуживаемых заявок на получение данных ДЗЗ, из числа поступающих в сеть НЦПОР, в единицу времени за счет привлечения простаивающих ресурсов отдельных НЦПОР. Использование правил функционирования подсистем ФГО позволяет учесть сформировавшиеся коалиции среди НЦПОР, их предпочтения и ограничения при выборе исполнителей заявок. Способ реализует концепцию самоорганизующегося b2b-предприятия, что позволяет планирующим подсистемам ФГО осуществлять поиск ресурсов для обслуживания заявок с позиций минимизации собственных затрат.

Claims (7)

1. Способ выполнения распределенной фотограмметрической обработки (ФГО) данных в одноранговой сети наземных центров приема, обработки и распространения информации, включающий задание для каждого узла свойств, содержащих свойства их ресурсов, правила участия этого узла в выполнении заявок сторонних узлов, а также правила их привлечения для обслуживания собственных заявок с условиями оплаты привлекаемых или предоставляемых ресурсов для выполнения ФГО,
2. формирование и корректировку для каждого узла сети с предоставляемым им ресурсом набора правил на основе свойств узлов, задающих основные семантические ограничения на привлечение их ресурсов, либо предоставление им собственных ресурсов,
3. прием одним из узлов сети (планирующим узлом) заявки потребителя на получение результатов ФГО,
4. определение необходимости привлечения ресурсов других узлов сети, состава и свойств этих ресурсов на основе анализа состава собственных ресурсов узла и состава ресурсов, требуемых для обслуживания поступившей заявки,
5. отправку планирующим узлом запроса другим узлам сети на получение свойств узлов сети (в том числе, принадлежности узла, готовности в предоставлении ресурсов) и предоставляемых ими ресурсов (вид, объем и условия предоставления ресурсов) при поиске необходимых для обслуживания заявки ресурсов из предоставляемых узлами сети,
6. выбор исполнителей заявки на основе соответствия свойств потенциальных узлов-исполнителей заявки с требованиями запроса, а также технологических ограничений с использованием правил путем сравнения свойств ресурсов узлов со свойствами ресурсов, требуемых для обслуживания заявки, в том числе, на основе минимальной стоимости предоставления одного и того же ресурса разными узлами сети планирующему узлу,
7. координацию локальных расписаний узлов сети, участвующих в обслуживании поступившей заявки с учетом занятости своих ресурсов, с расписаниями других узлов сети, вовлеченных в обслуживание этой же заявки.

Images