车联网环境下车载任务调度优化方法、设备、介质及产品

专利检索2026-09-28  9


本发明涉及车载任务调度优化,特别是涉及一种车联网环境下车载任务调度优化方法、设备、介质及产品。


背景技术:

1、传统车辆卸载的过程,可以概括为,任务上传、等待计算和计算结果回传这三个步骤。然而当车辆在当前路侧通信单元(roadside unit,rsu)驻留时间不足以等到计算结果时,车辆选择放弃上传任务,选择本地处理任务或者等到下次合适条件时选择传输任务。这样使得对车辆计算资源的负担加重,同时也降低车辆计算任务的效率。目前,有方案提出利用簇的方法提高车辆任务传递的效率,通过在移动性相似的车辆之间建立簇,选举簇头作为代理的方式实现任务的传递,但在城市环境中,车辆之间的轨迹差异很大,簇间的链路不稳定导致性能下降。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种车联网环境下车载任务调度优化方法、设备、介质及产品,可利用道路和车辆网络的轨迹信息提供分簇依据,簇内可以将计算结束的结果共享,提高车辆任务传递的效率,节省计算资源。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、第一方面,本发明提供了一种车联网环境下车载任务调度优化方法,包括:

4、获取目标区域的地理信息、道路信息和车辆网络轨迹信息;

5、根据所述地理信息,构建虚拟城市交通环境;

6、基于遗传算法部署策略,在所述虚拟城市交通环境中部署路侧通信单元,得到第一虚拟城市交通环境;

7、基于所述道路信息和所述车辆网络轨迹信息,采用主成分聚类法,对所述第一虚拟城市交通环境中的各所述路侧通信单元进行分簇,得到第二虚拟城市交通环境;所述第二虚拟城市交通环境中包括多个主成分簇;所述主成分簇为由多个路侧通信单元构成的;

8、根据第二虚拟城市交通环境所述主成分簇,采用车辆状态转换算法和路侧通信单元状态转换算法,确定车载任务的多计算任务卸载过程。

9、可选的,所述遗传算法部署策略为以优化网络通信延迟和路侧通信单元服务的覆盖范围为目标的部署策略。

10、可选的,所述网络通信延迟的优化公式具体为:

11、

12、其中,z为网络通信延迟,代表在路口j处部署路侧通信单元之后在时间段t时减少的延迟值;是在时段t期间通过路口j的流量;αj∈{0,1},当αj为1时,代表路口j部署有路侧通信单元;lj代表路口j处有新覆盖的路段数,s代表路口总数,一天共有t个时间段。

13、可选的,所述路侧通信单元服务的覆盖范围的优化公式具体为:

14、

15、其中,y为路侧通信单元服务的覆盖范围,lj代表路口j处有新覆盖的路段数,s代表路口总数,c代表路段总数,一天共有t个时间段;αj∈{0,1}代表路口j部署有路侧通信单元。

16、可选的,基于所述道路信息和所述车辆网络轨迹信息,采用主成分聚类法,对所述第一虚拟城市交通环境中的各所述路侧通信单元进行分簇,得到第二虚拟城市交通环境,具体包括:

17、基于所述道路信息和所述车辆网络轨迹信息,确定所述第一虚拟城市交通环境中的多个初始簇中心;所述初始簇中心为车辆网络轨迹密度高的位置点;

18、对于每一所述初始簇中心,将与所述初始簇中心覆盖相同道路的路侧通信单元添加至所述初始簇中心的簇中,得到第二虚拟城市交通环境。

19、可选的,在得到第二虚拟城市交通环境后,还包括:

20、针对每一簇,根据所述车辆网络轨迹信息中,车辆轨迹在周期内与路侧通信单元周围的道路的通过命中数据,计算道路与所述路侧通信单元的亲和程度;

21、当所述道路与所述路侧通信单元的亲和程度小于设定阈值时,所述道路与所述路侧通信单元之间连接断开。

22、第二方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:存储器、处理器以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计算机程序以实现第一方面所述一种车联网环境下车载任务调度优化方法的步骤。

23、第三方面,本发明提供了一种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第一方面所述一种车联网环境下车载任务调度优化方法的步骤。

24、第四方面,本发明提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序/指令被处理器执行时实现第一方面所述一种车联网环境下车载任务调度优化方法的步骤。

25、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

26、本发明提供了一种车联网环境下车载任务调度优化方法、设备、介质及产品,首先搜集目标区域的地理信息、道路信息及车辆网络轨迹数据。随后,基于这些地理信息,构建了一个虚拟的城市交通环境。接着,运用遗传算法部署策略,在此虚拟环境中部署路侧通信单元(rsu),进而形成第一虚拟城市交通环境。为了进一步提升效率,本发明利用主成分聚类法,结合道路信息和车辆网络轨迹数据,对第一虚拟环境中的rsu进行分簇,从而形成第二虚拟城市交通环境。在这个新环境中,包含了多个由多个rsu构成的主成分簇。最后,根据第二虚拟环境的主成分簇,本发明采用车辆状态转换算法和rsu状态转换算法,确定了车载任务的多计算任务卸载过程。本发明选择利用相对稳定的rsu构建簇,并依据道路和车辆网络的轨迹信息进行分簇。这种设计使得簇内可以共享计算结束的结果,不仅扩大了车辆的活动范围,而且使得具有相似任务的车辆在区域内可以共享结果,从而有效地节省了计算资源。



技术特征:

1.一种车联网环境下车载任务调度优化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种车联网环境下车载任务调度优化方法,其特征在于,所述遗传算法部署策略为以优化网络通信延迟和路侧通信单元服务的覆盖范围为目标的部署策略。

3.根据权利要求2所述的一种车联网环境下车载任务调度优化方法,其特征在于,所述网络通信延迟的优化公式具体为:

4.根据权利要求2所述的一种车联网环境下车载任务调度优化方法,其特征在于,所述路侧通信单元服务的覆盖范围的优化公式具体为:

5.根据权利要求1所述的一种车联网环境下车载任务调度优化方法,其特征在于,基于所述道路信息和所述车辆网络轨迹信息,采用主成分聚类法,对所述第一虚拟城市交通环境中的各所述路侧通信单元进行分簇,得到第二虚拟城市交通环境,具体包括:

6.根据权利要求1或5所述的一种车联网环境下车载任务调度优化方法,其特征在于,在得到第二虚拟城市交通环境后,还包括:

7.一种计算机设备,包括:存储器、处理器以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计算机程序以实现权利要求1-6中任一项所述一种车联网环境下车载任务调度优化方法的步骤。

8.一种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权利要求1-6中任一项所述一种车联网环境下车载任务调度优化方法的步骤。

9.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述一种车联网环境下车载任务调度优化方法的步骤。


技术总结
本发明公开一种车联网环境下车载任务调度优化方法、设备、介质及产品,涉及车载任务调度优化技术领域,该方法包括获取目标区域的地理信息、道路信息和车辆网络轨迹信息;根据地理信息构建虚拟城市交通环境;使用遗传算法部署路侧通信单元,得到第一虚拟城市交通环境;采用主成分聚类法对路侧通信单元进行分簇,得到第二虚拟城市交通环境;根据主成分簇,采用车辆和路侧通信单元状态转换算法确定多计算任务卸载过程。本发明将多个路侧通信单元构建成簇,利用道路和车辆网络的轨迹信息提供分簇依据,簇内可以将计算结束的结果共享,提高了车辆任务传递的效率,节省计算资源。

技术研发人员:刘劼,范松,郑为杰,李若南,李金龙
受保护的技术使用者:哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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