基于移动边缘计算的车联网数据驱动任务卸载系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112188442A(43)申请公布日2021.01.05(21)申请号202011277394.7G06F9/50(2006.01)(22)申请日2020.11.16G06F21/62(2013.01)G06F21/64(2013.01)(71)申请人西南交通大学G06N3/08(2006.01)地址610031四川省成都市高新区西部园G16Y10/40(2020.01)区西南交通大学G16Y20/10(2020.01)(72)发明人戴朋林胡凯文吴晓邢焕来G16Y20/20(2020.01)罗寿西G16Y30/00(2020.01)(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务G16Y40/10(2020.01)所(普通合伙)51241G16Y40/20(2020.01)代理人李鹏G16Y40/30(2020.01)G16Y40/50(2020.01)(51)Int.Cl.H04W4/44(2018.01)H04W4/46(2018.01)H04W28/08(2009.01)H04L29/08(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图1页(54)发明名称基于移动边缘计算的车联网数据驱动任务卸载系统和方法(57)摘要本发明公开了一种基于移动边缘计算的车联网数据驱动任务卸载系统和方法，包括：应用层、车辆层、MEC层和云层。应用层包括数据感知管理、ITS服务管理和道路安全管理；车辆层包括：感知车辆和计算车辆。感知车辆收集各类交通数据并卸载给计算服务器计算，计算车辆为V2V通信范围内的子任务提供计算服务；MEC层包括：MEC服务器和RSU，MEC服务器作为计算服务器和本地调度器部署在RSU附近；云层包括云服务器和主干网，车辆可以通过蜂窝接口将其子任务卸载到云服务器。本发明的优点是：降低了数据驱动任务的服务延迟及服务花费，并且任务卸载架构是分布式的，能够有效降低任务卸载调度的决策时间，提高资源的利用率。CN112188442ACN112188442A权利要求书1/4页1.一种基于移动边缘计算的车联网数据驱动任务卸载系统，其特征在于，包括：应用层、车辆层、MEC层和云层；所述应用层包括：数据感知管理模块、ITS服务管理模块、道路安全管理模块；ITS服务管理模块包括：交通信号控制、异常车辆检测和交通流预测；ITS服务是数据驱动的任务，需要处理分布在道路网络中的感知车辆收集的交通数据；基于数据分布，将数据驱动任务划分为多个子任务；每个子任务与感知车辆感知到的一组交通数据相关联，并且可以并行处理；只有计算了所有子任务的结果后，才能完成任务；数据感知管理模块包括：压缩感知、异常数据检测、用户认证和隐私保护；数据感知管理模块对收集来的数据进行分析和处理；其中，压缩感知能够以低采样频率来重建稀疏信号；异常数据检测能够对车联网中的数据进行检测，去除异常危险数据并且提高信息精度，以保证相关设备的安全；用户认证和隐私保护来保证车联网中信息的可认证性、完整性、不可否认性和私密性；道路安全管理模块包括：气象信息采集、交通信息采集和紧急信息采集；道路安全管理模块能够提高安全管理的自动化水平，实现对道路交通的实时监控，降低道路安全事故的发生率；其中，气象信息采集用于采集实时的气象状况，对道路行驶速度做出限制；交通信息包括车辆占有率、道路交通量、车头时距、车长、车速和交通密度，通过对这些交通信息的采集,能够为道路使用情况分析提供有力的依据；道路交通运行过程中,有时会遇见紧急情况,主要包括交通事故和自然灾害，通过对此类紧急信息的收集，能够提醒附近车辆，有效缓解交通拥堵和避免人员伤亡；所述车辆层包括：感知车辆和计算车辆；感知车辆配备了传感器，能够收集交通数据，可以缓存与几种类型的子任务相关联的数据集，这些数据集必须通过无线通信卸载到附近的计算服务器进行处理；计算车辆用于提供计算服务；计算车辆拥有一个处理器，为V2V通信范围内的子任务进行计算；每次最多允许一个子任务卸载到一辆计算车辆上；所述MEC(移动边缘计算)层包括：MEC服务器和RSU(路侧单元)；MEC服务器配备了一个计算服务器并部署在RSU附近；MEC服务器同时扮演两个角色：计算服务器和本地调度器；作为计算服务器，MEC服务器能够同时处理通过V2I无线通信卸载的多个等待任务；由于车辆的移动性，子任务必须在V2I连接时间内完全上传；作为本地调度器，MEC服务器负责对每个子任务做出卸载决策，包括卸载服务器的选择、无线带宽和计算资源的分配，其中MEC服务器通过检测感知车辆定期广播的心跳消息检索相关任务信息；所述云层包括：云服务器和主干网，云服务器部署在主干网中，车辆可以通过蜂窝接口将其子任务卸载到云服务器；对于V2I覆盖范围之外的子任务