一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制制造技术

本发明专利技术涉及数据采集处理技术领域，更具体公开了一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制，其处理流程为：步骤一、设备实时数据接入和按区域存储：接入实时的设备运行数据，并将运行数据根据其地理位置进行存储索引，且相同的设备只存储最新的一条数据，历史数据不进行存储，数据也将以区域为单位、索引的唯一方式对外提供；步骤二、区域交通特征识别：公共识别算法模块，为整个调度算法提供数据基础；本发明专利技术基于地理区域的智能交通网联应用是使用路侧、车载设备等采集的数据，为交通参与者提供融合感知、协同决策与控制服务的计算单元，是区域性交通参与者进行协同的决策中心单元。协同的决策中心单元。协同的决策中心单元。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制


[0001]本专利技术涉及数据采集处理
，更具体地涉及一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制。

技术介绍

[0002]现有调度机制应用于基于地理区域交通参与者数据进行智能交通网联应用场景计算的边缘云，旨在保障此种应用计算延时可控、可监测、可自我调节，提高边缘云应用计算效率。
[0003]设备感知数据通过网关接入至边缘云，边缘云内部通过数据总线提供给应用使用，由于数据总线没有识别应用需求数据的能力，将全量的设备感知数据提供给每个应用，每个应用对全量的数据进行计算，并通过空间索引将地理位置相关的数据从全量的数据存储中检索出来，然后再将计算得出的协同感知、决策、控制命令通过网关下发给对应的设备。整个过程的数据、计算调度过程简单，但是效率低下，在数据的分发过程中不考虑应用适用的路况信息，不考虑应用对地理连续会话的需求，将全量的数据提供给每个应用，每个应用需要对每条数据进行计算，致使有用命令的计算相对延时，且由于按设备id分区，设备上线、下线的变动，每个计算任务处理数据量上下波动，波动上限不可控，导致阶段性的计算阻塞，使计算延时，实时性下降，导致计算结果失效。
[0004]车辆数据上传频率为10hz，平均并发在线率60％，峰值并发在线率为80％，区域内有一条长度为5公里的路，在这5公里内只有一段路是急转弯，涉及路段范围大概是500米，其余部分全是直行路段，某应用A实现了在急转弯路段进行盲区识别与预警的功能，在现有的处理体系下应用A需要处理的数据量为：10000(辆)*10(条/秒/辆)*80％＝8w(条/秒)，若每个任务的处理能力为800条/秒,则需要100个并行任务进行处理，才能处理的过来；且由于<1>、峰值内的并发设备的key值范围是变动的，<2>、当前按key分区不可能是完全均衡的，且不好控制，导致实际的处理过程中，某些任务被分配了远远大于800条/s的数据，有的任务被分配了小于800条/秒的数据，导致负载的不均衡，实际负载超过设计能力的任务会产生计算的阻塞，长时间的阻塞导致延时不可控，致使应用失效；
[0005]应用只是希望获取到500米道路范围内的车，假设每辆车的平均车长为5米，且车与车之间无间隔，此车道为4车道，则此应用计算的最大并发计算量为也就是4(车道)*500(米/车道)/5(米/辆)*10(条/秒/辆)＝4000条/秒，比原来的8w条/秒,降低了20倍。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0007]本专利技术提供如下技术方案：一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制，其处理流程为：
[0008]步骤一、设备实时数据接入和按区域存储：接入实时的设备运行数据，并将运行数据根据其地理位置进行存储索引，且相同的设备只存储最新的一条数据，历史数据不进行存储，数据也将以区域为单位、索引的唯一方式对外提供；
[0009]步骤二、区域交通特征识别：公共识别算法模块，为整个调度算法提供数据基础，包含如下几个基础模块：流量统计模块，对各区域块进行流量统计，计算区域块流量的波动范围，确定区块流量的峰值，以为确定应用计算范围提供数据支撑；交通路况识别模块，此模块对区域块、区域块组合内的数据进行路况分析、识别，将识别的路况进行路况模型分类标注；
[0010]步骤三、应用调度模块：此模块根据应用的适配路况、计算能力、区域的流量、当前各数据的进程分布情况、应用的部署情况、注册资源的使用情况等进行应用的调度；
[0011]步骤四、运行监控模块：对应用及运行环境的运行状况进行监控，周期性形成运行状况报告，并反馈给应用调度模块和其他应用模块以形成对当前运行状况的评估、帮助持续优化运行。
[0012]进一步的，所述运行监控模块的工作流程：
[0013]步骤一、数据存储调度模块；此模块根据接入设备的实时运行数据，将其经纬度转换为一维的GEOHASH值，并利用其值做为分布式数据存储分区的依据；同时将其注册至存储元数据字典库；
[0014]步骤二、分布式数据缓存区；分布式数据缓存区包含如下的特性：对数据进行按其经纬度所处的区域块进行分布式存储；每次查询只可以查询到区域内交通数据的最新状态，即同一设备数据在同一区域块内有且只有一条数据，且此数据为此设备的最新一条数据，其有一定的过期时间，数据过期后会被清理；数据可被快速读写；对外只提供按区域key进行查询的方式，不提供其它的数据查询方式；
[0015]步骤三、其他数据存储区，存储系统运行依赖的其他配置性数据；
[0016]步骤四、系统运行数据存储区，此模块是整个调度运行的数据支持区域，包含两类重要的数据存储：区域特征数据、主要存储边缘云控制的区域范围数据、每个区域内的数据流量、区域及区域组合的路况特征等信息，以辅助调度任务对应用进行合理的调度；计算任务调度数据，对当前的调度信息进行缓存，主要包含C
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Node信息、C
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Process的信息(包含其同步的区域块列表)、应用的信息(包含应用的计算区域块、监测区域块等信息)、运行的Task信息及其调度信息等；系统数据，包括：a、系统环境的静态信息，如可用的计算节点资源，计算节点的配置信息等；b、系统环境的动态信息，如C
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Node的CPU使用率、内存使用率、网络IO负载、进程的内存使用状况、应用Task运行耗时统计信息；
[0017]步骤五；布式计算模块；此模块是核心计算模块，主要负责应用task执行器的确定、应用的启动、应用的运行、应用的停止，其包含如下两种执行器(进程级别)：系统执行器，执行系统任务，其不同步分布式数据缓存区数据；应用执行器，执行应用任务，可同时启动n个task，执行1～n个相同或不同的应用任务，其功能包含根据调度任务给出的调度任务信息启动任务、停止任务、添加数据区实时同步任务、删除数据区实时同步任务、为应用提供分配数据区内的实时数据、对应用运行状况进行监控。
[0018]进一步的，所述系统任务模块的工作流程为：
[0019]步骤一、任务调度模块：根据上级云平台分配的应用、进行任务的调度，其对如下
因素进行综合分析以确定调度方案。
[0020]步骤二、区域路况识别模块，根据区域交通参与者的类型、行驶速度、行驶方向、位置、高程等信息、结合地图信息，确定路况的类型、区域范围(涉及到的区域块)等信息并进行存储，为任务调度模块提供数据依据；
[0021]步骤三、区域流量监控，计算出路况区域内的交通参与者的流量进行存储
[0022]步骤四、运行环境监控，监控运行环境节点的cpu、内存、网络IO情况，并进行存储，为任务调度模块提供数据依据
[0023]进一步的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制，其特征在于，处理流程为：步骤一、设备实时数据接入和按区域存储：接入实时的设备运行数据，并将运行数据根据其地理位置进行存储索引，且相同的设备只存储最新的一条数据，历史数据不进行存储，数据也将以区域为单位、索引的唯一方式对外提供；步骤二、区域交通特征识别：公共识别算法模块，为整个调度算法提供数据基础，包含如下几个基础模块：流量统计模块，对各区域块进行流量统计，计算区域块流量的波动范围，确定区块流量的峰值，以为确定应用计算范围提供数据支撑；交通路况识别模块，此模块对区域块、区域块组合内的数据进行路况分析、识别，将识别的路况进行路况模型分类标注；步骤三、应用调度模块：此模块根据应用的适配路况、计算能力、区域的流量、当前各数据的进程分布情况、应用的部署情况、注册资源的使用情况等进行应用的调度；步骤四、运行监控模块：对应用及运行环境的运行状况进行监控，周期性形成运行状况报告，并反馈给应用调度模块和其他应用模块以形成对当前运行状况的评估、帮助持续优化运行。2.根据权利要求2所述的一种基于地理区域联网设备数据的智能网联协同驾驶应用的调度机制，其特征在于：所述运行监控模块的工作流程：步骤一、数据存储调度模块；此模块根据接入设备的实时运行数据，将其经纬度转换为一维的GEOHASH值，并利用其值做为分布式数据存储分区的依据；同时将其注册至存储元数据字典库；步骤二、分布式数据缓存区；分布式数据缓存区包含如下的特性：对数据进行按其经纬度所处的区域块进行分布式存储；每次查询只可以查询到区域内交通数据的最新状态，即同一设备数据在同一区域块内有且只有一条数据，且此数据为此设备的最新一条数据，其有一定的过期时间，数据过期后会被清理；数据可被快速读写；对外只提供按区域key进行查询的方式，不提供其它的数据查询方式；步骤三、其他数据存储区，存储系统运行依赖的其他配置性数据；步骤四、系统运行数据存储区，此模块是整个调度运行的数据支持区域，包含两类重要的数据存储：区域特征数据、主要存储边缘云控制的区域范围数据、每个区域内的数据流量、区域及区域组合的路况特征等信息，以辅助调度任务对应用进行合理的调度；系统数据，包括：a、系统环境的静态信息，如可用的计算节点资源，计算节点的配置信息等；b、系统环境的动态信息，如C
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Node的CPU使用率、内存使用率、网络IO负载、进程的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：田万强，陈东，常雪阳，王丹，
申请(专利权)人：云控智行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：