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专利号: 2023102016501
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,包括:

步骤S1:构建电力物联网中边缘服务器效用函数以构建边缘服务器的激励机制模型;

步骤S2:构建电力物联网中电网用户效用函数以构建电网用户的计算任务卸载模型,其中,所述边缘服务器效用函数和所述电网用户效用函数中的两个变量均为所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量和所述边缘服务器给所述电网用户的定价;

步骤S3:根据所述边缘服务器的所述激励机制模型和所述电网用户的所述计算任务卸载模型确定电力物联网计算任务卸载激励优化模型;

步骤S4:基于所述电力物联网计算任务卸载激励优化模型对所述电网用户效用函数中的所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量进行变量求解得到最佳计算任务卸载量,并对所述边缘服务器效用函数中的所述边缘服务器给所述电网用户的定价变量进行求解得到最佳定价;其中,所述电网用户效用函数和所述边缘服务器效用函数中的两个变量均取值所述最佳计算任务卸载量和所述最佳定价时,便于使得电网用户效益最大化和边缘服务器效益最大化;

其中,步骤S1中的边缘服务器效用函数表示如下:

其中, 表示边缘服务器效用函数, 表示第 个电网用户卸载到边缘服务器的计算任务量, 是边缘服务器给第 个电网用户的定价, 表示求和函数, 表示电力物联网中的电网用户个数, 表示边缘服务器执行单位计算任务量的成本;

步骤S2中的电网用户效用函数表示如下:

其中, 为第 个电网用户的效用函数, 为第 个电网用户的满意度因

子, 为取对数函数, 表示对除了第 个电网用户的其他电网用户卸载任务量求和, 为第 个电网用户的能耗决策权重, 表示第 个电网用户完成计算任务的总能耗, 为第 个电网用户的支付成本决策权重, 为第 个电网用户卸载计算任务时向边缘服务器支付的费用。

2.如权利要求1所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,所述步骤S1中,构建电力物联网中边缘服务器效用函数,包括:步骤S11:确定每一电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量,以确定电网用户卸载需求集;确定所述边缘服务器给每一电网用户的定价,以确定边缘服务器价格集;

步骤S12:确定所述边缘服务器执行单位计算任务量的成本,并根据所述成本、所述电网用户卸载需求集中的所述计算任务量和所述边缘服务器价格集中的所述价格构建所述边缘服务器效用函数。

3.如权利要求1所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,所述步骤S2中,构建电力物联网中电网用户效用函数,包括:步骤S21:确定所述电网用户对所述边缘服务器的满意值;

步骤S22:确定所述电网用户本地处理计算任务的能耗和所述电网用户向所述边缘服务器卸载计算任务时的传输能耗,并根据本地处理计算任务的能耗和所述传输能耗确定所述电网用户完成计算任务的总能耗;

步骤S23:确定所述电网用户卸载计算任务时向所述边缘服务器支付的费用;

步骤S24:根据所述满意值、所述总能耗和所述费用构建所述电网用户效用函数。

4.如权利要求3所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,根据所述电网用户的满意度因子和所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量确定所述满意值。

5.如权利要求3所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,所述步骤S22中,确定所述电网用户本地处理计算任务的能耗,包括:确定所述电网用户的总计算任务量和所述电网用户在本地处理计算任务的单位能耗,并根据所述总计算任务量、所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量以及所述单位能耗确定所述电网用户本地处理计算任务的能耗。

6.如权利要求3所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,所述步骤S22中,确定所述电网用户向所述边缘服务器卸载计算任务时的传输能耗,包括:确定所述电网用户的数据传输功率和所述电网用户向所述边缘服务器进行数据传输的数据传输速率,并根据所述数据传输功率、所述数据传输速率和所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量确定所述传输能耗。

7.如权利要求6所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,确定所述电网用户向所述边缘服务器进行数据传输的数据传输速率,包括:确定所述电网用户与所述边缘服务器之间的信道带宽、信道增益和信道高斯白噪声,并根据所述信道带宽、所述信道增益、所述信道高斯白噪声和所述数据传输功率确定所述数据传输速率。

8.如权利要求1所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,所述步骤S3中的所述电力物联网计算任务卸载激励优化模型为条件约束模型,所述条件约束模型的约束条件为:所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量是所述最佳计算任务卸载量,且所述边缘服务器给所述电网用户的定价是所述最佳定价时对应的电网用户效用函数值大于或者等于所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量不是所述最佳计算任务卸载量,且所述边缘服务器给所述电网用户的定价是所述最佳定价时对应的电网用户效用函数值;以及,所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量是所述最佳计算任务卸载量,且所述边缘服务器给所述电网用户的定价是所述最佳定价时对应的边缘服务器效用函数值大于或者等于所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量是所述最佳计算任务卸载量,且所述边缘服务器给所述电网用户的定价不是所述最佳定价时对应的边缘服务器效用函数值。

9.如权利要求1所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法,其特征在于,所述步骤S4中,对所述电网用户效用函数中的所述电网用户卸载到所述边缘服务器的计算任务量进行求偏导,以求解得到所述最佳计算任务卸载量,并对所述边缘服务器效用函数中的所述边缘服务器给所述电网用户的定价变量求偏导,以求解得到所述最佳定价。

10.一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,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1‑9中任一项所述的电力物联网计算任务卸载激励优化方法。