一种电力CPS动态负荷分配方法与流程

本发明涉及大数据技术领域，具体涉及一种电力cps动态负荷分配方法。

背景技术：

信息物理融合系统(cyberphysicalsystem,缩写为cps)是通过3c(computation,communication,control)技术将计算、网络和物理环境融为一体的多维复杂系统，通过多技术有机融合，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。电力cps的潜在应用：对电力系统安全性与经济性的影响分析；对负荷进行管理与控制。智能电网的发展在很大程度上取决于信息技术和分布式并行技术的发展。而其中对电力cps的部署避免不了云计算，云计算(cloudcomputing)代表了细颗粒状分布式并行技术的发展前沿,是近年来得到快速发展的一种崭新的计算模式，是若干新计算技术的统称；其代表了一种基于internet的大规模分布式的计算模式。服务器集群往往需要对新的计算规则部署对应的算法流程。

中国公开专利号cn109299160a，公开日2019年2月1日，发明名称一种基于监控大数据挖掘的电力cps安全性分析方法，公开了一种基于监控大数据挖掘的电力cps安全性分析方法，涉及ecps安全性分析技术领域。该方法首先建立调度控制系统大数据分析的总体架构，以设备风险值为目标进行高风险设备集挖掘；将cps概念与电力系统特点结合，建立电力信息系统的稳态与动态模型；针对每一个高风险设备集，利用电力信息系统动态模型评估通信网络中是否会发生阻塞，并计算之后一个时段内信息系统的性能指标的时变路径，基于此判断可能失去控制的电力设备，并在调控中心数据平台给出报警。其技术方案弥补了现有技术对海量数据利用不充分的不足。

但是其不足之处是此发明调用了历史数据来计算现有计算服务的动态模型，其本质是以迭代类算法或遗传类算法对历史数据的学习统计，需要占用大量的服务器资源，并且在建立新的数据后需要持续对模型进行更新任然需要持续占用服务器资源，在有限的服务器资源环境中如此使用则将大量延长系统建立周期，并且此方法对服务器资源调配依靠学习过程中数据计算负荷分配历史，以及设置读入数据限额的方式来避免服务器堵塞或服务器重载。

技术实现要素：

本发明是针对现有电力cps系统仅仅依靠集中调配或队列输送的方式的不足，提出了一种电力cps动态负荷分配方法，通过动态调整服务器任务顺序来加快任务处理效率减轻服务器集群整体压力。

为解决上述技术问题，本发明人采用以下技术方案：一种电力cps动态负荷分配方法，包括：m1，建立以传递数据所需时间表示的服务器节点间距离表d，获取任务数据队列(b1，b2，……，bm)，m为任务总数量，建立任务分配状态表[qe1，qe2，……，qen]，qei表示服务器i被分配的现有任务量,n为服务器节点总数，从服务器节点队列中选出优选分配队列；m2，新任务产生时查询当前任务分配队列状态，若当前服务器节点重载、超载或连续接收的新任务数量超过设定阈值，则进入步骤m3执行任务转移策略，反之，重复本步骤；m3，查询优先分配队列内剩余服务器节点，如优先分配队列表存在剩余服务器节点则转移任务至该服务器节点，若不存在则查询全部服务器节点队列的剩余服务器节点，如存在剩余服务器节点则转移任务至该服务器节点，反之，则等待t时间后重新执行本步骤；m4，以新任务服务器节点j为发送节点，服务器节点队列中每个服务器节点的任务代价ci，其中ci为服务器节点j向被查询代号为i的服务器节点转移一次新任务所需要产生的数据量，其中1≤i≤n，dij为服务器节点i和服务器节点j之间的距离，b为新任务的任务数据量；m5，取ci最小的任务负荷转移策略，作为最终电力cps动态负荷分配策略。

作为优选，步骤m2包括以下子步骤：a1，设定任务转移策略阈值q1与q2，其中q1<q2；a2，查询服务器节点状态，当前查询服务器节点任务数为q，当q>q2则启动任务转移策略；a3，当前查询服务器节点任务数为q，当q2>q>q1，则服务器节点无动作；a4，当前查询服务器节点任务数为q，当q<q1，则服务器节点加入优先分配队列；a5，任务转移策略只转移查询服务器节点任务队列中新产生的任务，不转移执行中的任务。

作为优选，所述的m1包括以下子步骤：b1，计算新产生的任务的数据量bqe；b2，对新产生的任务进行批处理拆分任务包使得新任务成为任务队列[bqe1，bqe2，bqe3，……，bqen]；b3，以步骤b2任务队列重新执行步骤m2，依次转移任务；b4，记录转移i个任务以后，使得全部服务器节点状态均非重载或超载，统计[bqe1，bqe2，bqe3，……，bqei]的总量为bqez，并记录；b5，后续产生的新任务的数据量bqe直接与bqez比较，大于bqez的新任务则执行步骤b2，小于bqez的新任务则直接进入步骤m2。

作为优选，若产生的新任务数据量小于bqez，且服务器状态重载或超载，则在步骤b4以后重新执行步骤b2至b4，并更新bqez的数值。

通过对综合性任务的分包拆分，可以把任务分发给服务器集群中的其他服务器使一个综合性任务加速处理，同时降低了单个服务器的负载压力，而步骤b5的迭代判断则是对任务数据量的简易判断，通过数据量判断来加速对任务状态的确认，减少由于分包发送给其他服务器而占用通讯的问题；并且在经过多次迭代以后这个值会得到一个适应本地服务器的值，每个在服务器集群里的服务器bqe值均不相等。

作为优选，步骤m4包括以下子步骤：c1，计算当前服务器节点i的任务队列数据总量为bi；c2，估算无新任务加入队列的情况下，当前服务器节点i完成任务时间为ti；c3，遍历请求一次其它服务器节点，并记录得到回应的时间，其中最短的回应时间记为min-dti；c4，根据计算式得到服务器节点i的优先级平衡参数csi；c5，根据c′i＝ci-csi更新数据量代价ci；c6，以步骤c5的c′i作为数据量代价ci带入步骤m4，完成任务数据转移的服务器节点选择。

相比于比简单粗暴的计算任务代价值，引入了服务器处理代价的概念以后，在任务进行转移的时候能够优先分给实际处理能力强的服务器，加速被转移任务的处理货提供被转移任务被处理而非再次的转移的可能性。

本发明的实质性效果在于使用本发明的电力cps动态负荷分配方法，通过动态调整服务器任务顺序来加快任务处理效率减轻服务器集群整体压力。

附图说明

图1为实施例一动态负荷分配方法流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例一：

一种电力cps动态负荷分配方法，如图1所示，包括以下步骤：m1，建立以传递数据所需时间表示的服务器节点间距离表d，获取任务数据队列(b1，b2，……，bm)，m为任务总数量，建立任务分配状态表[qe1，qe2，……，qen]，qei表示服务器i被分配的现有任务量,n为服务器节点总数，从服务器节点队列中选出优选分配队列。具体包括以下子步骤：b1，计算新产生的任务的数据量bqe；b2，对新产生的任务进行批处理拆分任务包使得新任务成为任务队列[bqe1，bqe2，bqe3，……，bqen]；b3，以步骤b2任务队列重新执行步骤m2，依次转移任务；b4，记录转移i个任务以后，使得全部服务器节点状态均非重载或超载，统计[bqe1，bqe2，bqe3，……，bqei]的总量为bqez，并记录；b5，后续产生的新任务的数据量bqe直接与bqez比较，大于bqez的新任务则执行步骤b2，小于bqez的新任务则直接进入步骤m2。若产生的新任务数据量小于bqez，且服务器状态重载或超载，则在步骤b4以后重新执行步骤b2至b4，并更新bqez的数值。

m2，新任务产生时查询当前任务分配队列状态，若当前服务器节点重载、超载或连续接收的新任务数量超过设定阈值，则进入步骤m3执行任务转移策略，反之，重复本步骤。具体包括以下子步骤：a1，设定任务转移策略阈值q1与q2，其中q1<q2；a2，查询服务器节点状态，当前查询服务器节点任务数为q，当q>q2则启动任务转移策略；a3，当前查询服务器节点任务数为q，当q2>q>q1，则服务器节点无动作；a4，当前查询服务器节点任务数为q，当q<q1，则服务器节点加入优先分配队列；a5，任务转移策略只转移查询服务器节点任务队列中新产生的任务，不转移执行中的任务。

m3，查询优先分配队列内剩余服务器节点，如优先分配队列表存在剩余服务器节点则转移任务至该服务器节点，若不存在则查询全部服务器节点队列的剩余服务器节点，如存在剩余服务器节点则转移任务至该服务器节点，反之，则等待t时间后重新执行本步骤。

m4，以新任务服务器节点j为发送节点，服务器节点队列中每个服务器节点的任务代价ci，其中ci为服务器节点j向被查询代号为i的服务器节点转移一次新任务所需要产生的数据量，其中1≤i≤n，dij为服务器节点i和服务器节点j之间的距离，b为新任务的任务数据量。具体包括以下子步骤：c1，计算当前服务器节点i的任务队列数据总量为bi；c2，估算无新任务加入队列的情况下，当前服务器节点i完成任务时间为ti；c3，遍历请求一次其它服务器节点，并记录得到回应的时间，其中最短的回应时间记为min-dti；c4，根据计算式得到服务器节点i的优先级平衡参数csi；c5，根据c′i＝ci-csi更新数据量代价ci；c6，以步骤c5的c′i作为数据量代价ci带入步骤m4，完成任务数据转移的服务器节点选择。

m5，取ci最小的任务负荷转移策略，作为最终电力cps动态负荷分配策略。

通过对综合性任务的分包拆分，可以把任务分发给服务器集群中的其他服务器使一个综合性任务加速处理，同时降低了单个服务器的负载压力，而步骤b5的迭代判断则是对任务数据量的简易判断，通过数据量判断来加速对任务状态的确认，减少由于分包发送给其他服务器而占用通讯的问题；并且在经过多次迭代以后这个值会得到一个适应本地服务器的值，每个在服务器集群里的服务器bqe值均不相等。

对比简单粗暴的计算任务代价值，引入了服务器处理代价的概念以后，在任务进行转移的时候能够优先分给实际处理能力强的服务器，加速被转移任务的处理货提供被转移任务被处理而非再次的转移的可能性。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。