一种车载网络环境下的多目标实时数据调度算法的制作方法

本发明涉及数据调度算法技术领域，特别涉及一种车载网络环境下的多目标实时数据调度算法。

背景技术

我们考虑基于单个路侧单元(roadsideunit,简称rsu)通信的时态数据分发场景。在车载移动环境中，路侧单元数据库存储的数据具有时态特性，即数据的有效性会随着时间的推移而降低，因此需要进行不断进行数据更新以保证数据有效性。系统考虑利用装有通信装置和传感器的车辆感知和缓存沿途最新时态数据，例如某路段实时车流量、实时车速等。并在rsu的覆盖范围内进行数据上传。另外，车辆会通过按需请求的方式请求感兴趣的数据，rsu负责为其通信范围内的车辆提供数据服务。被请求的数据必须在车辆离开rsu的通信范围前被接收，否则，该服务请求对于车辆来说是失效的，但是现有技术无法既提高数据库中数据质量又保证车辆接收数据的及时性。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种车载网络环境下的多目标实时数据调度算法，以解决现有技术无法既提高数据库中数据质量又保证车辆接收数据的及时性的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种车载网络环境下的多目标实时数据调度算法，包括输入和输出两个流程与四个步骤。

优选的，所述输入新到达和离开的车辆vj的缓存和请求信息。

优选的，所述输出更新数据集合urs和广播数据集合rsu。

优选的，所述四个步骤分别为：a、根据到达车辆和离开车辆信息更新rsu在t时刻的车辆缓存和请求信息；b、选取最好的候选请求rs；c、决定待更新数据集合urs；d、更新集合urs和广播被选择的数据项。

优选的，所述步骤a包括1、for每个新到达的车辆vjdo；2、for每个数据项di∈缓存数据集合hvjdo；3、更新候选上传的车辆集合，即hsdi(t)←hsdi(t)∪{vj}；4、更新待上传的最大数据质量，即qudi(t)←maxvj∈hsdi(t){qvjdi(t)}；5、更新待上传的候选车辆vdi←argmaxvj∈hsdi(t){qvjdi(t)}；6、endfor；7、更新请求列表rd←rd∪{rvj}；8、for每个数据项di∈rvjdo；9、数据项广播的受益车辆集合γdi(t)←γdi(t)∪{vj}；10、endfor；11、endfor；12、for每个离开的车辆vjdo；13、for每个数据项di∈hvjdo；14、更新候选上传的车辆集合，即hsdi(t)←hsdi(t)\{vj}；15、更新待上传的最大数据质量qudi(t)←maxvj∈hsdi(t)\{vj}{qvjdi(t)}；16、更新待上传的候选车辆vdi←argmaxvj∈hsdi(t)\{vj}{qvjdi(t)}；17、endfor；18、更新请求列表rd←rd\{rvj}；19、for每个数据项di∈rvjdo20、更新数据广播的受益车辆集合γdi(t)←γdi(t)\{vj}；21、endfor；22、endfor。

优选的，所述b、步骤b包括for每个vj∈vdo；2、if服务请求rvj满足可调度条件，即t+||rvju(t)||*τ1≤srvjdo；3、ω(t)←ω(t)\{srvj}；4、endif；5、endfor；6、最大优先级pmax←0；7、for每个服务请求rvj∈ω(t)do；8、计算服务请求rvj的优先级，即9、ifp(rvj,t)>pmaxthen；10、pmax←p(di,t)和rs←rvj11、endif12、endfor。

优选的，所述步骤c包括1、选取除rs之外截止日期最紧迫的服务请求，rsec＝argmin{ltvj|rvj∈ω(t)\rs}；2、ut1＝min{srs‐||rsu(t)||*τ1,||rsu(t)||*τ2}2、3、4、确定用于进行数据更新的时间资源，即5、fordi∈rus(t)；6、数据质量增量7、end；8、根据对数据集合rus(t)进行降序排序；9、选取前ut/τ1个数据项加入待更新集合urs。

优选的，所述步骤d1、for每个数据项di∈rus(t)do；2、ifdi∈ursthen；3、选择车辆vdi来更新di；4、qrdi(t+τ1)←qudi(t+τ1)；5、t＝t+τ；6、endif；7、广播数据项di和t＝t+τ2；8、γdi(t)←0。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该一种车载网络环境下的多目标实时数据调度算法通知信息包括缓存信息和请求信息，其中缓存信息包括该车辆沿途缓存的最新数据列表，为路侧单元的数据库更新提供了最新原始数据。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：d‐rsu维护的数据库、udi‐数据di产生的时间戳、ldi‐数据di的采样周期、qrdi(t)‐rsu缓存的数据di在t时刻的数据质量、qvjdi(t)‐车辆vj缓存的数据di在t时刻的数据质量、v‐rsu覆盖范围内的车辆集合、hvj‐车辆vj缓存的数据集合、rvj‐车辆vj请求的数据集合、ruvj(t)‐车辆vj进入rsu覆盖范围的时间、ltvj‐车辆vj离开rsu的离开时间，即服务截止时间srvj。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种车载网络环境下的多目标实时数据调度算法，包括输入和输出两个流程与四个步骤。

其中，所述输入新到达和离开的车辆vj的缓存和请求信息。

其中，所述输出更新数据集合urs和广播数据集合rsu。

其中，所述四个步骤分别为：a、根据到达车辆和离开车辆信息更新rsu在t时刻的车辆缓存和请求信息；b、选取最好的候选请求rs；c、决定待更新数据集合urs；d、更新集合urs和广播被选择的数据项。

其中，所述步骤a包括1、for每个新到达的车辆vjdo；2、for每个数据项di∈缓存数据集合hvjdo；3、更新候选上传的车辆集合，即hsdi(t)←hsdi(t)∪{vj}；4、更新待上传的最大数据质量，即qudi(t)←maxvj∈hsdi(t){qvjdi(t)}；5、更新待上传的候选车辆vdi←argmaxvj∈hsdi(t){qvjdi(t)}；6、endfor；7、更新请求列表rd←rd∪{rvj}；8、for每个数据项di∈rvjdo；9、数据项广播的受益车辆集合γdi(t)←γdi(t)∪{vj}；10、endfor；11、endfor；12、for每个离开的车辆vjdo；13、for每个数据项di∈hvjdo；14、更新候选上传的车辆集合，即hsdi(t)←hsdi(t)\{vj}；15、更新待上传的最大数据质量qudi(t)←maxvj∈hsdi(t)\{vj}{qvjdi(t)}；16、更新待上传的候选车辆vdi←argmaxvj∈hsdi(t)\{vj}{qvjdi(t)}；17、endfor；18、更新请求列表rd←rd\{rvj}；19、for每个数据项di∈rvjdo20、更新数据广播的受益车辆集合γdi(t)←γdi(t)\{vj}；21、endfor；22、endfor。

其中，所述b、步骤b包括for每个vj∈vdo；2、if服务请求rvj满足可调度条件，即t+||rvju(t)||*τ1≤srvjdo；3、ω(t)←ω(t)\{srvj}；4、endif；5、endfor；6、最大优先级pmax←0；7、for每个服务请求rvj∈ω(t)do；8、计算服务请求rvj的优先级，即9、ifp(rvj,t)>pmaxthen；10、pmax←p(di,t)和rs←rvj11、endif12、endfor。

其中，所述步骤c包括1、选取除rs之外截止日期最紧迫的服务请求，rsec＝argmin{ltvj|rvj∈ω(t)\rs}；2、ut1＝min{srs‐||rsu(t)||*τ1,||rsu(t)||*τ2}2、3、4、确定用于进行数据更新的时间资源，即5、fordi∈rus(t)；6、数据质量增量7、end；8、根据对数据集合rus(t)进行降序排序；9、选取前ut/τ1个数据项加入待更新集合urs。

其中，所述步骤d1、for每个数据项di∈rus(t)do；2、ifdi∈ursthen；3、选择车辆vdi来更新di；4、qrdi(t+τ1)←qudi(t+τ1)；5、t＝t+τ；6、endif；7、广播数据项di和t＝t+τ2；8、γdi(t)←0。

实施例2、定义2.4可调度请求集合：该集合包含有可能在截止日期前被满足的所有提交的请求。用||ruvj||表示车辆vj未接收的数据项数量，那么在t时刻的可调度数据集合表示为

定义2.5受益车辆集合：给定数据项di,受益请求集合为在可调度请求集合中的请求并且该请求中的di尚未被满足，那么数据项di的受益请求集合可表示为

定义2.6服务请求的收益：对于一个服务请求r，它的服务请求收益定义为服务请求r中所有尚未满足的数据项的受益请求集合的势之和。

工作原理：首先车辆在进入rsu的通信范围后，会监听v2i通信信道，并发送通知信息给rsu。该通知信息包括缓存信息和请求信息，其中缓存信息包括该车辆沿途缓存的最新数据列表，为路侧单元的数据库更新提供了最新原始数据。而请求信息则包括车辆向rsu请求的数据列表。rsu维护两个信息列表，即上传列表和请求列表。上传(请求)列表的每个数据对应着该rsu通信范围内缓存(请求)该数据的车辆集合。我们的目的是基于该时态数据分发框架，设计一种路侧单元的数据调度算法，既提高数据库中数据质量又保证车辆接收数据的及时性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。