边缘计算环境中基于可信机制的资源分配与定价算法研究

来源 :杨旭涛 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caonidaye_bibibi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
边缘计算的出现解决了传统云计算在实时性、带宽限制和应用服务质量等方面的问题。然而,随着无线接入用户数量的激增和应用场景的不断演进,在共享资源竞争环境下,如何通过社会福利最大化来激励服务提供商共享资源,同时保证资源分配和定价机制的可信性,是边缘计算环境中资源分配面临的新挑战。针对这一挑战,论文以社会福利最大化为目标,基于可信的机制设计,对边缘计算环境中边缘服务器的资源分配与定价机制进行深入研究。论文完成的主要的研究工作如下:(1)针对边缘服务器上连续任务分配问题,论文以提交持续任务的视频监控场景为例,设计了一种基于剩余价值策略的资源分配算法和基于临界值理论的定价算法,其将该问题表示为一个具有多重资源约束的非线性整数规划模型,以解决竞争环境下连续任务分配问题。通过理论证明了机制的可信性和个体理性,实验也表明该方法在执行时间、社会福利和资源利用率方面较现有研究更有优势。(2)针对用户提交任务需求随时间变化的问题,论文以时变云端虚拟机资源分配场景为例,提出了一种面向固定执行时隙的整数规划模型,设计了最优和贪婪近似两种可信拍卖机制,以解决竞争环境下资源分配和定价问题。其中,最优拍卖机制是基于Vickrey-Clarke-Groves(VCG)机制的动态规划(DP)资源分配和定价算法;贪婪拍卖机制是基于优势资源比例排序和二分法的资源分配和定价算法。通过理论证明了两种算法都符合可信机制要求,且计算并证明了贪婪分配算法的近似比率。与最新研究的对比实验表明,所提出的算法具有较高的社会福利、较高的服务用户比例和较短的执行时间。(3)针对计算资源提供商面临的动态任务执行的在线资源分配问题,论文以时变多维资源分配场景为例,提出了一种弹性执行时隙的时变多维资源分配的整数规划模型,设计了基于等待策略和优势资源比排序的资源分配和定价算法。通过理论证明了机制的可信性和个体理性。对比实验表明该方法具有社会福利高、资源利用率高、执行时间短的特点。(4)针对边缘计算场景中涉及共享带宽和异构服务器集群的在线资源分配问题,论文将问题描述为一种带共享资源的多维资源在线分配整数规划模型,基于优势资源比例、等待期策略和服务器选择策略设计了资源分配算法,并基于临界值理论设计了定价算法。通过理论证明了机制的可信性和个体理性,并通过实验分析了共享资源比例、需求规模和相关策略对资源分配的影响。
其他文献
<正>炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)在全球范围内日益流行,工业化国家发病率不断上升[1-3]。几项研究表明,除了直接的医疗后果外,IBD可以导致相当大的身体、精神、情感和经济影响,而所有这些又都可以对生活质量有很大的负担。已有多项研究结果表明IBD患者有更高水平的抑郁和焦虑症状[4-5],进一步研究分析IBD患者在活动期的焦虑和抑郁的患病率分别高达80%
期刊
船舶避碰决策是实现船舶自动避碰的基础。近年来随着信息技术和互联网技术的发展,避障技术取得了很大的进步,船舶避碰决策也成为了研究的热点。当前关于船舶避碰决策研究中还有一些地方需要完善:未考虑到避碰规则的约束;避让行动单一(一味右转避让)等。在此背景下,本文做了以下重点研究:(1)根据船舶会遇局面的发展过程,借助避碰规则和船员通常做法对会遇局面的四个阶段进行了定量分析,本文针对前两个阶段进行了研究,提
学位
信息系统内部威胁风险发生在组织或企业内部,即具有系统合法访问权限的用户对数据安全造成的威胁,用户身份的特殊性导致内部威胁风险一旦发生将造成巨大的损失。而且,针对信息系统内部威胁风险的研究仍然存在诸多的问题和挑战,主要包括:(1)信息系统内部威胁风险具有抽象性、隐秘性、复杂性等特征。面临难以对内部威胁风险进行系统、合理地分析和描述这一关键问题;(2)信息系统内部威胁风险发生一方面具有不确定性,另一方
学位
伴随着我国海上强国战略的提出和航运经济的蓬勃发展,船舶运动控制的理论研究日益倾向于对船舶控制工程实际问题的深入探讨,不断探索鲁棒性、时效性更强,结构和算法相对简单的控制决策已经成为船舶运动控制领域的一项重要课题。针对广义预测控制在控制系统中存在的缺陷,论文将自抗扰技术与广义预测控制相结合,提出一种混合控制算法并应用于船舶运动过程中,实现对航向保持的有效控制。论文为克服自抗扰控制和广义预测控制技术在
学位
水下机器人系统中,摄像系统是水下机器人作业、视觉导航和观测等的必备设备,其获取图像质量好坏直接影响到机器人系统功能的发挥。但在部分海域中,水下观测效果受到海洋或河流水体条件因素制约,观测效果不佳。论文以提高水下目标检测精度为目标,围绕水下目标检测中图像增强算法进行研究与实现,分别利用基于传统数字图像处理方法和基于深度学习方法实现水下图像增强。硬件实现方案是实现水下图像增强的基础,本论文对摄像头模组
学位
世界现有三大经济地区(美国、欧盟和东亚)的贸易绕航现象比较严重,导致船舶运输效率低,成本增加。北极航线作为连接太平洋与大西洋的新航道正是国家深化贸易合作以及世界海运发展的迫切需要。但是由于北极沿线基础设施、航行保障能力不足的影响,北极商业航行存在一定的困难和风险。为此,本文针对极地航行船舶在碎冰航道的冰阻力和碎冰作用下的操纵性预报进行了研究。本文对船舶操纵运动数学模型研究现状及船舶与碎冰之间的相互
学位
传统船舶在系泊作业期间,设备故障、人为失误与恶劣环境条件等多种不利因素的发生,会导致人员伤亡和财产损失等事故频发。为提高船舶靠离泊的安全性,减少事故风险,自动系泊系统逐步发展,并应用于更为安全高效的无人船上。然而,无人船系泊作业异于传统的作业流程,会为船舶和岸基带来新的隐患和风险。为确保无人船运营安全水平不低于传统船舶,提高无人货船自主系泊操作的安全性,需要对自动系泊系统潜在的失效实施风险评估与风
学位
船舶航迹控制器是船舶远洋航行中不可或缺的一部分,不仅可以有效减小舵手的工作强度,更是船舶安全航行的关键。而直线航迹控制是航迹控制中常见的控制策略,有着重要的研究和实际意义。然而船舶在航行时,船舶舵机中存在着由于信号处理、传输、机械传动等产生的时滞现象,导致舵手或自动舵下发的舵令不能实时的控制舵机,产生了输入时滞的问题。而输入时滞的存在会显著增大控制系统的超调量,增加控制器到达稳定的时间,降低控制器
学位
航海模拟器属于航海领域和仿真领域的共同产物,对各国的船员培训和海事研究都具有重大的意义,其关键技术之一主要体现在行为真实感方面,其行为真实感主要是通过船舶运动数学模型所确定。目前航海模拟器中船舶六自由度运动模型是以势流理论为主,但是势流理论是在忽略流体黏性的假定条件下进行的,所以最终结果将与试验结果相差较大。为进一步提高航海模拟器中的行为真实感,本文采用商业软件,以粘性流理论为基础,通过重叠网格技
学位
随着计算机信息新技术、人工智能化的不断发展,科技的力量已经随处可见了,小到日常生活购物,大到航空航天、军事战争,背后都是靠着强大的信息技术作为支撑。而在我国最重要的领土主权方面,科技信息也是必不可少的。本文通过对边防监控与识别的分析与研究,着重针对界江界河地区进行阐述,发现界江界河地区的监控识别技术仍有缺陷,很多地方依旧需要大量的人力物力进行监管。针对此问题,本文利用界江界河处采集的船舶图像,设计
学位