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申请/专利权人：广东技术师范大学

摘要：本发明公开了一种融合用户意图与知识图谱的网算资源协同调度方法，涉及边缘计算技术领域，其技术方案要点是：构建边缘计算知识图谱本体模型、基于本体模型和收集的边缘计算系统信息构建边缘计算系统的知识图谱，根据输入的用户意图与知识图谱生成网算资源协同调度策略并下发到边缘计算系统执行，并根据边缘计算系统的状态变化更新网算资源协同调度策略和知识图谱，通过该方法自动将应用用户的意图转换成边缘计算系统可识别的网算资源需求，自动生成网络、算力资源协同调度的策略并执行，增强网络管理的自动化能力，提高边缘计算系统的资源效用，满足应用用户的服务体验满意度需求。

主权项：1.一种融合用户意图与知识图谱的网算资源协同调度方法，其特征是：包括以下步骤：S101：基于用于描述算力网络和边缘计算的概念和信息，构建边缘计算知识图谱本体模型；S102：根据收集的边缘计算系统的网络信息和算力信息、基于步骤S101所述本体模型构建所述边缘计算系统的知识图谱，具体方式包括：根据步骤S101所述本体模型中本体间的基本关系确定网络节点、计算节点、算力实体以及实体属性之间的关系，并将上述实体和实体属性作为顶点，将上述关系作为边，构建所述边缘计算系统的知识图谱；S103：周期性监测用户意图；通过判断用户输入的意图、用户意图的时效性以及步骤S102所述知识图谱生成网算资源协同调度策略并下发到所述边缘计算系统执行，更新所述知识图谱，并处理意图过期的情况；进一步判断是否有用户意图过期，若是，释放所述用户意图的资源，从所述知识图谱中删除所述意图及关联的实体和关系，若否，继续执行周期性监测用户意图；步骤S103所述更新知识图谱的具体包括以下步骤：S50-A：识别用户意图并更新所述边缘计算系统的知识图谱；步骤S50-A具体包括以下步骤：S50-A01~S50-A02：判断用户意图是否采用文本形式表达并将其转换为文本形式；S50-A03：采用命名实体识别方法识别S50-A01所述用户意图文本中的关键词组；S50-A04：根据用户意图标识号和关键词组，判断所述知识图谱中是否已经存在所述意图，若是，前往步骤S50-A05，若否，跳往步骤S50-A06；S50-A05：判断所述意图的关键词组是否发生变化，若是，跳往步骤S50-A07，若否，跳往步骤S50-A16；S50-A06：在所述知识图谱中增加一个用户意图实体，前往步骤S50-A07；S50-A07:判断所述关键词组中是否包含应用场景信息，若是，前往步骤S50-A08；若否，跳往步骤S50-A09；S50-A08：在所述知识图谱中增加应用场景实体和关系，前往步骤S50-A09；S50-A09:判断所述关键词组中是否包含业务信息，若是，前往步骤S50-A10，若否，跳往步骤S50-A11；S50-A10:在所述知识图谱中增加业务实体和关系，前往步骤S50-A11；S50-A11：判断所述关键词中是否包含算力服务需求信息，若是，前往步骤S50-A12；若否，跳往步骤S50-A13；S50-A12：在所述知识图谱中增加算力实体和属性，以及用户意图到算力实体的关系，前往步骤S50-A13；S50-A13：判断所述关键词中是否包含网络服务需求信息，若是，前往步骤S50-A14；若否，跳往步骤S50-A15；S50-A14：在所述知识图谱中增加网络能力实体和属性，以及用户意图到网络能力实体的关系，前往步骤S50-A15；S50-A15：检查所述用户意图在所述知识图谱中的资源需求路径，本知识图谱更新过程结束；S50-A16：放弃所述用户意图，本知识图谱更新过程结束；S50-B：根据步骤S50-A所述知识图谱生成网算资源协同调度策略并下发到边缘计算系统执行；步骤S50-B具体包括以下步骤：S50-B01：根据输入的用户意图信息提取数据源的位置信息，并在知识图谱中建立业务实体与对应数据源节点的数据来源关系；S50-B02：根据提取的用户意图数据源节点实体，并在知识图谱中形成意图数据源集，对每一个源节点检查其存在性并在知识图谱中进行以下处理：S50-B0201：在知识图谱中寻找满足业务实体算力需求的计算节点，形成计算节点候选集；S50-B0202：根据知识图谱中的网络拓扑信息，找出满足业务实体网络需求的传输路径，形成源节点的网络传输路径候选集；S50-B0203：提取网络传输路径候选集和计算节点候选集的交集，形成可达计算节点候选集；S50-B0204：判断所述可达计算节点候选集是否为空，若是，跳往步骤S50-B0206，若否，前往步骤S50-B0205；S50-B0205：从所述网络传输路径候选集中为所述源节点选择一条最佳网络传输路径和目标计算节点并设置卸载权重，并将所述源节点放入完全卸载数据源集，前往步骤S50-B03；步骤S50-B0205所述从网络传输路径候选集中选择最佳的传输路径和目标计算节点，并设置卸载权重的具体步骤如下：对网络传输路径候选集是否存在两条或更多的网络传输路径进行判断；若存在多条路径，需要计算每条路径的网算资源占用成本，即采用加权值表示的端到端延迟、总能耗和总价格成本；假设自然数i表示所述源节点传输路径候选集中的第i条路径，表示该路径的端到端延迟，表示总能耗，表示总价格成本，则该路径的网算资源占用成本表示为 ；其中，、、分别表示端到端延迟、总能耗和总价格成本的加权值，所述端到端延迟包括端到端网络传输延迟和目标计算节点的计算延迟，所述总能耗包括端到端网络传输能耗和目标计算节点的计算能耗，所述总价格成本包括网络传输成本和计算成本；根据上述公式计算所有路径的网算资源占用成本，并选择具有最小成本的路径作为最佳网络传输路径，将该路径的目的地节点作为源节点的最佳目标计算节点，并设置该目标计算节点的最佳卸载权重为1；若网络传输路径候选集中不存在多条路径，则直接将路径候选集中的路径作为源节点的最佳网络传输路径，将该路径的目的地节点作为源节点的最佳目标计算节点，并将该目标计算节点的最佳卸载权重设置为1；S50-B0206：将所述源节点放入协作卸载数据源集，前往步骤S50-B03；S50-B03~S50-B04：判断协作卸载数据源集是否为空，并为每一个源节点调用资源调度策略来确定最佳传输路径、目标计算节点集和卸载权重向量；S50-B05：根据每个源节点的最佳参数生成资源调度指令，并将其下发到相关的网络节点和计算节点执行；S50-C：根据步骤S50-B所述调度策略更新步骤S50-A所述知识图谱；步骤S50-C具体包括以下步骤：S50-C01：从知识图谱中找出与源节点实体相关的业务实体；通过查找知识图谱中以源节点为尾实体、以"数据来源"为关系的三元组，找到与源节点实体关联的业务实体；S50-C02：建立业务实体与最佳目标计算节点集的关联关系；以业务实体为头实体，以最佳目标计算节点集中的每个计算节点为尾实体，以"计算于"为关系，建立业务实体与最佳目标计算节点集的关联关系，并将新的三元组添加到知识图谱中；S50-C03：更新网络节点的可用带宽；据最佳网络传输路径中的每个网络节点，在知识图谱中找到对应实体，并更新其总可用网络带宽，即将原值减去分配给该路径的等效网络带宽带宽；S50-C04：添加计算卸载知识；增加卸载向量实体，以源节点为头实体，以最佳卸载权重向量为尾实体；为卸载向量实体增加卸载权重值属性，数量与最佳目标计算节点数量相同，属性值为最佳卸载权重向量中的元素值；S104：周期性监测所述边缘计算系统的状态；根据监测的边缘计算系统状态的变化，更新边缘计算系统的网算资源协同调度策略并下发到边缘计算系统执行，更新步骤S102所述知识图谱；步骤S104根据边缘计算系统状态的变化进行更新所述知识图谱的具体方法包括以下步骤：S601：判断边缘计算系统的网络状态是否发生变化，如果是则更新知识图谱中的网络状态；S602：判断网络状态变化是否导致用户服务体验下降，如果是则从知识图谱中找到受影响的用户意图和业务实体，并确定最佳网络传输路径集；S603：检查是否存在合适的网络传输路径，如果有则下发到边缘计算系统执行，并在知识图谱中更新相应的知识；如果没有，则调用协作资源调度策略来确定最佳网络传输路径、最佳目标计算节点和最佳卸载权重向量，并将资源调度指令下发到相关节点执行，并在知识图谱中更新相应的知识；步骤S603中协作资源调度策略具体包括以下步骤：S50-D01：在知识图谱中找出满足计算阈值的可用算力节点，形成源节点的计算节点候选集；S50-D02：根据网络拓扑知识找出满足传输延迟阈值的网络传输路径，形成源节点的网络传输路径候选集；S50-D03：对网络传输路径候选集中的每组源、目的地节点，保留端到端网络传输延迟最短的路径，删除其它路径；S50-D04：提取网络传输路径候选集和计算节点候选集的交集，形成源节点的可达计算节点候选集；S50-D05：判断可达计算节点候选集是否为空，若是，跳往步骤S50-D07，若否，前往步骤S50-D06；S50-D06：确定源节点的最佳网络传输路径集、最佳目标计算节点集和最佳卸载权重向量；S50-D07：将所述源节点的最佳网络传输路径集、最佳目标计算节点集和最佳卸载权重向量设置为空集，并向尾实体为所述源节点、路径包含所述业务实体、头实体为用户意图的用户反馈所述意图不能被满足的信息；S604：判断边缘计算系统的算力资源是否发生变化，如果是则更新算力资源的状态；S605：判断算力资源变化是否影响用户服务体验，如果是则从知识图谱中找到受影响的用户意图和业务实体，并确定最佳目标计算节点；S606：检查可用算力是否满足最佳目标计算节点的要求，如果是则确定最佳网络传输路径，并将路径下发到边缘计算系统执行，并在知识图谱中更新相关知识；如果不满足要求，则调用协作资源调度策略确定最佳网络传输路径、最佳目标计算节点和最佳卸载权重向量，并将资源调度指令下发到相关节点执行，并在知识图谱中更新相关知识。

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百度查询： 广东技术师范大学 一种融合用户意图与知识图谱的网算资源协同调度方法