(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210339714.X (22)申请日 2022.04.01 (71)申请人 南京审计大 学 地址 211815 江苏省南京市浦口区江浦街 道雨山西路86号 (72)发明人 方昌健　张璐　伍之昂　 (74)专利代理 机构 南京天华专利代理有限责任 公司 32218 专利代理师 刘畅　徐冬涛 (51)Int.Cl. G06F 9/48(2006.01) G06F 9/445(2018.01) G06N 3/00(2006.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 一种边缘计算环境下移动审计设备计算任 务的卸载 方法 (57)摘要 本发明公开了一种边缘计算环境下移动审 计设备计算任务的卸载方法。 首先， 读取用户设 备信息以及设备上任务的相关信息； 其次， 将读 取的设备信息和任务信息输入至一种灰狼算法 获得任务的卸载方案， 所述灰狼算法至少包含一 个基于灰狼个体(下文简称灰狼)位置信息的将 灰狼映射为任务序列的映射方法、 一个为各任务 分配发射天线功率的策略、 一个基于双点杂交策 略的任务序列扰动方法； 最后， 设备根据卸载方 案将任务卸载至边缘服务器执行。 本发明能够有 效缩短移动审计设备在边缘计算环境下处理计 算任务的时长， 提高审计 工作效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114936075 A 2022.08.23 CN 114936075 A 1.一种边缘环境下移动审计设备计算任务的卸载方法， 其特征在于使用一种灰狼算法 获得卸载 方案并根据所 得卸载方案将任务卸载至边 缘服务器执行， 主要步骤包括： 步骤S1， 读取设备信息和设备 上任务的相关信息； 步骤S2， 将读取的任务信息输入至一种灰狼算法获得任务的卸载方案， 所述灰狼算法 至少包含一个基于灰狼位置信息的将灰狼映射为任务序列的映射方法、 一个为各任务分配 发射天线功率的策略、 一个 基于双点杂交策略的任务序列扰动方法； 步骤S3， 设备根据卸载 方案将任务卸载至边 缘服务器执行。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于所读取的设备信息和设备上任务的相关信 息， 包括但 不限于任务数， 任务的数据量， 任务的每位数据量所需要的CPU周期数； 获取用户 移动设备要处理的n个独立的计算任务π， 每个任务均可以被卸载和调度， 具体描述为π＝ { π1, π2,…, πn}。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 步骤S2中的灰狼算法包括以下主 要步骤： 步骤S21， 初始化灰狼种群； 随机产生x只灰狼， 灰狼Ωm的位置信息用一个n维数组表示 其中 是一个实数， 表示为灰狼m的位置l处的数值， l＝1, 2,…,n， n是任务数； 步骤S22， 应用基于灰狼位置信息的将灰狼映射 为任务序列的映射方法； 步骤S23， 应用为各任务分配发射天线功率的策略； 步骤S24， 由对应的任务序列计算每只灰狼的适应度值； 步骤S25， 对所有灰狼的适应度值降序排序， 依次记录最优的3只灰狼个体为α 狼、 β 狼和 δ狼； 步骤S26， 比较α狼和best狼的适应度值大小， 若α狼的适应度值优于best狼， 则更新 best狼为α 狼， 否则 best狼不变； 步骤S27， 判断是否达到迭代次数， 若达到则输出最优解即输出卸载方案， 转步骤S3， 否 则转步骤S28； 步骤S28， 由灰狼算法的位置更新方式更新灰狼位置信息； 步骤S29， 用基于适应度值的概 率方法更新灰狼种群； 步骤S210， 应用基于双点杂交策略的任务序列扰动方法， 对所有灰狼对应的任务序列 进行杂交， 重复步骤S2 2到步骤S27。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S22所述的基于灰狼位置信息的将灰 狼映射为任务序列的映射方法： 首先， 随机生成每只狼Ωm的初始任务卸载序列， 并将其作 为 这 只 狼 的 历 史 最 优 解 决 方 案 的 任 务 卸 载 序 列 ；然 后 ，通 过 公 式 来计算灰狼n维位置上继承灰狼个体的历史最优解决方案 的对应位置i的任务的概率ρ， 同时获得一个0到1之间的随机数λ， 当ρ >λ时， 我们将 序列 上对应位置i的任务复制到新的解决方案ζm对应的i位置上， 否则将该任务添加到 上； 最后， 对于 中的任务随机插 入到ζm的空位上， 形成一个完整的新的任务的卸载序列 ζm； 。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S23所述的为各任务分配发射天线功权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114936075 A 2率的策略： 得到任务卸载序列ζm后， 任务卸载到MEC服务器时卸载功率的选择取决于功率分 配的策略； 为保证整体能耗能满足设备上最大能耗要求， 则假定所有任务的卸 载功率为最 低功率， 计算从设备端传输所有任务到MEC服务器上的传输能耗E； 若任务的整体传输能耗 小于设备能耗上限Emax， 则用广度优先的方法依次调大任务的功率， 直至 达到能耗上限。 6.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S24所述的由对应的任务序列计算每 只灰狼的适应度值： 灰狼的适应度值即为所有任务的最大完工时间的倒数， 适应度值越大， 表示灰狼的最大完 工时间越小。 7.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S27所述的输出最优解： 卸载方案包括 任务的卸载序列， 任务序列的功率分配情况和任务序列的最大完 工时间。 8.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S28所述的灰狼位置的更新： 它是每代 种群中表现最好的3匹狼α狼、 β 狼和 δ狼指导其他狼向最优区域搜索完成， 种群不 断迭代更 新， 最后实现全局优化的过程。 9.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S29所述的由概率方法更新灰狼种群： 采用轮盘赌 的方式更新灰狼种群， 将所有灰狼个体的适应度值相加， 计算每只灰狼的适应 度值与总适应度值的比值， 得到每只灰狼遗传到下一代种群的概率， 根据此概率划分轮盘 上所占扇区的面积百分比； 然后， 我们获得一个在0到1之 间的随机数， 根据该随机数表 示的 轮盘上区域的对应的灰狼个体即被挑选到下一代种群中； 重复这一步骤， 直到满足灰狼种 群数。 10.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S210所述的基于双点杂交策略的任 务序列扰动方法： 为任意两只灰狼对应的任务序列进行双点杂交， 具体为 随机选择两只灰 狼m1和m2， 随机产生两个不相等的整数a和b， 其中a,b∈(0,n)， 交换两只灰狼相应的任务序 列中ζm1和 ζm2的第a个任务和第b个任务之间的任务序列， 产生新的序列 ζ'm1和 ζ'm2， 对新序列 进行功率分配， 并计算适应度值， 若新序列优于原来的序列， 则更新灰狼的序列为新序列， 并更新灰狼的适应度值； 重复这一步骤， 直到所有 灰狼都完成双点杂交， 且在每一轮迭代中 每只灰狼只进行一次。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114936075 A 3