产品咨询:18982151213
联系我们
产品咨询

边缘端任务调度难题破解 万物纵横新专利为高并发边缘计算场景 “降压”

作者:万物纵横
发布时间:2025-12-05 10:46
阅读量:

四川万物纵横科技股份有限公司近期申请并公布了两项针对边缘计算任务调度的创新专利,分别从负载均衡和云边协同 AI 计算两个维度,有效解决了高并发场景下边缘服务器负担重、能耗高、响应延迟大等核心痛点,为边缘计算的规模化应用提供了关键技术支撑。


边缘端任务调度难题破解 万物纵横新专利为高并发边缘计算场景 “降压”(图1)


一、边缘计算任务调度的核心挑战


随着 5G、物联网和人工智能技术的快速发展,边缘计算作为云计算的自然延伸,面临着越来越严峻的任务调度挑战:


挑战类型

具体表现

行业影响

资源动态匹配不足

传统调度算法依赖静态规则,未考虑任务类型与资源需求的动态关联性,如 CPU 密集型与 NPU 密集型任务在同一队列中争抢资源

混合队列延迟比专用队列高 40%-60%,资源利用率低下

海量任务执行瓶颈

当边缘节点面临突发性任务涌入时,缺乏对队列整体执行时间的预测能力,无法生成全局最优排列

IDC (2023) 报告,人工智能算力向边缘侧迁移,边缘计算任务负担将愈发严重

历史数据价值未挖掘

现有方法未利用历史任务执行数据建模任务特征 - 资源占用 - 执行时间的复杂非线性关系

调度策略难以自适应环境变化,如节点资源波动、任务类型分布偏移

静态负载均衡缺陷

传统静态负载均衡算法平均响应时间较长,集群吞吐率和请求响应成功率较低

无法满足工业质检、智慧交通等高并发场景的实时性需求


二、两项核心专利技术解析


1. 面向云边协同的边缘端 AI 计算任务调度方法及装置(2025 年 12 月公布)


技术原理:三阶段机器学习驱动的智能调度


该专利提出了一种创新的三阶段调度机制,通过任务分类、优先级排序和双模型递进训练,实现了从 "经验驱动" 到 "数据驱动" 的转变:


阶段

核心操作

模型训练

调度方式

第一阶段

线上:对随机生成的任务序列分类排序并记录执行时间;线下:训练第一模型

输入:排序序列;输出:任务执行时间

基于实际执行时间选择最优序列

第二阶段

线上:用第一模型预测最优序列;线下:训练第二模型

输入:待分配任务集合和最优序列;输出:更精准的预测结果

选择任务执行时间预测值最小的排序序列

第三阶段

线上:用第二模型预测最佳任务队列;线下:持续修正模型

基于新增任务和实际执行情况增量学习

直接根据最佳任务队列进行调度


关键创新点


精细化任务分类:将任务分为 CPU 密集型、磁盘 IO 密集型、NPU 密集型和网络 IO 密集型四类,实现资源与任务的精准匹配;


多级优先级排序:根据任务来源(master 任务、partner 任务和用户任务)设定不同优先级,确保关键任务优先执行;


双模型协同优化:第一模型采用 self-attention 层或 BiLSTM 层构建,负责序列执行时间预测;第二模型采用 RankNet 模型结构,负责直接生成最佳任务队列;


边缘端任务调度难题破解 万物纵横新专利为高并发边缘计算场景 “降压”(图2)


2. 基于 LSTM-SVM 的物联网负载均衡任务调度方法及装置(2024 年 12 月公布)


技术原理:预测驱动的动态负载均衡


该专利融合了LSTM 时间序列预测和SVM 分类技术,通过精准预测任务等待时间实现边缘节点间的智能负载分配:


数据采集:接收任务请求,获取任务的性能指标需求和边缘节点的实时状态(性能指标、负载指标和当前请求连接数);


连接数预测:根据当前请求连接数和下一时刻预测值,基于加权算法计算出边缘节点请求连接数;


等待时间预测:将节点性能、负载和连接数输入通过 PSO-SVM 算法构建的任务等待时间模型;


节点选择:对预测结果排序,筛选出所有边缘节点中任务等待时间最短的节点执行任务;


关键创新点


混合模型优势:LSTM 擅长捕捉时间序列数据中的长期依赖关系,SVM 则在小样本、高维数据分类预测中表现优异;


动态权重调整:根据任务请求的实时变化动态调整连接数计算权重,适应边缘环境的动态特性;


精准预测能力:通过 PSO(粒子群优化)算法优化 SVM 模型参数,提高任务等待时间预测的准确性;


三、专利技术的核心价值与应用效果


1. 性能提升


专利名称

核心性能指标提升

适用场景

面向云边协同的边缘端 AI 计算任务调度

提高边缘服务器资源利用率,降低任务执行时间和能耗

智慧城市、自动驾驶、工业互联网等 AI 计算密集型场景

基于 LSTM-SVM 的物联网负载均衡调度

提高边缘节点集群吞吐率和请求响应成功率,大幅度缩短并发请求的平均等待时间

智能家居、智能农业、环境监测等物联网高并发场景


2. 高并发场景 "降压" 效果


减轻边缘服务器负担:通过智能任务分配和队列优化,避免单一节点过载,实现负载均衡;


降低系统能耗:减少任务等待时间和资源空闲浪费,提高能源利用效率;


提升用户体验:缩短任务响应延迟,确保高并发场景下的服务质量(QoS)保障;


四、总结与展望


万物纵横的这两项专利构建了 "预测 - 优化 - 调度"** 的完整技术闭环,分别从任务队列优化和节点负载均衡两个层面解决了边缘计算任务调度的核心难题。随着 5G 和物联网技术的进一步普及,这些技术将在智慧城市、工业互联网、自动驾驶等领域发挥重要作用,为边缘计算的规模化部署提供关键支撑,推动数字经济与实体经济的深度融合。


目前,这两项专利均已进入公开阶段,预计将在未来 1-2 年内逐步应用于万物纵横的边缘计算产品和解决方案中,为客户提供更高效、更可靠的边缘计算服务。

- END -
分享:
留言 留言 试用申请
电话咨询 电话咨询 产品咨询
18982151213
微信在线客服 微信在线客服 在线客服
返回官网顶部 返回官网顶部 回到顶部
关闭窗口
产品订购
  • *

  • *

  • *

  • *

  • *