本技术公开了一种基于车边云自主协同的可信任务卸载方法。该方法可应用于动态异构车联网中解决因虚假任务和恶意节点所引发的任务堆积、资源抢占、协作不佳等低效问题。首先,本发明提供了卸载任务与协作节点信任评估模型,通过分析数据敏感性、资源抢占性、历史卸载成功率和协作反馈评价,精准辨识过滤虚假任务和恶意节点;然后,本发明利用离散粒子群算法迭代获取车边云协同卸载决策,重新设计粒子编码、适应度函数和校正机制,并引入随机量、贪婪和映射函数增强卸载决策多样性。相比传统任务卸载方法,本发明在任务紧凑和均匀分布的场景中,均表现较好能耗和延迟性能,有效提升了卸载效率和安全性。
背景技术
车联网利用路侧感知、边缘计算和云端融合技术,实现人车路信息交换与共享,提供对复杂交通环境的协同感知、决策和控制。随着车联网技术的发展,实时导航、协同换道、碰撞预警等新兴应用被搭载于车辆环境,对车辆的计算、存储和响应速度等提出了更高要求。例如,在实时导航、碰撞预警等业务中,需要基于动态路况和车辆位置实时推荐多条行车路线,任务计算密度较高;而在碰撞预警业务中,为了解决冲突避让、车道变换等问题,一般要求计算延迟在数十毫秒以内;此外,在无人驾驶等智能辅助驾驶场景中,任务计算通常还具有计算密集、延迟敏感、资源消耗等多重特征。因此,面对应用程序产生的大量计算密集型和延迟敏感型的计算任务,传统的交通智能终端如车辆等由于计算能力有限且电池损耗严重,已经难以满足系统任务处理需求,尤其是当车辆密度较高时,可能会出现可用资源有限但需求资源过高的供需失衡现象。
任务卸载是提升车联网任务处理效率的关键技术,它将车辆难以处理的任务卸载至边缘端或云端执行,利用云端强大的计算性能和边缘端“就地就近”的时延优势,弥补车辆在计算、存储和能效等方面的不足。在车边云协同的车联网系统中,包含车辆终端、边缘服务器和云服务器等多个智能体节点,他们具有异构的计算和存储能力,利用车边云多智能体自主协同卸载,可以实现资源融合与计算协同,有效提升了任务处理效率和交通服务水平。
然而,尽管当前学术界和工业界已经提出了大量任务卸载方法,但这些方法大多以降低时延和能耗为目标,较少对任务卸载过程中可能面临的安全与可信问题进行分析。事实上,由于车联网环境具有开放、协作、动态特性,且涉及的车辆和服务节点众多,面临安全与可靠性问题反而比普通网络更为复杂。首先,由于搭便车、自私等恶意请求节点存在,抢占和消耗边缘和云服务节点资源,导致服务节点因资源被过度消耗致死,引发卸载任务堆积、执行失败率高等问题。其次,任务卸载本质是计算的外包,如果被卸载给恶意服务节点将会严重威胁隐私和数据安全,尤其是在车边云协同的计算模式下,服务节点之间因为利益冲突致使不良协作、资源抢占等状况频发。最后,车联网具有资源异构、接入动态、车辆移动等特性,且卸载过程受信道质量、传播损耗、服务器可用性等影响,使得现有的少部分任务卸载方法难以移植应用到真实车联网场景。
针对上述问题,本发明面向可信高效的任务卸载需求,提供一种基于车边云自主协同的可信任务卸载方法,首先利用信任机制辨识过滤虚假任务和恶意节点,然后利用离散粒子群算法迭代求取卸载决策,最后通过信任感知与协同卸载互益增强,提升卸载效率和安全性。
实现思路