【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據管理，更具體地說，本專利技術涉及一種基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法及系統。
技術介紹
1、當前，隨著低空經濟飛行產業的蓬勃發展，大量無人機、載貨無人機等飛行器投入使用，產生了海量的低空經濟飛行數據；然而，現有的數據管理方式存在諸多弊端和不足，嚴重制約了低空經濟飛行的發展。
2、首先，傳統的集中式數據管理方式效率低下；由于低空經濟飛行數據量巨大，全部匯總到中央服務器進行處理，不僅加重了中央服務器的負擔，也導致了數據傳輸過程中的時延和帶寬占用較高，無法滿足低空經濟飛行對實時性的迫切需求；其次，海量的原始數據直接進行傳輸和存儲，不僅浪費了寶貴的網絡帶寬資源，也加重了存儲壓力，導致運營成本居高不下；再者，現有方法未能很好地區分數據的重要程度，無法合理分配計算資源，可能導致關鍵數據處理滯后。此外，缺乏科學合理的邊緣節點部署策略，無法實現目標區域的完整覆蓋；低空經濟飛行覆蓋區域廣闊，區域內飛行器數量、飛行時長、地理環境等分布不均，單一的部署方式難以兼顧，導致數據采集盲區的存在，影響數據的完整性和準確性。
3、鑒于此，本專利技術提出一種基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法及系統以解決上述問題。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷，為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，包括：s1、建立分布式邊緣計算網絡，分布式邊緣計算網絡由若干個邊緣節點和一個中央服務器組成，每個邊緣節點負責收集來自飛行
2、s2、將所有邊緣節點內的低空經濟飛行數據劃分為n個數據塊；
3、s3、對邊緣節點內的每個數據塊進行積分編碼，得到編碼數據塊，并計算編碼數據塊對應的飛行數據積分值；邊緣節點將編碼數據塊和飛行數據積分值上傳至中央服務器，中央服務器根據飛行數據積分值對邊緣節點的編碼數據塊進行管理調度。
4、進一步地，所述建立分布式邊緣計算網絡的方式包括：
5、確定數據采集區域，根據數據采集區域的大小和飛行器的數量確定部署的邊緣節點數量；確定數據采集區域的地理邊界，并將整個數據采集區域劃分為規則的網格，每個網格代表一個潛在的邊緣節點的覆蓋范圍；收集固定時間段內所有飛行器的飛行軌跡數據，并將其投影到網格上，通過樣條插值方法將飛行軌跡數據進行擬合，得到飛行軌跡；對于每條飛行軌跡，將其按時間順序切分為一系列的軌跡點；遍歷每個軌跡點，根據其經緯度坐標確定其所屬的網格；對于每個網格，統計網格內出現的所有軌跡點數量，作為對應網格內的飛行器數量；對于每個網格，計算對應網格內所有軌跡點的累計飛行時長，作為總飛行時長；
6、基于飛行器數量及總飛行時長計算對應網格的權重值；權重值的計算公式為：
7、；
8、其中，、和為0到1之間的網格權重系數；為第個網格在時間時的權重值；為第個網格在時間時的標準化后的飛行器數量；為第個網格在時間時的標準化后的總飛行時長；為第個網格在時間時的地理位置權重系數，為第個網格在時間時的時間權重系數；
9、；
10、其中，、和為對應項的權重；為第個網格在時間時的地理坐標到城市中心的歐幾里得距離或大圓距離，為參考距離；為第個網格在時間時所在地點的平均海拔高度；為參考海拔；為第個網格在時間時所在地區的人口數量與面積的比值，即人口密度；為最大人口密度；為標準差；
11、基于網格的權重值，將網格進行分類得到若干個網格組；對于每個網格組，獲取其中所有網格的權重值，將權重值最大的那個網格作為對應網格組的代表網格；將代表網格的地理位置確定為邊緣節點的初步部署位置，對應網格組內的所有網格都在該邊緣節點的覆蓋區域內；重復直到所有網格組都確定了相應的邊緣節點的初步部署位置；
12、將邊緣節點的初步部署位置進行綜合調整，得到若干個邊緣節點的最終部署位置；建立邊緣節點與飛行器之間的通信鏈路，并部署一個中央服務器，作為整個分布式邊緣計算網絡的控制中心，使用有線網絡或無線網絡建立中央服務器與各個邊緣節點之間的通信鏈路，即完成分布式邊緣計算網絡的構建。
13、進一步地，所述將網格進行分類得到若干個網格組的方式包括：
14、將每個網格的經緯度坐標和對應的權重值綜合起來作為輸入數據點；定義期望的分組數量k、平均維度數l和鄰域半徑r；從所有的輸入數據點中隨機選擇m個輸入數據點作為初始的種子點；以種子點作為中心，鄰域半徑r為半徑構建的圓形區域內選擇距離對應的種子點最近的n1-l個數據點，其中n1為輸入數據點的維度；在這些最近的n1-l個數據點上進行pca主成分分析，找到l個主成分維度；在這l個主成分維度上計算每個輸入數據點到種子點的距離，將距離小于預設的距離閾值的輸入數據點劃分為一個網格組。
15、進一步地，所述將邊緣節點的初步部署位置進行綜合調整的方式包括：
16、將所有邊緣節點的覆蓋區域表示為多邊形，并創建一個邊界表和一個種子集合；將多邊形置于預先構建的二維坐標系中，對所有多邊形的邊按照其在二維坐標系中的縱坐標從小到大進行排序，并構建得到掃描隊列；
17、從掃描隊列中依次取出縱坐標最小的邊，將其加入邊界表中，在二維坐標系中，從上到下或從下到上移動一條水平掃描線，對于邊界表中的每條邊，計算其與水平掃描線的交點的橫坐標，按照橫坐標從小到大排序，將交點之間的線段加入種子集合，若兩個相鄰的交點屬于同一個多邊形，則不將它們之間的線段加入種子集合；從邊界表中移除已處理的邊，并加入新的邊；重復直到邊界表為空；基于種子集合將邊緣節點的進行重新分配，得到邊緣節點的最終部署位置。
18、進一步地，所述將邊緣節點的進行重新分配的方式包括：
19、將數據采集區域離散化，將其劃分為大量的小矩形單元格，每個小矩形單元格就相當于一個像素點；
20、對種子集合中的每個線段，將其兩個端點作為種子點，從種子點開始，使用種子填充算法向其周圍的像素點進行填充；填充的過程中，若遇到其他多邊形的邊界，則停止填充；對于每個被填充的區域，確定其所屬的邊緣節點；
21、對于每個被填充的區域，若其被若干個邊緣節點覆蓋，則對應的區域是重疊區域；對于每個重疊區域，計算將重疊區域分配給不同邊緣節點時的優化指標值；優化指標值的計算公式為：
22、；
23、其中，為平衡系數，為將重疊區域分配給第個邊緣節點時的優化指標值，為對應邊緣節點的固定能耗，為對應邊緣節點的可變能耗，為對應邊緣節點的原覆蓋區域的面積；為對應重疊區域的面積，為對應邊緣節點的原覆蓋區域的時延之和，為重疊區域的時延之和；為邊緣節點的最大覆蓋面積；
24、選擇優化指標值最小的邊緣節點作為對應重疊區域的代表節點，將對應重疊區域內的除代表節點之外的其他邊緣節點從重疊區域中移除；除代表節點之外的其他邊緣節點記作非代表節點；遍歷重疊區域內的所有像素點，對于每個像素點，若它被非代表節點的覆蓋區域所覆蓋，則將該像本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述建立分布式邊緣計算網絡的方式包括：
3.根據權利要求2所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述將網格進行分類得到若干個網格組的方式包括：
4.根據權利要求3所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述將邊緣節點的初步部署位置進行綜合調整的方式包括：
5.根據權利要求4所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述將邊緣節點的進行重新分配的方式包括：
6.根據權利要求5所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述低空經濟飛行數據包括飛行器信息、飛行軌跡數據、任務信息、環境數據和通信數據；
7.根據權利要求6所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述數據塊的劃分方式包括：
8.根據權利要求7所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述基于數據網絡
9.根據權利要求8所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述進行積分編碼的方式包括：
10.一種基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理系統，其用于實現權利要求1至9任一項所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，包括：網絡建立模塊，用于建立分布式邊緣計算網絡，分布式邊緣計算網絡由若干個邊緣節點和一個中央服務器組成，每個邊緣節點負責收集來自飛行器的低空經濟飛行數據；
...【技術特征摘要】
1.一種基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述建立分布式邊緣計算網絡的方式包括：
3.根據權利要求2所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述將網格進行分類得到若干個網格組的方式包括：
4.根據權利要求3所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述將邊緣節點的初步部署位置進行綜合調整的方式包括：
5.根據權利要求4所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述將邊緣節點的進行重新分配的方式包括：
6.根據權利要求5所述的基于邊緣計算的低空經濟飛行數據管理方法，其特征在于，所述低空經濟飛行數據包括飛行器信...
【專利技術屬性】
技術研發人員：覃超劍，蔣飛虎，俞智陽，
申請(專利權)人：深圳市倍聯德實業有限公司，
類型：發明
國別省市：
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