Управление потоком данных повышает производительность киберфизической системы


Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали набор алгоритмов для повышения производительности киберфизических систем – от автономных транспортных средств до интеллектуальных электросетей – путем уравновешивания потребности каждого компонента в данных и скорости их отправки. и получил.

«Киберфизические системы объединяют датчики, устройства и средства связи, позволяя всем элементам системы обмениваться информацией и координировать свою деятельность для достижения целей», – говорит Аранья Чакраборти, соавтор статьи о новые алгоритмы и профессор электротехники и вычислительной техники в NC State. «Эти системы обладают огромным потенциалом – Национальный научный фонд называет их« созданием интеллектуального и взаимосвязанного мира », – но эти системы также создают проблемы.

«В частности, физическим агентам в системе – устройствам – требуется много каналов связи для эффективного функционирования. Это приводит к большим объемам данных, проходящих через сеть связи, что вызывает задержки маршрутизации и постановки в очередь. Эти задержки могут привести к длительному ожиданию действий агентов, что ухудшает качество системы. Другими словами, по такому количеству ссылок передается так много данных, что система может оказаться не в состоянии достичь поставленных целей. – время задержки слишком велико. “

Это создает дилемму. Ограничение связи может повредить качеству работы системы, потому что каждый элемент системы будет работать с меньшим объемом информации. С другой стороны, сокращение взаимодействия означает, что каждый элемент системы сможет быстрее получать эту информацию.

«Итак, это компромисс», – говорит Чакраборти. «Необходимо найти правильный баланс между всеми тремя переменными, а именно, правильная степень разреженности связи, оптимальная задержка и максимально достижимая производительность агентов. Обеспечение этого прекрасного баланса для выполнения миссии наилучшим образом При этом обеспечить безопасную и стабильную работу каждого агента непросто. Вот тут-то и пригодятся наши алгоритмы “.

Чакраборти и аспирантка Нандини Неги разработали три алгоритма, которые, вместе взятые, уменьшают общее количество запросов данных от каждого узла в системе, но гарантируют, что каждый узел получает достаточно информации и достаточно быстро для достижения целей системы.

«Не существует универсального решения, которое подходило бы для каждой киберфизической системы», – говорит Неги. «Но наши алгоритмы позволяют пользователям определять оптимальное коммуникационное решение для любой системы».


Добавить комментарий