鐵路物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的邊緣計(jì)算技術(shù)研究

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，加速實(shí)現(xiàn)了鐵路運(yùn)輸智能化，它將不同種類(lèi)的傳感器、攝像頭、執(zhí)行器等通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了多源異構(gòu)信息的采集和控制，并將采集來(lái)的信息加以處理和存儲(chǔ)。但是隨著鐵路智能化水平的不斷提高，現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)也面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其體現(xiàn)在數(shù)據(jù)計(jì)算方面，如何利用邊緣計(jì)算技術(shù)解決這一難題，成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文主要研究了邊緣技術(shù)任務(wù)在鐵路物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用意義和價(jià)值，并提出了實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)、鐵路、計(jì)算資源、邊緣計(jì)算

1緒論

當(dāng)前我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)飛速發(fā)展，鐵路重載運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)包括效率高、運(yùn)能大、運(yùn)輸成本低等，因而在世界各國(guó)引起了的廣泛關(guān)注，大宗貨物的運(yùn)輸也因重載鐵路的出現(xiàn)而更加經(jīng)濟(jì)便利。隨著全球新一輪產(chǎn)業(yè)革命及科技革命的興起，智慧化重載鐵路已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，帶動(dòng)了鐵路運(yùn)輸逐步走向智能化。鐵路沿線和站點(diǎn)分布了越來(lái)越多的攝像頭智能傳感器等。隨著這些信息采集設(shè)備的增加，控制要求、通信要求也在不斷提升。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，則加速實(shí)現(xiàn)了鐵路運(yùn)輸智能化的水平，它將不同種類(lèi)的傳感器、攝像頭、執(zhí)行器等通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了多源異構(gòu)信息的采集和控制，并對(duì)采集的信息進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。但是隨著鐵路智能化水平的不斷提高，現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)也面臨諸多挑戰(zhàn)，需要結(jié)合鐵路實(shí)際情況加以?xún)?yōu)化改進(jìn)。

物聯(lián)網(wǎng)概念已有接近20年的歷史，但是在物聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)的這些年中，物聯(lián)網(wǎng)并沒(méi)有被火熱的應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中。從一個(gè)概念被提出直到被應(yīng)用于某個(gè)領(lǐng)域，它需要技術(shù)支持、長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和完善。在產(chǎn)品成型后，用戶(hù)對(duì)其成本與功能的性?xún)r(jià)比的認(rèn)同程度都需要一定時(shí)間來(lái)檢驗(yàn)。雖然現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域尚未形成大的應(yīng)用市場(chǎng)，但與之密切相關(guān)的邊緣計(jì)算已經(jīng)在某些領(lǐng)域被應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)采集了大量信息，提取數(shù)據(jù)中有用的信息反饋給用戶(hù)，這是物聯(lián)網(wǎng)以應(yīng)用為目的的體現(xiàn)。云計(jì)算技術(shù)主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)采集到的大量數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)得到有用信息和合理使用計(jì)算資源，這些是物聯(lián)網(wǎng)的核心支撐技術(shù)。利用云計(jì)算分析這些數(shù)據(jù)，可以充分挖掘物聯(lián)網(wǎng)的潛在價(jià)值。云計(jì)算就是利用“云”服務(wù)器將龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理程序分割成無(wú)數(shù)個(gè)小程序，然后，使用多服務(wù)器系統(tǒng)對(duì)這些小程序進(jìn)行處理分析，并將得到的結(jié)果返回給用戶(hù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在“云”服務(wù)器中，當(dāng)人們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)，直接從服務(wù)器中下載數(shù)據(jù)，但是可能因?yàn)闀r(shí)間與地理環(huán)境的限制，在某個(gè)時(shí)間段A區(qū)域的用戶(hù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)，該區(qū)域的“云”服務(wù)器中缺少用戶(hù)所需數(shù)據(jù)，需要從B區(qū)域的“云”服務(wù)器下載所需數(shù)據(jù)，那么這個(gè)過(guò)程就會(huì)導(dǎo)致高時(shí)延;如果A區(qū)域的很多用戶(hù)在同一時(shí)間段一起下載這個(gè)所需數(shù)據(jù)包，那么對(duì)于“云”服務(wù)器來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)。隨著5G時(shí)代的到來(lái)以及移動(dòng)設(shè)備的爆炸式增長(zhǎng)，云計(jì)算越發(fā)不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的需求。邊緣計(jì)算是對(duì)云計(jì)算的一種補(bǔ)充和優(yōu)化，可以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求和源頭端數(shù)據(jù)處理，邊緣計(jì)算可以在物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)高度的實(shí)時(shí)性和可靠性。

2鐵路物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算

2.1邊緣計(jì)算的特點(diǎn)

邊緣計(jì)算是指將網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)和應(yīng)用的核心能力集成到靠近對(duì)象或數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣，提供邊緣計(jì)算服務(wù)，滿(mǎn)足行業(yè)數(shù)字化在敏捷連接、實(shí)時(shí)服務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能化、安全性和隱私性等方面的需求。將網(wǎng)絡(luò)比作存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的云，而用戶(hù)圍繞在這朵云旁邊，那么網(wǎng)絡(luò)邊緣就是距離用戶(hù)最近的位置，也就是用戶(hù)獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)接入的首個(gè)基站。數(shù)據(jù)將不會(huì)被存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程云服務(wù)器，而是在邊緣節(jié)點(diǎn)上。如果人們需要從服務(wù)器下載數(shù)據(jù)，就不會(huì)再去千里迢迢的去遠(yuǎn)程云服務(wù)器上下載，而是從距離自己最近的邊緣節(jié)點(diǎn)上就可以快速、安全的下載下來(lái)。云朵在最高端，中間層是霧，而人們?cè)谧钕旅?，想要訪問(wèn)云首先要通過(guò)霧，邊緣計(jì)算可以認(rèn)為是云計(jì)算的一個(gè)分倉(cāng)，因此邊緣計(jì)算又被稱(chēng)為“霧”計(jì)算?！办F計(jì)算”概念最初由思科提出。2015 年，戴爾、英特爾等公司聯(lián)合成立開(kāi)放霧聯(lián)盟，目的是進(jìn)一步解決物聯(lián)網(wǎng)中存在的各種問(wèn)題?，F(xiàn)階段應(yīng)用邊緣計(jì)算的領(lǐng)域主要包括滿(mǎn)足應(yīng)用智能、進(jìn)行安全與隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)傳輸、處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。

邊緣計(jì)算最經(jīng)常使用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，用于連接工業(yè)實(shí)體與遠(yuǎn)程平臺(tái)，下面主要介紹幾個(gè)明顯的特征：

（1）分布式。邊緣計(jì)算屬于分布式計(jì)算。

（2）用戶(hù)滿(mǎn)意度高。邊緣計(jì)算是的最大優(yōu)點(diǎn)就是靠近客戶(hù)端，有效的減少了將數(shù)據(jù)送往遠(yuǎn)程云服務(wù)器的時(shí)延，大大增加了用戶(hù)滿(mǎn)意度。

（3）緩解遠(yuǎn)程服務(wù)器流量壓力。通過(guò)將任務(wù)卸載道邊緣節(jié)點(diǎn)，云服務(wù)器的通訊壓力大大降低。在與遠(yuǎn)程云通訊前，將一些簡(jiǎn)單的計(jì)算工作放在邊緣云處理，能有效降低了遠(yuǎn)程中心云服務(wù)器流量壓力。

（4）安全系數(shù)高。邊緣節(jié)點(diǎn)與距離用戶(hù)本地更近，數(shù)據(jù)傳輸距離短，這使得數(shù)據(jù)被入侵的風(fēng)險(xiǎn)大大降低，且基站獲得數(shù)據(jù)之后，可對(duì)數(shù)據(jù)先加密再發(fā)送給用戶(hù)。

2.2鐵路物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的必要性

鐵路重載運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)、運(yùn)輸量大，同步操控難度大、業(yè)務(wù)繁忙。鐵路重載運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)連續(xù)性強(qiáng)、跨多種運(yùn)輸方式、聯(lián)動(dòng)緊密的復(fù)雜系統(tǒng)，結(jié)合世界重載鐵路的相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況可知，重載鐵路的發(fā)展對(duì)于客戶(hù)服務(wù)的關(guān)注、運(yùn)輸效率的提升、設(shè)備設(shè)施的維修以及運(yùn)輸安全性的保障等方面存在一定需求。不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以將數(shù)據(jù)從處理中心卸載到就近節(jié)點(diǎn)，從而降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。邊緣計(jì)算有著以下基本特征和優(yōu)勢(shì)：一是節(jié)省帶寬，使用業(yè)務(wù)分流來(lái)降低高并發(fā)任務(wù)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)延遲，提高了網(wǎng)關(guān)的利用率;二是通過(guò)在源頭端數(shù)據(jù)處理來(lái)降低時(shí)延，通過(guò)減少數(shù)據(jù)傳輸率和在邊緣設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使通信網(wǎng)絡(luò)可以適應(yīng)時(shí)延敏感任務(wù)以及高算力需求的實(shí)時(shí)型業(yè)務(wù);三是實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模設(shè)備互連，在數(shù)據(jù)采集端通過(guò)邊緣計(jì)算進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)預(yù)處理，可以有效減少對(duì)云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)地址資源的占用，滿(mǎn)足5G時(shí)代海量設(shè)備互聯(lián);四是支持跨平臺(tái)移植;五是實(shí)現(xiàn)高度規(guī)格化的管理;六是提高網(wǎng)絡(luò)安全性，使用邊緣計(jì)算使安全部件與數(shù)據(jù)源更接近，從而增加網(wǎng)絡(luò)層數(shù)提高安全性。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)任務(wù)和計(jì)算任務(wù)也被下沉到了邊緣設(shè)備，那么如何把云中心的計(jì)算任務(wù)或任務(wù)資源調(diào)度到這些邊緣設(shè)備是我們所要考慮的問(wèn)題，下面對(duì)鐵路物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算技術(shù)的必要性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：（1）邊緣計(jì)算技術(shù)使鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)成本大大降低;（2）加強(qiáng)視頻監(jiān)控及相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析能力;（3）提高鐵路沿線傳感器的終端計(jì)算能力;（4）減少鐵路通信網(wǎng)絡(luò)帶寬限制;（5）降低系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延;（6）加強(qiáng)了鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性;（6）提高了運(yùn)系統(tǒng)的工作效率。

3鐵路物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算實(shí)施方法

3.1任務(wù)調(diào)度的基本概念

通常來(lái)說(shuō)，任務(wù)的概念是設(shè)定好的程序指令，通過(guò)利用系統(tǒng)中的各種資源完成所需要工作的計(jì)算任務(wù)。系統(tǒng)具有海量多源、開(kāi)源數(shù)據(jù)，任務(wù)所需計(jì)算、存儲(chǔ)資源非比尋常。所以，實(shí)現(xiàn)這些資源的合理使用，可以使任務(wù)的處理更加具有效率，更大程度的滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

物聯(lián)網(wǎng)中海量數(shù)據(jù)的源頭來(lái)自于感知層，由于感知層處于最底層，可以產(chǎn)生并收集巨大的數(shù)據(jù)量，一般需要采用分布式計(jì)算來(lái)處理，數(shù)據(jù)通常以任務(wù)流的形式分發(fā)給調(diào)度器。普通模型中，只有1個(gè)中心調(diào)度器。所有的數(shù)據(jù)都會(huì)流經(jīng)中心調(diào)度器，這些任務(wù)集合通過(guò)中心調(diào)度器處理之后，在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)到邊緣設(shè)備上。當(dāng)處理的任務(wù)過(guò)多時(shí)，經(jīng)由中心調(diào)度器之后，上傳到網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)加重，此時(shí)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)帶寬被占用，產(chǎn)生大量時(shí)延從而降低用戶(hù)體驗(yàn)。當(dāng)任務(wù)過(guò)少時(shí)，中心調(diào)度器和網(wǎng)絡(luò)的資源就被浪費(fèi)了。合理的分配任務(wù)離不開(kāi)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，所以研究任務(wù)的調(diào)度模型，能夠使讀者理解任務(wù)的分配模式。

3.2鐵路任務(wù)的分類(lèi)

為了完成用戶(hù)的需求，響應(yīng)外界的觸發(fā)事件，鐵路任務(wù)也具有多種形式。

（1）周期任務(wù)。任務(wù)觸發(fā)存在規(guī)律間隔，任務(wù)觸發(fā)后，按照固定間隔執(zhí)行。任務(wù)完成時(shí)，整體所占用的資源將被釋放。下一個(gè)任務(wù)周期開(kāi)始當(dāng)前任務(wù)即結(jié)束。

（2）非周期任務(wù)與偶發(fā)任務(wù)。前者不存在固定時(shí)間間隔，即任務(wù)發(fā)生無(wú)規(guī)律、隨機(jī)，其任務(wù)截止期不可預(yù)測(cè)。對(duì)于很少重復(fù)發(fā)生的任務(wù)，稱(chēng)作偶發(fā)任務(wù)。

（3）優(yōu)先級(jí)任務(wù)。將任務(wù)劃分為不同的優(yōu)先級(jí)別，允許任務(wù)搶占計(jì)算資源，優(yōu)先級(jí)別高的就先執(zhí)行該任務(wù)，低級(jí)別的就往后排。

（4）實(shí)時(shí)任務(wù)。指在時(shí)間上存在約束的任務(wù)，超時(shí)任務(wù)指未能如期完成的任務(wù)。根據(jù)任務(wù)截止時(shí)間，也可分為硬實(shí)時(shí)任務(wù)和軟實(shí)時(shí)任務(wù)。前者必須在截止時(shí)間前完成，否則將會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的后果。后者則允許超過(guò)最后截止時(shí)間，產(chǎn)生的后果對(duì)系統(tǒng)可以忽略不計(jì)。

（5）獨(dú)立任務(wù)。獨(dú)立任務(wù)是指與其他任務(wù)無(wú)關(guān)的任務(wù)，在滿(mǎn)足自身約束后，可以按照任意順序進(jìn)行調(diào)度。

（6）關(guān)聯(lián)任務(wù)。關(guān)聯(lián)任務(wù)是復(fù)雜的任務(wù)類(lèi)型之一，因?yàn)槿蝿?wù)相互關(guān)聯(lián)，所以一個(gè)任務(wù)的操作與其他任務(wù)密切相關(guān)。任務(wù)的處理也會(huì)影響其他任務(wù)的處理。

3.3任務(wù)的分解

任務(wù)的分解，不只是任務(wù)決策管理中的一項(xiàng)技術(shù)，還是中心調(diào)度處理器負(fù)責(zé)完成的一項(xiàng)主要任務(wù)，分布任務(wù)時(shí)它通過(guò)把一個(gè)任務(wù)劃分為多個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)可以在相同的邊緣設(shè)備或不同的邊緣設(shè)備上運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果可以合并。任務(wù)分解時(shí)，任務(wù)必須獨(dú)立，沒(méi)有關(guān)聯(lián)。由于任務(wù)是通過(guò)劃分處理，任務(wù)的數(shù)量會(huì)有一定幅度的增加，中心調(diào)度處理器對(duì)任務(wù)進(jìn)行分配時(shí)會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)，但是這些挑戰(zhàn)是可以通過(guò)一些合理地分配計(jì)算資源去解決的。

一般在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，有一些任務(wù)計(jì)算量很大，如果直接處理會(huì)很麻煩，通常的解決方法是通過(guò)分解處理去解決，在任務(wù)分解時(shí)把任務(wù)分解到多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)上分布處理，在提高任務(wù)效率的同時(shí)還能提高容錯(cuò)。當(dāng)處理同時(shí)具有通信關(guān)聯(lián)性質(zhì)和偏序關(guān)聯(lián)性質(zhì)的任務(wù)時(shí)，在處理過(guò)程中把這些任務(wù)當(dāng)成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的個(gè)體分解到各個(gè)節(jié)點(diǎn)去處理，提高了這些節(jié)點(diǎn)的資源利用率。首先需要滿(mǎn)足具有通信關(guān)聯(lián)或偏序關(guān)聯(lián)的約束條件，接著保證算法的約束條件，基于上述約束的條件下通過(guò)分配策略把任務(wù)部署到邊緣設(shè)備上。

當(dāng)處理周期任務(wù)時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)分解操作，例如讀取感知層任務(wù)和顯示任務(wù)就是一個(gè)典型的分解周期任務(wù)的過(guò)程。在物聯(lián)網(wǎng)中，由于數(shù)據(jù)是海量的且多樣化，不好處理。如果能在分配任務(wù)前細(xì)分計(jì)算單元，計(jì)算資源就可以得到合理的利用，可以通過(guò)把周期任務(wù)的各個(gè)周期劃分為各個(gè)子任務(wù)去處理，當(dāng)子任務(wù)完成時(shí)，任務(wù)的周期也隨之結(jié)束。這樣，每個(gè)子任務(wù)之間都有排序和次序，也有時(shí)間限制關(guān)系。遇到嚴(yán)格順序執(zhí)行的任務(wù)，還需要一定數(shù)據(jù)量來(lái)保證時(shí)序。

3.4邊緣計(jì)算

用戶(hù)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸速率和服務(wù)質(zhì)量要求越來(lái)越高，盡管CPU處理能力也越來(lái)越強(qiáng)，也無(wú)法在短時(shí)間處理大量資源和數(shù)據(jù)。同時(shí)CPU對(duì)于電能的高消耗使用戶(hù)在移動(dòng)設(shè)備上接受服務(wù)時(shí)受到了很大的限制，這些原因都對(duì)邊緣計(jì)算的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用。借助遠(yuǎn)程云服務(wù)器可以通過(guò)將應(yīng)用上傳到云服務(wù)器來(lái)處理，云服務(wù)器在將任務(wù)卸載到邊緣設(shè)備，減輕了移動(dòng)設(shè)備的負(fù)擔(dān)從而延長(zhǎng)設(shè)備的壽命;為用戶(hù)提供復(fù)雜的計(jì)算能力;還可以為用戶(hù)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。移動(dòng)邊緣計(jì)算不僅有低延遲的計(jì)算特點(diǎn)還可以采用完全分布的方式進(jìn)行任務(wù)部署，大大提高了任務(wù)的處理效率。

移動(dòng)邊緣計(jì)算如今在實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中已經(jīng)是不可或缺的一環(huán)，該領(lǐng)域的研究人員對(duì)MEC進(jìn)行了一系列的研究，其中包括系統(tǒng)分析和網(wǎng)絡(luò)建模、多用戶(hù)資源分配、最優(yōu)控制、實(shí)施和標(biāo)準(zhǔn)化。

3.5有待解決的問(wèn)題

邊緣計(jì)算在鐵路應(yīng)用領(lǐng)域具有非常廣闊的前景，甚至已經(jīng)應(yīng)用于一些具體場(chǎng)景，但是并沒(méi)有大范圍推廣，現(xiàn)階段的邊緣計(jì)算雖然有很多優(yōu)勢(shì)，但也還有很多待解決的問(wèn)題，根據(jù)邊緣計(jì)算的特點(diǎn)，本文認(rèn)為邊緣計(jì)算有以下幾個(gè)問(wèn)題待解決：

邊緣計(jì)算因其具有低時(shí)延的特點(diǎn)在許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，然而一些特定地理位置現(xiàn)階段4G網(wǎng)絡(luò)的速度不能滿(mǎn)足其要求，即使使用邊緣計(jì)算技術(shù)，也仍達(dá)不到理想的效果。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，相信邊緣計(jì)算配合5G網(wǎng)絡(luò)的超快速度在不久的將來(lái)將會(huì)在更多的領(lǐng)域中開(kāi)花結(jié)果。

基站是網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，邊緣計(jì)算的應(yīng)用與邊緣節(jié)點(diǎn)息息相關(guān)，而邊緣節(jié)點(diǎn)的地理位置也有一部分問(wèn)題要解決。在不同地理位置下，計(jì)算任務(wù)的卸載方式也不同，而邊緣節(jié)點(diǎn)的位置選取既要能夠滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的低時(shí)延，高效率，并且同時(shí)還要能夠節(jié)省能量，如何選擇邊緣節(jié)點(diǎn)的位置使其發(fā)揮出邊緣計(jì)算的可靠性也是待解決的問(wèn)題之一。

邊緣計(jì)算除了具有低時(shí)延高效率等特點(diǎn)，它還承擔(dān)了一部分的計(jì)算功能，因此邊緣計(jì)算應(yīng)用是否足夠智能也是待解決的一個(gè)問(wèn)題。在不同的場(chǎng)景，這些應(yīng)用需要做出不同的判斷，從實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)分析，到下達(dá)判斷時(shí)所做的決定是否足夠準(zhǔn)確需要大量的實(shí)驗(yàn)與時(shí)間去驗(yàn)證，以現(xiàn)階段的人工智能技術(shù)，邊緣計(jì)算的發(fā)展仍有一條很長(zhǎng)的路要走。不過(guò)隨著近年來(lái)AI的迅猛發(fā)展，AI與邊緣計(jì)算的結(jié)合將會(huì)更加可靠，邊緣計(jì)算的廣泛應(yīng)用未來(lái)可期。

4結(jié)束語(yǔ)

為了適應(yīng)高速發(fā)展的鐵路運(yùn)輸業(yè)，將數(shù)字化、信息智能化等先進(jìn)技術(shù)，有效融入智能鐵路，全面提升鐵路運(yùn)輸水平，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為必不可少的手段。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和壯大，其包含的信息化節(jié)點(diǎn)也呈現(xiàn)數(shù)量多、種類(lèi)多的特點(diǎn)。逐步增加的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)給通信帶寬，可靠性傳輸帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。 在這種情景下，應(yīng)用于鐵路物聯(lián)網(wǎng)中的邊緣計(jì)算技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。邊緣計(jì)算主要是使用網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備來(lái)處理、分析數(shù)據(jù)，即在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的源頭和云服務(wù)器之間，構(gòu)建一個(gè)具有計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力的結(jié)點(diǎn)，通過(guò)分析、計(jì)算數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)流量和響應(yīng)時(shí)間。邊緣計(jì)算將數(shù)據(jù)計(jì)算或存儲(chǔ)的功能由原本的云服務(wù)器遷移到交付數(shù)據(jù)的用戶(hù)附近的邊緣設(shè)備。本文詳細(xì)分析了邊緣計(jì)算技術(shù)在智能運(yùn)輸中的應(yīng)用需求和發(fā)展前景，以及鐵路物聯(lián)網(wǎng)中計(jì)算任務(wù)的種類(lèi)、優(yōu)先級(jí)等，提出了針對(duì)鐵路物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計(jì)算策略，為鐵路物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張海波，李虎，陳善學(xué)，等. 超密集網(wǎng)絡(luò)中基于移動(dòng)邊緣計(jì)算的任務(wù)卸載和資源優(yōu)化[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2019，41（05）：183-190.

[2]董浩，張海平，李忠金，劉輝. 移動(dòng)邊緣計(jì)算環(huán)境下服務(wù)工作流的計(jì)算卸載[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2019，55（2）.

[3]林濤，秦冬陽(yáng)，馬同寬，董柵. 基于博弈論的移動(dòng)邊緣計(jì)算任務(wù)調(diào)度研究[J].計(jì)算機(jī)仿真，2018.

[4]李棟. 基于經(jīng)濟(jì)原則的網(wǎng)格調(diào)度系統(tǒng)研究[D].北京化工大學(xué)，2012.

[5]周業(yè)茂，李忠金，葛季棟，等. 移動(dòng)云計(jì)算中基于延時(shí)傳輸?shù)亩嗄繕?biāo)工作流調(diào)度[J].軟件學(xué)報(bào)，2018，29（11）：72-91.

基金項(xiàng)目

神華新朔鐵路有限責(zé)任公司科技創(chuàng)新項(xiàng)目----基于智能可穿戴設(shè)備的鐵路人員主動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)研究。

作者簡(jiǎn)介

謝青龍（1981-），男，漢族，廣西北流人，本科，工程師，主要研究方向?yàn)殍F路信息。