基于优先级调度的舞台视效任务执行与监控方法及系统与流程

本发明涉及计算机任务调度领域，尤其涉及一种基于优先级调度的舞台视效任务执行与监控方法及系统。

背景技术：

1、在计算机任务调度和舞台视效控制技术领域内，多通道舞台视效任务的现有方案通常依托中央控制单元、舞台控制终端、实时渲染单元、投影单元、led显示单元、空间音频单元、环境光控制单元和设备控制接口进行协同运行。此类方案一般按照预设节目段、演出时间码、人工触发指令或设备控制流程，对投影画面切换、led分区显示、实时渲染、环境光切换和空间音频同步等任务进行下发执行，并通过运行状态参数、设备反馈数据或校准反馈数据记录设备侧执行状态。

2、现有方案在单一节目段或任务数量较少的场景下，通常能够完成基本的视效设备控制和状态反馈。但在大型展演活动或沉浸式舞台空间中，多个舞台视效任务往往同时涉及前置执行、同步触发、资源互斥和时间偏移等关系，同一投影通道、led显示分区、媒体服务器、实时渲染节点或设备控制接口也可能被多个任务连续或交叉占用。若现有方案仅按照固定时间顺序、多线程任务分发或人工配置规则执行，容易出现任务依赖关系与设备资源状态分离、任务触发条件与实际执行状态衔接不连续、设备反馈数据难以回写至后续任务处理链路等情况。

3、现有方案多依赖预设演出流程、固定任务队列、单一设备状态反馈或安全监控结果进行处理。当舞台视效任务发生超时、失败、设备无响应、触发事件缺失或资源占用冲突时，前序任务状态、设备资源状态与后续任务执行计划之间缺少稳定衔接，容易造成未执行任务仍沿用原有执行顺序或原有触发队列，进而形成任务执行状态与设备资源占用状态不一致的问题。

4、针对多通道舞台视效任务并发下任务依赖关系图、资源占用状态信息和任务执行状态信息的联合处理，现有技术仍存在任务依赖、资源占用、事件触发和异常反馈之间难以联动的短板。因此，需要围绕舞台视效任务执行与监控，解决如何在多通道舞台视效任务并发下，基于任务依赖关系图、资源占用状态信息和任务执行状态信息，形成动态重调度后的任务执行计划和任务触发事件序列的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于优先级调度的舞台视效任务执行与监控方法，包括：

2、s1、获取多源数据，进行任务数据解析，生成任务节点信息和设备资源基础信息；所述多源数据包括舞台视效任务集、任务依赖数据、设备资源状态数据、事件触发数据、时序约束数据和优先级规则数据；

3、s2、基于所述任务节点信息、所述任务依赖数据和所述设备资源基础信息构建任务依赖关系图，将所述任务依赖关系图中的任务节点与对应设备资源建立资源占用状态信息，生成任务资源约束信息；

4、s3、基于所述任务资源约束信息、所述时序约束数据和所述优先级规则数据，筛选依赖满足且设备资源可用的可调度任务集合，计算任务调度优先级并排序，生成任务执行调度方案；

5、s4、基于所述任务执行调度方案和所述事件触发数据生成任务触发事件序列，按照事件触发条件和同步时钟下发设备控制指令，将设备反馈数据与任务节点关联，生成任务执行状态信息；

6、s5、基于所述任务执行状态信息识别任务执行异常条件，更新所述任务依赖关系图和所述资源占用状态信息，对未执行任务重新计算任务调度优先级，生成调整后的任务调度计划和更新后的任务触发事件序列。

7、进一步地，所述任务节点信息包括任务标识、任务类型、所属节目段、目标设备资源、预计执行时长、时间窗口、任务优先级等级、设备资源需求和失败处理策略；所述任务类型包括投影画面切换任务、led分区显示任务、实时渲染任务、环境光切换任务、空间音频同步任务、素材预加载任务、校准参数加载任务和节目切换任务。

8、进一步地，所述任务依赖关系图包括任务节点和依赖关系边；所述依赖关系边包括前置依赖关系边、同步依赖关系边、互斥依赖关系边和时间偏移依赖关系边；所述前置依赖关系边写入前置任务标识，所述同步依赖关系边写入同步误差容限，所述互斥依赖关系边写入互斥设备资源标识，所述时间偏移依赖关系边写入偏移时间；

9、其中，所述构建任务依赖关系图包含：

10、对所述任务节点信息进行分组；

11、依据所述任务依赖数据中的前置任务标识生成前置依赖关系边；

12、对于同一节目段中需在同一同步误差容限内执行的多个任务节点，生成同步依赖关系边并将所述同步误差容限写入该同步依赖关系边；

13、对于目标设备资源相同且执行时段存在重叠的多个任务节点，依据互斥设备资源标识生成互斥依赖关系边；

14、对于存在预定先后偏移的任务节点，生成时间偏移依赖关系边，并将偏移时间写入该时间偏移依赖关系边。

15、进一步地，所述设备资源基础信息包括设备标识、设备类型、通道标识、资源状态和控制接口标识；所述资源占用状态信息包括任务标识、设备标识、通道标识、占用开始时间、占用结束时间和资源占用锁定状态；

16、所述建立资源占用状态信息包含：读取所述任务节点信息中的目标设备资源、预计执行时长和时间窗口，读取所述设备资源基础信息中的设备标识和通道标识，确定每个任务节点占用的设备标识、通道标识、占用开始时间和占用结束时间；

17、所述占用开始时间取自所述时间窗口中的触发时间，所述占用结束时间由所述占用开始时间加上所述预计执行时长得到；

18、所述任务资源约束信息包含所述任务依赖关系图、所述资源占用状态信息、依赖关系边状态、资源占用锁定状态和资源占用冲突标记。

19、进一步地，所述筛选依赖满足且设备资源可用的可调度任务集合包括：读取所述任务依赖关系图中任务节点的前置依赖状态；读取所述资源占用状态信息中对应设备资源的资源占用锁定状态；将前置依赖状态为已完成且资源占用锁定状态为空闲的任务节点写入所述可调度任务集合。

20、进一步地，所述计算任务调度优先级并排序包括：读取所述可调度任务集合中各任务节点的任务优先级等级、任务剩余执行时间、时间窗口、前置任务延迟时间、资源等待时间和设备反馈信息；按照所述优先级规则数据生成各任务节点的任务调度优先级；按照所述任务调度优先级对所述可调度任务集合排序。

21、进一步地，所述任务执行调度方案包括任务执行顺序、任务触发条件、目标设备资源、资源占用时段、任务调度优先级、同步误差容限和状态监测位置；所述任务触发事件序列包括事件标识、任务标识、触发时间、触发条件、同步时钟标识、设备控制指令和反馈字段。

22、进一步地，所述触发条件包括演出时间码触发、节目段开始触发、前置任务完成触发、互动指令触发和人工确认触发；所述设备控制指令包括任务标识、设备标识、通道标识、控制动作、触发时间、同步误差容限和反馈字段。

23、进一步地，所述任务执行状态信息包括任务标识、设备资源标识、指令下发时间、反馈接收时间、执行结果和错误码；所述任务执行异常条件包括任务超时、任务失败、设备无响应、资源占用冲突、触发事件缺失和同步误差超阈值；在满足所述任务执行异常条件时，记录任务计划版本、事件队列版本、设备反馈数据和重调度原因。

24、进一步地，一种基于优先级调度的舞台视效任务执行与监控系统，包括：任务数据解析模块、任务约束构建模块、任务调度模块、事件触发执行模块、状态监测模块、任务重排模块；所述系统用于实现上述任一项所述的方法。

25、本发明的关键创新点包括：

26、（1）将舞台视效任务集解析为任务节点信息，并基于任务依赖数据构建任务依赖关系图，同时将任务节点与对应设备资源建立资源占用状态信息，生成包含任务依赖关系和设备资源占用状态的任务资源约束信息。

27、（2）基于任务资源约束信息、时序约束数据和优先级规则数据，筛选依赖满足且设备资源可用的可调度任务集合，对可调度任务集合计算任务调度优先级并排序，生成包含任务执行顺序、任务触发条件、目标设备资源和同步误差容限的任务执行调度方案。

28、（3）基于任务执行调度方案和事件触发数据生成任务触发事件序列，按照事件触发条件和同步时钟下发设备控制指令，并将设备反馈数据与任务节点关联生成任务执行状态信息，在识别任务执行异常条件后更新任务依赖关系图和资源占用状态信息，生成调整后的任务调度计划和更新后的任务触发事件序列。

29、以下为其主要的有益效果：

30、（1）针对现有方案中任务依赖关系与设备资源状态分离的问题，通过任务依赖关系图和资源占用状态信息共同形成任务资源约束信息，使舞台视效任务在进入后续排序前同时具有任务顺序约束和设备资源占用约束，减少任务触发与设备资源状态不一致的情况。

31、（2）针对多个舞台视效任务在同一节目段内并发执行时固定任务队列难以匹配现场状态的问题，通过可调度任务集合筛选和任务调度优先级排序，使任务执行调度方案能够基于依赖状态、资源状态和时序约束形成任务执行顺序。

32、（3）针对设备反馈数据难以回写至后续任务处理链路的问题，通过将设备反馈数据与任务节点关联生成任务执行状态信息，并在异常条件下更新任务依赖关系图和资源占用状态信息，使未执行任务能够形成调整后的任务调度计划和更新后的任务触发事件序列。