一种外墙保温吊篮施工的边端算力优化调度方法及系统与流程
本发明涉及建筑施工智能监管与边缘计算，尤其涉及一种外墙保温吊篮施工的边端算力优化调度方法及系统。
背景技术：
1、随着建筑外墙保温施工智能化水平的不断提升，基于吊篮作业场景的视频监测与边缘计算技术逐渐应用于施工安全监管和施工质量控制过程中。现有技术中，通常通过在吊篮、楼层边缘或施工区域部署摄像头与边缘计算设备，对施工人员行为、吊篮运行状态以及保温施工过程进行实时采集与分析，以实现安全帽识别、安全带识别、危险动作检测以及施工质量核验等功能。同时，随着深度学习视觉模型在建筑施工领域中的应用不断增加，边端设备逐渐承担多路视频流解析、目标识别、风险预警及过程记录等多种任务，从而提高施工现场的智能化监管能力。尤其在弱网环境、复杂施工环境以及多吊篮并行作业场景下，利用边缘侧本地算力完成实时推理与快速响应，已成为当前外墙保温施工智能监管技术的重要发展方向。
2、然而，现有技术在实际应用过程中仍存在较为明显的不足。首先，现有边端视频处理系统大多采用固定优先级或平均资源分配方式，缺乏结合施工阶段、任务风险等级以及任务时效要求的动态任务调度能力。当施工现场同时产生多类视频分析任务时，现有系统难以对高风险、高实时性任务进行有效优先保障，容易导致关键安全任务响应延迟甚至超时失效。其次，现有技术通常未充分考虑边端设备算力资源受限、网络带宽波动以及设备热状态变化等问题，在资源紧张或弱网条件下，容易出现高优先级任务与低优先级任务相互争抢算力资源的情况，导致整体系统实时性下降，甚至出现任务积压、任务丢弃以及边端设备长时间高负载运行的问题。最后，现有技术大多缺乏基于运行反馈信息的闭环自适应优化机制，无法根据任务等待时延、执行时延、超时率以及任务丢弃率等运行结果动态调整调度参数与资源配额，因此难以持续适应施工现场任务并发变化和复杂工况变化，无法实现关键任务优先保障、边端资源动态优化以及系统整体稳定运行的技术效果。
3、如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种实现了吊篮施工边端算力的高效、稳定与自适应优化调度的外墙保温吊篮施工的边端算力优化调度方法及系统。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种外墙保温吊篮施工的边端算力优化调度方法，包括以下步骤：
3、s1、获取吊篮施工过程中的视频数据以及算力资源状态信息，基于视频数据生成视频处理任务，并对视频处理任务提取任务属性信息；
4、s2、基于任务属性信息，结合当前施工阶段，对视频处理任务进行优先级评估，得到任务优先级；并根据任务优先级，对各个视频处理任务进行分级入队，建立多级任务队列；
5、s3、对可用算力资源进行分区划分，得到算力资源分区结果，并基于算力资源分区结果对多级任务队列进行分区映射；根据算力资源状态信息对算力资源分区结果进行资源配额分配，得到分区资源配额；
6、s4、基于分区资源配额匹配任务执行策略，并对多级任务队列中的视频处理任务执行任务执行策略，并输出任务处理结果及反馈信息；
7、s5、基于反馈信息构建调度损失函数，根据调度损失函数对优先级评估和资源配额分配过程中的参数进行闭环更新调整。
8、优选地，所述任务属性信息至少包括任务类型、生成时间、截止时间、风险等级、关联施工阶段、预计计算量以及执行方式要求；所述算力资源状态信息包括边端设备资源状态信息及网络状态信息。
9、优选地，所述步骤s2中的所述对视频处理任务进行优先级评估包括：
10、基于任务属性信息量化计算或获取任务重要度初始值、任务紧迫程度、风险等级、阶段关联度量化值以及等待补偿项；
11、对任务重要度初始值、任务紧迫程度、风险等级、阶段关联度量化值以及等待补偿项进行加权融合计算得到任务优先级；
12、所述多级任务队列包括一级任务、二级任务、三级任务与四级任务。
13、优选地，所述算力资源分区结果至少包括实时保障区、弹性处理区以及保底处理区；
14、所述基于算力资源分区结果对多级任务队列进行分区映射包括：
15、根据多级任务队列的任务优先级，将一级任务和二级任务映射至实时保障区，将三级任务映射至弹性处理区，将四级任务映射至保底处理区。
16、优选地，所述步骤s3中的根据算力资源状态信息对算力资源分区结果进行资源配额分配包括：
17、提取所述边端设备资源状态信息中的处理器负载利用率、物理内存占用率和处理器芯片当前温度，并提取所述网络状态信息中的当前网络可用物理带宽；
18、基于处理器负载利用率、物理内存占用率和处理器芯片当前温度进行加权计算得到系统算力指数；
19、初始化实时保障区、弹性处理区和保底处理区的配额，并基于当前网络可用物理带宽与系统算力指数，采用双阈值法对配额进行调整，得到分区资源配额；
20、所述采用双阈值法对配额进行调整包括：
21、对系统算力指数设定第一指数阈值和第二指数阈值，对当前网络可用物理带宽设定第一带宽阈值与第二带宽阈值；
22、当系统算力指数小于第一指数阈值，且当前网络可用物理带宽大于第一带宽阈值时，判定为处于常规健康状态，维持实时保障区、弹性处理区以及保底处理区的初始化的配额；
23、当系统算力指数位于第一指数阈值与第二指数阈值之间，且当前网络可用物理带宽大于第一带宽阈值时，判定为处于资源紧张状态，提高实时保障区的配额至第一预设比例，并降低保底处理区的配额至第二预设比例；
24、当系统算力指数小于第二指数阈值，且当前网络可用物理带宽位于第二带宽阈值与第一带宽阈值之间时，判定为处于弱网受限状态，提高实时保障区的配额至第三预设比例，并分别降低弹性处理区和保底处理区的配额至第四预设比例与第五预设比例；
25、当系统算力指数大于或等于第二指数阈值，或者当前网络可用物理带宽小于第二带宽阈值时，判定为处于危急断网状态，将实时保障区的配额调整至预设最大值，并暂停保底处理区的配额分配。
26、优选地，所述任务执行策略包括即时执行策略、降频与合并执行策略及延迟执行与缓存补执行策略；
27、所述基于分区资源配额匹配任务执行策略包括：
28、当判定为处于常规健康状态时，对一级任务、二级任务、三级任务与四级任务均采用即时执行策略；
29、当判定为处于资源紧张状态时候，对一级任务采用即时执行策略，对二级任务与三级任务采用降频与合并执行策略，对四级任务采用延迟执行与缓存补执行策略；
30、当判定为处于弱网受限状态时，对一级任务与二级任务采用即时执行策略，对三级任务采用降频与合并执行策略，对四级任务采用延迟执行与缓存补执行策略；
31、当判定为处于危急断网状态时，对一级任务采用即时执行策略，对二级任务、三级任务与四级任务采用延迟执行与缓存补执行策略。
32、优选地，所述反馈信息至少包括任务等待时延、任务执行时延、超时率以及任务丢弃率；
33、所述调度损失函数基于任务等待时延、任务执行时延、超时率以及任务丢弃率加权融合得到；
34、所述步骤s5中的根据调度损失函数对优先级评估和资源配额分配过程中的参数进行闭环更新调整采用adam自适应优化算法。
35、本发明还提供一种外墙保温吊篮施工的边端算力优化调度系统，包括：
36、任务生成与属性提取模块，用于获取吊篮施工过程中的视频数据以及算力资源状态信息，基于视频数据生成视频处理任务，并对视频处理任务提取任务属性信息；
37、优先级评估与分级模块，用于基于任务属性信息，结合当前施工阶段，对视频处理任务进行优先级评估，得到任务优先级；并根据任务优先级，对各个视频处理任务进行分级入队，建立多级任务队列；
38、资源配额模块，用于对可用算力资源进行分区划分，得到算力资源分区结果，并基于算力资源分区结果对多级任务队列进行分区映射；根据算力资源状态信息对算力资源分区结果进行资源配额分配，得到分区资源配额；
39、策略执行模块，用于基于分区资源配额匹配任务执行策略，并对多级任务队列中的视频处理任务执行任务执行策略，输出任务处理结果及反馈信息；
40、反馈更新模块，用于基于反馈信息构建调度损失函数，根据调度损失函数对优先级评估和资源配额分配过程中的参数进行闭环更新调整。
41、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述外墙保温吊篮施工的边端算力优化调度方法的步骤。
42、本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述外墙保温吊篮施工的边端算力优化调度方法的步骤。
43、本发明的有益效果为：实现了吊篮施工边端算力的高效、稳定与自适应优化调度。结合施工阶段、任务风险等级及等待时长的动态优先级评估机制，以及基于优先级的分级入队策略，能够根据施工阶段切换实时调整安全任务与质量任务的执行顺序，使高实时性安全任务获得优先调度，有效解决了现有技术中固定优先级或平均分配方式导致关键任务响应延迟的问题。基于算力资源状态信息对可用算力进行分区划分，并采用双阈值法动态分配实时保障区、弹性处理区和保底处理区的资源配额，能够在资源紧张或弱网条件下优先保障高优先级任务的算力供给，抑制低优先级任务对算力的无效争抢，显著降低了系统在高负载工况下的任务积压与任务丢弃率。基于反馈信息构建调度损失函数，并采用adam自适应优化算法对优先级评估参数和资源配额分配参数进行闭环更新调整，使调度策略能够随施工任务分布、资源状态及网络条件的动态变化持续演进，克服了现有技术缺乏自校正机制导致的适应性不足问题，实现了边端算力的长期稳定与高效利用。