面向无线电监测云边协同架构的算法动态迁移系统及方法与流程

本发明涉及无线电监测管理相关，尤其是指一种面向无线电监测云边协同架构的算法动态迁移系统及方法。

背景技术：

1、无线电监测业务具备端站布设数量多、地域分布范围广、监测任务突发性强、数据处理实时性要求高、无人值守端站占比大等特点。监测端站需要长时间不间断采集频谱数据、iq 数据、设备运行状态及告警信息，并运行信号识别、干扰分析、非法发射源检测、频谱占用分析等各类无线电监测相关算法。

2、现有无线电监测系统中，无线电监测相关算法多采用固定部署模式，常驻于中心侧服务器或者指定端侧设备。当端侧节点资源占用超限、网络质量变差或节点离线、监测区域出现临时任务、算法版本迭代升级、硬件设备发生异常时，通常需要工作人员远程登录设备，手动完成程序部署、参数修改、服务重启等操作。该模式不仅运维成本较高，也无法保障无人值守端站在异常工况下持续开展监测工作。

3、现阶段部分云边协同、容器编排方案虽可实现算法容器向边缘节点下发部署，但仍存在诸多不足。常规容器调度仅参考 cpu、内存等通用资源指标，未结合无线电监测任务的区域属性、频段属性、设备型号、硬件访问能力及任务优先级完成节点筛选；无线电监测相关算法迁移过程中，未针对监测频段、采样率、带宽、iq 数据处理进度、中间识别结果、设备绑定关系等专属业务上下文进行保存与恢复；算法配置多依靠人工维护，难以适配不同地区、不同设备型号、不同端站的差异化运行需求；迁移出现故障时，缺少源节点保活、目标节点重试、重新选点及回滚恢复的完整控制逻辑，极易造成监测任务中断；同时，迁移全过程的触发原因、版本信息、故障原因等数据未形成完整记录体系，无法实现全流程审计追溯。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中算法固定部署、迁移节点选择合理性不足、业务上下文无法恢复、端站配置依赖人工维护、迁移故障易造成任务中断等缺陷，提供了一种能够保障监测业务连续运行的面向无线电监测云边协同架构的算法动态迁移系统及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、面向无线电监测云边协同架构的算法动态迁移系统，包括云端管理层、云边通信层、端侧执行层和迁移控制层四大模块，

4、云端管理层实现全域无线电边缘端侧统一管理，负责算法镜像、版本信息、配置文件、节点标签、节点资源画像、设备能力画像以及迁移任务状态的维护；

5、云边通信层搭建云端与端侧之间的安全传输通道，完成部署指令、配置文件、迁移快照、容器运行状态、无线电监测相关算法运行状态及异常告警信息的双向同步；

6、端侧执行层接收云端下发的迁移任务，完成算法镜像拉取、配置文件与数据卷挂载、算法容器启动，并完成与本地无线电监测硬件设备的接口对接；

7、迁移控制层负责迁移条件判定、源节点运行上下文存储、目标节点筛选校验、迁移数据同步、目标节点状态恢复以及异常重试、故障回滚操作。

8、本发明的整体架构主要包括云端管理层、云边通信层、端侧执行层、迁移控制层，其中云端管理层具备容器调度能力，统一管理节点标签、资源画像、设备能力画像、算法镜像、分层配置及迁移任务；云边通信层实现云端与端侧数据安全交互；端侧执行层接收云端指令，完成镜像拉取、容器启动、硬件对接与状态上报。

9、作为优选，端侧节点部署端侧执行层后，凭借预设身份令牌完成云端平台注册，云端为注册节点配置节点标签，持续采集节点相关数据，构建节点资源画像与设备能力画像。

10、作为优选，云端针对每一项无线电监测相关算法制作标准化算法镜像，标注镜像版本号与校验信息，并统一存储至云端管理层中的算法镜像仓库中，云端管理层中的配置中心将算法配置划分为全局公共配置、区域配置、设备型号配置、端节点专属配置以及敏感配置五大类，同步记录各类配置的版本号、适用标签、更新时间及校验信息，目标节点接收到迁移任务后，结合自身标签、任务属性与算法类型，自动匹配对应的配置文件。

11、作为优选，迁移控制层依据多类触发条件生成迁移任务，触发类型包含资源触发、故障触发、业务触发、版本触发以及人工触发；资源触发为端侧节点相关资源超出预设阈值；故障触发为端侧节点运行异常；业务触发为开展相关业务；版本触发为算法镜像或配置文件完成版本升级；人工触发为管理人员通过云端控制台或对外接口指定迁移对应的源节点、目标节点及无线电监测相关算法。

12、本发明还提供了面向无线电监测云边协同架构的算法动态迁移方法，具体步骤如下：

13、（1）迁移任务创建完成后进入等待状态，迁移控制层依据多类触发条件生成迁移任务，迁移任务正式启动后，源节点选择算法处理进入冻结状态保存上下文，并生成迁移快照；

14、（2）云端从全部候选节点中筛选处于在线状态的节点，计算各候选节点的适配评分，按照评分高低选定目标节点；

15、（3）云端或源节点将迁移快照、中间数据及配套的配置文件，通过云边通信层传输至目标节点；

16、（4）目标节点根据云端下发的部署策略拉取或复用本地已缓存的算法镜像，依次挂载全局公共配置、区域配置、设备型号配置、端节点专属配置、敏感配置以及迁移数据卷，创建并启动算法容器，算法容器运行后读取迁移快照数据，从断点位置接续开展无线电数据处理工作；

17、（5）目标节点完成状态恢复并稳定运行后，向云端回传端侧执行层状态，云端持续对目标节点进行健康检测，确认运行正常后，更新迁移任务状态，并向源节点下发释放指令，对原有容器进行清理或将源节点切换为备用状态。

18、本方法通过业务上下文快照技术，完整留存监测相关参数与数据处理进度，有效避免迁移过程中监测状态丢失；采用多维度适配评分机制筛选目标节点，提升节点选择合理性与迁移成功率；分层配置模式实现配置文件自动匹配下发，减少端侧人工配置工作量，可适配多地区、多型号设备的差异化使用场景；依托源节点保活、故障重试、重新选点、回滚恢复等机制，大幅降低迁移故障引发业务中断的风险。

19、作为优选，在步骤（2）中，候选节点的适配评分由资源评分、网络评分、区域评分、设备适配评分、镜像缓存评分以及任务优先级评分构成；资源评分依据候选节点相关资源判定；网络评分依据云端与候选节点之间的网络情况判定；区域评分依据节点相关区域的匹配关系判定；设备适配评分依据节点能否与设备适配判定；镜像缓存评分依据节点本地是否存储对应版本算法镜像判定；任务优先级评分依据无线电监测任务的重要等级判定。

20、作为优选，在步骤（3）中，目标节点加载数据前，对算法镜像版本、配置版本、任务编号、快照校验值及快照有效时长进行一致性校验，校验结果异常则拒绝执行恢复操作，并向云端反馈故障信息。

21、作为优选，迁移全过程实时监测运行状态，若出现迁移失败问题，迁移控制层根据故障类型执行重试操作、重新遴选目标节点，或执行回滚操作；在目标节点未确认正常运行前，源节点始终保持原有算法实例运行或保留可恢复状态；当重试次数达到上限，或所有候选节点均不满足运行条件时，迁移任务进入回滚状态，由源节点继续执行监测任务。

22、本发明的有益效果是：有效避免迁移过程中监测状态丢失；提升节点选择合理性与迁移成功率；减少端侧人工配置工作量，可适配多地区、多型号设备的差异化使用场景；大幅降低迁移故障引发业务中断的风险；实现无线电监测相关算法在云端节点、边缘端站以及不同边缘端站之间稳定迁移，保障监测业务连续运行。