(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211261462.X (22)申请日 2022.10.14 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510600 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司佛山供电局 (72)发明人 张殷　李国伟　王俊波　唐琪　 刘益军　范心明　李新　熊仕斌　 蒋维　罗容波　吴江一　董镝　 宋安琪　黎小龙　陈贤熙　曾庆辉　 章涛　刘少辉　吴焯军　刘昊　 梁年柏　刘崧　王智娇　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 李伟贤(51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/12(2017.01) (54)发明名称 采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺 陷图像仿真方法 (57)摘要 本发明提供了一种采用异构计算资源负载 均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 通过图像分 割将大图像的缺陷仿真任务拆分为若干个小图 像的缺陷仿真子任务； 然后根据异构计算资源的 集群状态和缺陷仿真子任务状态设计一个任务 调度模拟器， 利用该任务调度模拟器规划任务调 度， 使得资源消耗最小； 按照所规划的任务调度， 将缺陷仿真子任务分配到相应的异构计算资源， 进行图像仿真后合并， 得到最终的缺陷仿真图 像。 本发明通过利用异构资源对划分得到的小图 像缺陷仿真子任务进行任务调度， 使得仿真任务 平均完成时间最小， 提高了计算效率的同时也保 证了电网高分辨 率大图的缺陷仿真效果。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115543626 A 2022.12.30 CN 115543626 A 1.采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： 获取待处理的仿真图片， 根据待仿真缺陷， 对所述仿真图片进行图像分割， 将缺陷仿真 任务拆分为 缺陷仿真子任务； 利用任务调度模拟器规划任务调度， 所述任务调度模拟器以资源消耗最小为目标， 以 异构计算资源 满足缺陷仿真任务 运行为约束条件进行任务调度的规划； 根据所规划的任务调度， 将所述缺陷仿真子任务分配到相应的所述异构计算资源， 进 行图像仿真； 将各个异构计算资源的仿真图像进行合并， 得到最终的缺陷仿真图像。 2.根据权利要求1所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 根据待仿 真缺陷， 对所述仿 真图片进 行图像分割， 将缺陷仿 真任务拆 分为缺陷 仿真子任务， 具体包括： 将所述待仿真缺陷的数量作为需要拆分的缺陷仿真子任务数量； 通过动态 滑动算法以及与缺陷目标相匹配的分割窗口进行图像分割； 对于待仿真的缺陷， 得到分割后的图像大小和数量， 以完成缺陷仿真子任务的创建。 3.根据权利要求2所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 分割窗口的大小是根据缺陷目标的大小所确定的， 所述分割窗口大小的确定 流程具体为： 预设若干个图像滑动窗口 的大小； 根据缺陷目标的面积计算滑动窗口选择面积， 根据滑动窗口选择面积从所述若干个图 像滑动窗口中进 行选择， 将大于所述滑动窗口选择面积的所有图像滑动窗口中面积最小的 一个作为所述分割窗口。 4.根据权利要求3所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 所述滑动窗口选择面积的计算式具体如下： S＝SDetect/SDetect_pic*SSimulati on_pic 式中， S表示所述滑动窗口选择面积， SDetect表示仿真缺陷面积， SDetect_pic为仿真缺陷对 应的图像面积， SSimulati on_pic表示待仿真图像面积。 5.根据权利要求3所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 分割后的图像数量的计算式具体如下： N＝floor(L/M)*floor(W/M) 式中， N表示所述分割后的图像数量， L为待仿真图像的长度， W为待仿真图像的宽度， M 为所选择的图像滑动窗口大小， fl oor为向上 取整。 6.根据权利要求1所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 所述任务调度模拟 器是根据异构 计算资源的集群状态和缺陷仿真子任务状态 设计而成， 包括资源消耗记录、 离线训练调优和在线调度三个部 分， 所述资源消耗记录具体 包括： 构建一个初始的异构集群环境， 所述异构集群环境中包括若干个可用的异构计算资 源； 创建若干个仿真任务， 每个所述仿真任务至少包含若干个子仿真任务， 每个所述子仿权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115543626 A 2真任务均进行图像分割； 记录所述初始的异构集群环境中， 对每个所述仿真任务执行完图像仿真后的各个所述 异构计算资源的计算状态， 所述计算状态至少包括仿真计算所消耗的时间和等待时间。 7.根据权利要求6所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 所述离线训练调优具体包括： 获取一个待训练 的调度模型， 并将资源消耗记录部分所记录的各个所述异构计算资源 的计算状态以及子仿真任务的状态作为所述调 度模型的输入， 输出为每个所述异构 计算资 源被分配任务的概 率； 通过奖励函数获取优化信号， 所述奖励函数基于资源消耗记录部分所记录的仿真计算 所消耗的时间生成优化信号； 利用优化器对所述调度模型进行优化， 得到优化后调度模型； 将优化后的调度模型利用实测数据进行重复优化， 直到所述调度模型收敛后得到最终 的所述任务调度模拟器。 8.根据权利要求7所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 所述在线调度具体包括： 将当前待仿真的子任务状态和异构计算资源的状态输入到最终的所述任务调度模拟 器中， 以便所述任务调 度模拟器生成将所述当前待仿真的子任务分配到各个所述异构 计算 资源的概 率分布； 将所述概率分布中概 率最大的所述异构计算资源分配作为 规划的任务调度。 9.根据权利要求1所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷图像仿真方法， 其特征在于， 以异构计算资源 满足缺陷仿真任务 运行为约束条件， 具体为： 一个异构计算资源同一 时间只处理一个所述缺陷仿真子任务， 将所述缺陷仿真子任务 分配给处于资源空 闲时间段的所述异构计算资源。 10.根据权利要求1所述的采用异构计算资源负载均衡调度的电力缺陷 图像仿真方法， 其特征在于， 根据所规划的任务调 度， 将所述缺陷仿 真子任务分配到相应的异构 计算资源， 还包括： 对于异构计算环境中的中央处理器和图像处理器， 为每一个数据处理操作生成对应的 执行进程， 并对应统计在所述中央处 理器的任务队列和图像处 理器的任务队列中； 当监控到所述图像处理器的任务队列中进程数量超过对应的负载阈值 时， 减少所述中 央处理器的处 理进程； 反 之， 增加所述中央处 理器的处 理进程。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115543626 A 3