Впровадження туманних обчислень в мережах електронних комунікацій
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Робота містить 112 сторінок, (6 рисунків, 26 таблиць). Список використаних джерел нараховує 25 найменувань.
Актуальність впровадження туманних обчислень в мережах електронних комунікацій полягає в необхідності подолання архітектурних обмежень традиційної парадигми Хмарних обчислень (Cloud Computing) для високоавтоматизованих систем (дрони, сенсори) у сільському господарстві. Обмежена пропускна здатність магістральних каналів у сільській місцевості призводить до неприпустимо високої мережевої затримки (Latency) та значних фінансових витрат, що унеможливлює прийняття автономних рішень у реальному часі та порушує вимоги до Якості Обслуговування (QoS). Мета дослідження. Розробка та оцінка ефективності адаптивної моделі управління Task Offloading у MEC-мережах, орієнтованих на аграрний сектор, яка використовує принципи багатоцільової оптимізації для забезпечення оптимального компромісу між продуктивністю (Latency) та енергоефективністю, дотримуючись жорстких обмежень QoS, надійності та безпеки. Завдання дослідження. Розробка архітектурної моделі RAFN-AgriProtect, математична формалізація задачі Task Offloading як багатоцільової оптимізації, створення Адаптивного Алгоритму Task Offloading (АА-ТО), а також проведення симуляційного моделювання для кількісного підтвердження переваг розроблених рішень. Об’єкт дослідження. Процеси перенесення обчислювальних завдань (Task Offloading) у ієрархічних мережах Edge-Fog-Cloud. Предмет дослідження. Адаптивна модель управління Task Offloading та архітектура RAFN-AgriProtect, заснована на багатоцільовій оптимізації, в умовах автономного сільськогосподарського сектору. Методи дослідження, що були використані. Системний аналіз, математичне моделювання, теорія масового обслуговування, методи багатоцільової оптимізації (зокрема, еволюційні алгоритми), а також ДискретноПодієве Моделювання (DES) на базі Python для оцінки продуктивності системи. Отримані результати. Розроблена цілісна архітектура RAFN-AgriProtect та Адаптивний алгоритм Task Offloading (АА-ТО), що динамічно знаходить Паретоптимальні рішення. Результати моделювання підтвердили досягнення мінімальної середньої затримки та дотримання дедлайнів на рівні, близькому до 99%. Практична цінність отриманих результатів полягає в кількісному підтвердженні економічної вигоди архітектури RAFN-AgriProtect за рахунок механізму локального обслуговування (P2P Fog Delivery), що забезпечує зниження навантаження на магістральний канал та економію операційних витрат (OpEx) приблизно на 75%. Отримані результати є основою для реалізації інноваційного стартап-проєкту «AgriFog Optimize».
Опис
Ключові слова
туманні обчислення, Task Offloading, багатоцільова оптимізація, Mobile Edge Computing (MEC), RAFN-AgriProtect, Latency, енергоспоживання, Fog Computing, Multi-Objective Optimization, Energy Consumption
Бібліографічний опис
Білоус, К. І. Впровадження туманних обчислень в мережах електронних комунікацій : магістерська дис. : 172 Електронні комунікації та радіотехніка / Білоус Карина Ігорівна. – Київ, 2025. – 112 с.