負載均衡算法在智慧礦山軟件平臺中的應用

郭秀才， 張悅， 賀耀宜

(1.西安科技大學 電氣與控制工程學院， 陜西 西安 710054；2.中煤科工集團常州研究院有限公司， 江蘇 常州 213015；3.天地(常州)自動化股份有限公司， 江蘇 常州 213015)

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近年來，隨著智慧礦山建設逐步發展，煤礦安全水平得到了極大提升，但智慧礦山系統中的海量數據處理問題隨之而來。據統計，目前每座礦山建有30～50個監控子系統[1-2]，包括安全監控系統、帶式輸送機控制系統、通風機控制系統、變電所監控系統等，且每個監控子系統有1 000～2 000個測點，導致智慧礦山系統數據量大、種類繁雜[3-5]。目前，智慧礦山均基于云計算架構，軟件平臺運行在云端，不同礦山之間的數據將產生關聯，且子系統、測點、用戶數量會越來越多。單一服務器無法支撐當前海量數據處理請求，不能滿足實際生產管理需求，因此需要多臺服務器同時處理并發的數據存取及用戶訪問請求，通過負載均衡算法[6-7]將相關請求合理分配給每臺服務器。

負載均衡算法包括靜態、動態兩種。靜態負載均衡算法按照固定比例分配任務，如輪詢算法、加權輪詢算法；動態負載均衡算法根據當前服務器狀態分配任務，如最小連接數(Least Connection，LC)算法、加權最小連接數(Weighted Least Connection，WLC)算法[8-9]。其中WLC算法是目前最常用的動態負載均衡算法。由于煤礦行業的特殊性和智慧礦山系統數據類型的復雜性，現有負載均衡算法在處理智慧礦山系統數據時，存在處理速度慢、無法合理利用現有資源完成任務調度等問題。針對該問題，本文提出了一種基于布谷鳥搜索(Cuckoo Search，CS)[10]的WLC(CS-WLC)算法，并將其部署在智慧礦山軟件平臺，通過試驗驗證了其具有較好的負載均衡效果。……