管理数据流以提高网络物理系统的性能

北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一套算法，以通过平衡每个组件对数据的需求与数据的发送和接收速度，来改善从自动驾驶汽车到智能电网的网络物理系统的性能。

“网络物理系统集成了传感器，设备和通信工具，允许系统的所有元素共享信息并协调其活动以实现目标，”有关新算法的论文的合著者Aranya Chakrabortty说。以及NC State大学的电气和计算机工程教授。“这些系统具有巨大的潜力，美国国家科学基金会将其称为“实现智能互联世界”，但这些系统也带来了挑战。

“特别是，系统中的物理代理(设备)需要大量的通信链接才能有效运行。这导致大量数据流过通信网络，从而导致路由和排队延迟。这些延迟可能会导致较长的延迟。等待代理采取行动的时间，从而降低了系统的质量，换句话说，通过如此多的链接传递的数据太多，以至于系统可能无法实现既定目标-滞后时间是太久了。”

这造成了一个难题。减少通信可能会损害系统性能的质量，因为系统的每个元素都将以较少的信息运行。另一方面，减少通信意味着系统的每个元素都将能够更快地获取该信息。

Chakrabortty说：“所以，这都是一个权衡。” “需要在所有三个变量之间取得适当的平衡，即，适当的通信稀疏性，最佳的延迟和代理的最佳可实现的性能。在保持良好平衡的同时，以最佳方式执行任务而且要确保每个代理程序的安全稳定运行也不是一件容易的事。这就是我们算法的用武之地。”

Chakrabortty和研究生Nandini Negi开发了三种算法，这些算法合在一起可以减少来自系统中每个节点的数据请求的总数，但要确保每个节点都能足够快地接收到足够的信息，以实现系统目标。

内吉说：“没有适用于所有网络物理系统的千篇一律的解决方案。” “但是我们的算法允许用户确定任何系统的最佳通信解决方案。”