The Cloud-Edge Continuum (CEC) enables latency-critical applications by distributing resources to the far edge, but its extreme volatility makes proactive Zero Touch Management via time-series forecasting essential. However, orchestrators face a severe "cold start" problem: newly discovered nodes lack the historical data required to train localized predictive models, while generalized models fail to capture unique hardware and microservice behaviors. To solve this, we propose a fully automated time-series prediction architecture driven by a novel data-mixing methodology. At the infrastructure level, we introduce a lightweight, technology-agnostic Resource Exposer (RE) that dynamically discovers nodes and continuously collects customizable telemetry (e.g., compute, network, energy). To overcome the sparsity of these initial local samples, our framework automatically merges them with TimeTrack, our publicly available, high-resolution dataset collected at 45-second intervals. This synergizes TimeTrack's foundational, high-frequency temporal patterns with the precise calibration of the local node data. Processed through a Neural Architecture Search (NAS) engine, the system automatically generates highly accurate baseline models. Experimental results demonstrate that merging the target data with TimeTrack effectively mitigates the cold start challenge. This integration significantly improves forecasting accuracy measured in Mean Squared Error (MSE), Mean Absolute Error (MAE), and Mean Absolute Percentage Error (MAPE) and accelerates convergence compared to training on the sparse local samples alone, training solely on generic datasets, or mixing the target data with standard alternative datasets, establishing a robust foundation for continuous MLOps deployment.


翻译:云边连续体(Cloud-Edge Continuum, CEC)通过将资源分布到远边节点来支持延迟关键型应用,但其极端波动性使得基于时间序列预测的主动零接触管理变得至关重要。然而,编排器面临严重的“冷启动”问题:新发现的节点缺乏训练本地化预测模型所需的历史数据,而通用模型又无法捕捉独特的硬件和微服务行为。为解决这一问题,我们提出了一种全自动时间序列预测架构,其核心是一种新颖的数据混合方法。在基础设施层面,我们引入了一种轻量级、技术无关的资源暴露器(Resource Exposer, RE),可动态发现节点并持续采集可定制的遥测数据(例如计算、网络、能量)。为克服初始本地样本稀疏的问题,我们的框架自动将这些样本与TimeTrack(我们公开的高分辨率数据集,以45秒间隔采集)合并。这种合并协同利用了TimeTrack的高频基础时间模式与本地节点数据的精确校准特性。通过神经架构搜索(Neural Architecture Search, NAS)引擎处理,系统自动生成高精度的基线模型。实验结果表明,将目标数据与TimeTrack合并能有效缓解冷启动问题。与仅使用稀疏本地样本训练、仅基于通用数据集训练,或将目标数据与标准替代数据集混合相比,这种集成显著提升了以均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)衡量的预测精度,并加速了收敛,为持续MLOps部署奠定了坚实基础。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
《深度学习在时间序列预测中的应用:综述》
专知会员服务
29+阅读 · 2025年3月14日
《用于边缘云异常检测的机器学习》博士论文
专知会员服务
24+阅读 · 2025年1月20日
《边缘云异常检测的机器学习》最新博士论文
专知会员服务
27+阅读 · 2024年8月8日
【2023新书】移动边缘计算,123页pdf
专知会员服务
108+阅读 · 2023年11月18日
边缘机器学习,21页ppt
专知会员服务
84+阅读 · 2021年6月21日
基于 Keras 用深度学习预测时间序列
R语言中文社区
23+阅读 · 2018年7月27日
边缘计算:万物互联时代新型计算模型
计算机研究与发展
15+阅读 · 2017年5月19日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
《深度学习在时间序列预测中的应用:综述》
专知会员服务
29+阅读 · 2025年3月14日
《用于边缘云异常检测的机器学习》博士论文
专知会员服务
24+阅读 · 2025年1月20日
《边缘云异常检测的机器学习》最新博士论文
专知会员服务
27+阅读 · 2024年8月8日
【2023新书】移动边缘计算,123页pdf
专知会员服务
108+阅读 · 2023年11月18日
边缘机器学习,21页ppt
专知会员服务
84+阅读 · 2021年6月21日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员