一种调优方法、装置和计算设备与流程

本发明涉及云服务，尤其涉及一种调优方法、装置和计算设备。

背景技术：

1、气象研究与预报(weather research and forecasting，wrf)模型用于气象研究和数值天气预报的最先进的大气建模系统，是一款中尺度数值天气预报模型。wrf模型采用fortran 90语言编写，可以运行在各种不同的平台。wrf模型可以应用于数值天气预报的研究与业务化、物理参数化方案研究、数据同化、驱动空气质量模型、中小尺度气候模拟以及海洋大气模型的耦合等。在天气预报业务化研究和科学研究的过程中，能够快速地、高效地对wrf模型选择最优化的设置，对于提高数值预报的效率有很重要的研究意义。

技术实现思路

1、为了解决上述的问题，本技术的实施例中提供了一种调优方法，自动地对运行wrf模型的运行参数进行调优，可以尽可能减少暴露在外的通信时间，以及wrf模型的总i/o时间。在自动调优过程中，对运行参数的各个参数分阶段进行调优，每次调优少量的参数，可以加快调优的收敛速度。完成运行参数的所有参数进行调优后，构成调优结果，存入数据库，可以丰富数据库的数据，以提高后续调优的准确性。另外，本技术还提供了与该调优方法对应的调优装置和计算设备。

2、为此，本技术的实施例中采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例提供一种调优方法，应用于计算设备，所述计算设备用于运行气象研究与预报wrf模型，所述方法包括：获取运行所述wrf模型的运行参数；基于所述运行参数中的第一分组的各个参数，生成所述各个参数的多个参数值；所述运行参数中的多个参数划分成多个分组，所述多个分组包括所述第一分组，所述第一分组包括一个或多个参数；将所述各个参数的多个参数值输入到调优模型，得到所述各个参数的调优后的参数值。

4、在该实施方式中，计算设备可以自动地对运行wrf模型的运行参数进行调优，可以尽可能减少暴露在外的通信时间，以及wrf模型的总i/o时间。计算设备在自动调优过程中，对运行参数的各个参数分阶段进行调优，每次调优少量的参数，可以加快调优的收敛速度。

5、在一种实施方式中，所述运行参数包括运行环境和算例名称，所述基于所述运行参数中的第一分组的各个参数，生成所述各个参数的多个参数值，包括：根据所述运行参数中的运行环境，在数据库中已经存储的调优结果进行对比；响应于目标调优结果中的运行环境与所述运行参数中的运行环境的相似度大于设定阈值时，检测所述目标调优结果是否存在所述运行参数的算例名称；响应于所述目标调优结果存在所述运行参数的算例名称时，获取所述目标调优结果中所述各个参数的参数值，以及所述各个参数的参数值附近的设定数量的参数值，得到所述各个参数的多个参数值。

6、在该实施方式中，计算设备可以根据运行参数中的运行环境和算例名称，在数据库中查找与运行参数中的运行环境和算例名称相匹配的调优结果，获取与运行参数中的运行环境相似度最高的调优结果，可以快速的查找出第一分组的各个参数的参数值，以提高计算效率。

7、在一种实施方式中，所述方法还包括：响应于所述目标调优结果不存在所述运行参数的算例名称时，随机生成所述各个参数的多个参数值。

8、在一种实施方式中，所述将所述各个参数的多个参数值输入到调优模型，得到所述各个目标参数的调优后的参数值，包括：将不同参数的多个参数值随机组合，得到多组参数值，所述多组参数值包括所述各个参数的一个参数值；基于所述多组参数值分别模拟出所述wrf模型的基准工作负载，得到多个所述wrf模型的基准工作负载；对所述多个所述wrf模型的基准工作负载的端到端的性能和输入/输出的性能加权计算，得到多个单值性能数据；将所述多个单值性能数据输入所述调优模型，得到所述各个目标参数的调优后的参数值。

9、在该实施方式中，计算设备得到目标参数的几个不同参数值后，可以将此次选择的几个目标参数的几个不同参数值随机搭配，得到多组参数值，并基于多组参数值得到对应数量的单值性能数据。单值性能数据可以作为后续调优算法的适应度。计算设备可以通过随机搭配的方式增加调优算法的适应度的数量，提高调优算法的个体的丰富度。

10、在一种实施方式中，所述调优模型为遗传算法、模拟退火算法和蚁群算法中的一个。

11、在一种实施方式中，所述调优模型为遗传算法，所述将所述多个单值性能数据输入所述遗传算法，得到所述各个目标参数的调优后的参数值，包括：获取调优参数，所述调优参数包括所述遗传算法种群数量和所述遗传算法迭代次数；将所述多个单值性能数据、所述遗传算法的种群数量和所述遗传算法的迭代次数输入到所述遗传算法，得到调优后的单值性能数据；基于所述调优后的单值性能数据，确定出所述调优后的单值性能数据对应的不同参数的参数值。

12、在该实施方式中，计算设备可以将调优参数和单值性能数据输入到遗传算法，实现对此次选择的几个目标参数进行调优，得到最优的单值性能数据，并根据最佳单值性能数据，得到目标参数的最优的参数值。

13、在一种实施方式中，所述方法还包括：检测所述运行参数中的除所述第一分组以外的其它分组的各个参数是否完成调优；响应于所述运行参数中的除所述第一分组以外的其它分组完成调优时，将调优后的所述运行参数存入数据库。

14、在该实施方式中，计算设备完成运行参数的所有参数进行调优后，构成调优结果，存入数据库，可以丰富数据库的数据，以提高后续调优的准确性。

15、第二方面，本技术实施例提供一种调优装置，包括：收发器，用于获取运行所述wrf模型的运行参数；处理器，用于基于所述运行参数中的第一分组的各个参数，生成所述各个参数的多个参数值；所述运行参数中的多个参数划分成多个分组，所述多个分组包括所述第一分组，所述第一分组包括一个或多个参数；将所述各个参数的多个参数值输入到调优模型，得到所述各个参数的调优后的参数值。

16、在一种实施方式中，所述运行参数包括运行环境和算例名称，所述处理器，具体用于根据所述运行参数中的运行环境，在数据库中已经存储的调优结果进行对比；响应于目标调优结果中的运行环境与所述运行参数中的运行环境的相似度大于设定阈值时，检测所述目标调优结果是否存在所述运行参数的算例名称；响应于所述目标调优结果存在所述运行参数的算例名称时，获取所述目标调优结果中所述各个参数的参数值，以及所述各个参数的参数值附近的设定数量的参数值，得到所述各个参数的多个参数值。

17、在一种实施方式中，所述处理器，还用于响应于所述目标调优结果不存在所述运行参数的算例名称时，随机生成所述各个参数的多个参数值。

18、在一种实施方式中，所述处理器，具体用于将不同参数的多个参数值随机组合，得到多组参数值，所述多组参数值包括所述各个参数的一个参数值；基于所述多组参数值分别模拟出所述wrf模型的基准工作负载，得到多个所述wrf模型的基准工作负载；对所述多个所述wrf模型的基准工作负载的端到端的性能和输入/输出的性能加权计算，得到多个单值性能数据；将所述多个单值性能数据输入调优模型，得到所述各个目标参数的调优后的参数值。

19、在一种实施方式中，所述调优模型为遗传算法、模拟退火算法和蚁群算法中的一个。

20、在一种实施方式中，所述调优模型为遗传算法，所述处理器，具体用于获取调优参数，所述调优参数包括所述遗传算法种群数量和所述遗传算法迭代次数；将所述多个单值性能数据、所述遗传算法的种群数量和所述遗传算法的迭代次数输入到所述遗传算法，得到调优后的单值性能数据；基于所述调优后的单值性能数据，确定出所述调优后的单值性能数据对应的不同参数的参数值。

21、在一种实施方式中，所述处理器，还用于检测所述运行参数中的除所述第一分组以外的其它分组的各个参数是否完成调优；响应于所述运行参数中的除所述第一分组以外的其它分组完成调优时，将调优后的所述运行参数存入数据库。

22、第三方面，本技术实施例提供一种计算设备，包括：至少一个存储器，至少一个处理器，所述至少一个处理器用于执行所述至少一个存储器中存储的指令，以使得所述计算设备执行如第一方面各个可能实现的实施例。

23、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行第一方面各个可能实现的实施例。

24、第五方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品存储有指令，所述指令在由计算机执行时，使得所述计算机实施第一方面各个可能实现的实施例。

技术特征：

1.一种调优方法，其特征在于，应用于计算设备，所述计算设备用于运行气象研究与预报wrf模型，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行参数包括运行环境和算例名称，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述将所述各个参数的多个参数值输入到调优模型，得到所述各个目标参数的调优后的参数值，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调优模型为遗传算法、模拟退火算法和蚁群算法中的一个。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述调优模型为遗传算法，

7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种调优装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述运行参数包括运行环境和算例名称，

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理器，还用于响应于所述目标调优结果不存在所述运行参数的算例名称时，随机生成所述各个参数的多个参数值。

11.根据权利要求8-10任意一项所述的装置，其特征在于，所述处理器，具体用于将不同参数的多个参数值随机组合，得到多组参数值，所述多组参数值包括所述各个参数的一个参数值；

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述调优模型为遗传算法、模拟退火算法和蚁群算法中的一个。

13.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述调优模型为遗传算法，

14.根据权利要求8-13任意一项所述的装置，其特征在于，所述处理器，还用于检测所述运行参数中的除所述第一分组以外的其它分组的各个参数是否完成调优；

15.一种计算设备，其特征在于，包括：

16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-7中任一项的所述的方法。

17.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品存储有指令，所述指令在由计算机执行时，使得所述计算机实施权利要求1-7任意一项所述的方法。

技术总结
一种调优方法、调优装置和计算设备。计算设备可以自动地对运行WRF模型的运行参数进行调优，可以尽可能减少暴露在外的通信时间，以及WRF模型的总I/O时间。计算设备在自动调优过程中，对运行参数的各个参数分阶段进行调优，每次调优少量的参数，可以加快调优的收敛速度。计算设备完成运行参数的所有参数进行调优后，构成调优结果，存入数据库，可以丰富数据库的数据，以提高后续调优的准确性。

技术研发人员：李楚,陈衡,方科栋,李斌杰,张凯丽,孙晓艺
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5