論文の概要: Sustainable Cloud-Fog-Edge Systems for Smart Buildings: Algorithmic Adaptation under Memory Constraints and Dynamic Orchestration Strategies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.13307v1
- Date: Fri, 09 Oct 2026 09:52:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.512809
- Title: Sustainable Cloud-Fog-Edge Systems for Smart Buildings: Algorithmic Adaptation under Memory Constraints and Dynamic Orchestration Strategies
- Title(参考訳): スマートビルディングのための持続可能なクラウドフォグエッジシステム:メモリ制約下でのアルゴリズム適応と動的オーケストレーション戦略
- Abstract要約: 本稿では,建物内における自律型・レジリエント型・プライバシ保護システムに対するホリスティックなアーキテクチャとアルゴリズム的アプローチを提案する。
我々は,データバッファを用いた反復学習戦略を導入,比較し,保存を維持するために極端なサンプルのソートと明確な独創性を特徴とする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The escalating environmental footprint of the Information and Communication Technol- ogy (ICT) sectorwith global Data Center electric- ity usage potentially reaching 3% by 2030 and the imperative for real-time responsiveness in smart buildings demand a foundational shift towards Edge Computing. This article proposes a holis- tic architectural and algorithmic approach for cre- ating autonomous, resilient, and privacy-preserving learning systems within smart buildings, advancing the core concept of the building itself as the data center. Our contributions, demonstrating originality compared to conventional centralized systems, are structured around three main pillars: 1) Validation of resilient data acquisition chains using the af- fordable Arduino ecosystem (Uno R4 WiFi/BME280) and secure persistence solutions including centralized archiving (Node-RED/MySQL) and secure remote transfer (Python/rsync/SSH). 2). The proposal of a lightweight, KOptim orchestration framework, inter- operable with the FIWARE standard, for the dynamic management of Service Level Agreements (SLA). 3) The adaptation and experimental valida- tion of the Generalized Hebbian Algorithm (GHA) for Principal Component Analysis (PCA) on low- power microcontrollers,We introduce and compare an iterative learning strategy using data buffers, featuring sorting and explicit preservation of extreme samples to maintain diversity. Experimental results on the high-dimensional Tour Perret sensor data confirm that this novel method, despite introducing a necessary temporal complexity of O(W log W ) due to sorting, achieves convergence and final result quality that is visually equivalent to processing the entire dataset in full memory, reliably identifying two distinct operational states.
- Abstract(参考訳): 情報通信技術(ICT)分野の環境フットプリントが拡大し、2030年までにグローバルデータセンターの電力利用率が3%に達する可能性があり、スマートな建物におけるリアルタイムの応答性に欠かせないため、エッジコンピューティングへの根本的なシフトが求められている。
本稿では、スマートな建物内における自律的、レジリエンス、プライバシ保護学習システムのためのホリスティックなアーキテクチャとアルゴリズムのアプローチを提案し、その中心となる概念をデータセンターとして推進する。
1) af-fordable Arduinoエコシステム(Uno R4 WiFi/BME280)を用いたレジリエントなデータ取得チェーンの検証と,集中型アーカイブ(Node-RED/MySQL)やセキュアリモート転送(Python/rsync/SSH)を含むセキュアな永続化ソリューションの検証である。
2)。
サービスレベル合意(SLA)の動的管理のために、軽量でKOptimオーケストレーションフレームワークの提案は、FIWARE標準と相互運用可能である。
3)低消費電力マイクロコントローラ上での主成分分析(PCA)のための一般化 Hebbian Algorithm (GHA) の適応と実験的検証を行い,データバッファを用いた反復学習手法を導入,比較し,多様性を維持するために極端なサンプルのソートと明示的な保存を特徴とする。
高次元のTour Perretセンサデータによる実験結果から、ソートによってO(W log W )の時間的複雑さが要求されるにもかかわらず、完全なメモリでデータセット全体を処理するのと視覚的に等価なコンバージェンスと最終的な結果品質を実現し、2つの異なる操作状態を確実に識別できることが確認された。
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