作者：石生玺、周吉

国网信通产业集团

来源：国家电网

随着大数据、云计算、物联网、人工智能等技术的快速发展，万物互联时代加速到来，网络边缘的设备数量和数据量都呈现快速增长态势。在此趋势下，边缘计算应运而生。经过几年发展，边缘计算优势逐渐凸显，有望成为5G时代的新风口。

什么是边缘计算

在万物互联的大背景下，网络边缘设备数量和数据量大量增加。根据国际知名数据分析公司Statista发布的数据，2018年有大约230亿个连接的物联网设备；这个数字预计2020年将达到310亿，2025年达到750亿。《思科全球年度云指数报告（2016～2021）》指出，2021年全球产生的数据总量将达到每年847 ZB（十万亿亿字节）。

作为一种集中式的处理模式，云计算是将全部数据通过网络传输到云计算中心处理。这种模式无法高效、快速地处理边缘设备产生的海量数据，数据处理实时性、网络带宽、能耗等问题逐渐显露。为了弥补云计算的不足，在边缘设备海量数据计算方面具有独特优势的边缘计算被人们关注。

2015～2017年，边缘计算开始被业内熟知，进入快速发展期。关于什么是边缘计算，业界在核心概念上已经形成共识——边缘计算是指在网络边缘执行计算的一种新型计算模型，操作对象包括来自于云服务的下行数据和来自于万物互联服务的上行数据。

简单来讲，边缘计算就是将数据处理、应用程序运行等功能，由云计算中心下放到网络边缘节点上。以无人驾驶汽车为例，无人驾驶需要系统有实时反应能力，如将数据传输到云计算中心集中计算，响应速度将无法满足需求。同时，无人驾驶也会产生大量数据，这些数据中包含很多无用数据。如将这些数据传输到云计算中心计算，会给网络传输造成很大压力，实际价值也并不大。边缘计算恰好解决了这个痛点。通过将计算任务下放到本地，边缘计算实现了数据本地化处理和存储，大大削减了数据传输数量，减少了请求响应时间，同时也保障了数据的安全性、私密性。

边缘计算与云计算不是取代关系，而是一个逻辑整体。如果把云计算比作统筹的大脑，边缘计算就是具有计算能力的神经触角。云计算负责长周期数据的大数据分析，边缘计算着眼于本地、实时、短周期的数据分析；边缘计算在云计算中心的统一管控下处理和存储数据，云计算中心则为边缘计算提供强大的计算、存储能力支持。

边缘计算行业应用前景广阔

国内边缘计算市场目前尚处于培育期。随着5G、物联网、人工智能等新兴技术的不断发展，其应用场景可涉及消费互联网、工业互联网、能源互联网、智慧城市等社会发展的方方面面。当前，边缘计算核心理念及技术架构已落地。依据不同行业的特点和需求，边缘计算构建了各类垂直行业解决方案。电信运营商、互联网数据中心（IDC）服务商、设备厂商及互联网企业已纷纷布局，边缘计算蓝海市场开始显现。

5G的发展将推动边缘计算大规模部署。传统的集中式IDC已无法满足5G时代计算节点的高密度部署需要，必须通过分布广、密度高、靠近用户侧和数据源的边缘计算节点匹配，解决集中处理时延过长、汇聚流量过大等问题。已有电信运营商开展边缘站址资源储备，以支撑5G商用部署，为实时性和带宽密集型业务提供更好的支持。

低时延、大带宽的互联网新兴业态也需要依靠边缘计算实现。8K、VR、云游戏等大流量数据如回传将占用极大带宽，造成网络拥堵甚至崩溃。车联网、远程医疗等行业应用需要毫秒级传输效率，从端到云距离过远，技术上无法实现毫秒级响应速度。目前，国内大型互联网公司正大力寻找贴近用户、分布密集、有可靠电力及通信资源供应的边缘计算资源，以抢先发展新兴互联网业务。

边缘计算是工业互联网平台关键支撑技术。边缘计算在服务实时性和可靠性上，能满足工业互联网的发展需求。边缘计算能够实现现场多元异构数据的实时接入与可靠传输，满足部分工业控制应用计算处理时延小于10毫秒内的实时性要求，并能保证生产中的计算能力具有不受网络带宽和负载影响的本地处理能力。

边缘计算应用将成为智慧城市发展的必备要素。边缘计算可满足海量终端接入产生的大量并发数据及交互需求和高清视频流就地分析处理需求，缓解带宽拥堵及云端压力，提高城市运转效率。这有助于进一步提升平安城市、智慧交通、智能环保等城市治理应用及智慧教育、智慧医疗等民生服务应用的实时及智能化水平，帮助解决交通拥堵、环境污染等带来的城市问题。

边缘计算可广泛应用于泛在电力物联网建设

泛在电力物联网建设要求实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活。这必将造成终端及数据的指数级增长、数据获取方式的改变及数据处理时效的提升。由此，在泛在电力物联网发展体系中，“云网边端”中“边”的重要性将迅速显现，成为泛在电力物联网数据处理链条中的关键一环。

在泛在电力物联网建设中，边缘计算可广泛应用于支撑智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制等超可靠低时延控制类业务，无人机远程巡检、移动式现场施工作业管控等超大带宽视频类业务，以及低压用电信息采集、分布式电源等海量连接采集类业务。

以智能巡检大视频应用为例，当前，巡检以人工巡检为主、自动化手段为辅，巡检效率较低，监控范围和监控指标有待提升。在边缘计算技术支撑下，电网企业可应用无人机、机器人、高清摄像头、移动终端等自动化巡检设备，并利用5G技术高带宽、低延迟、支持大规模通信的特点，以自动化设备替代人工巡检。智能巡检应用高清大视频技术，可实现多视角，全方位、智能化监控预警；在边缘预置AI算法，可实现高清监控视频、图像的预处理，将故障隐患识别的时效性缩短至秒级。

边缘计算作用的发挥依赖于边缘计算节点的广泛部署。目前，国网信息通信产业集团有限公司正依托光通信网、无线专网、卫星通信等通信网络和智能化终端，构建边缘计算能力，为边缘计算装置、分布式数据中心等部署做好储备。未来，国家电网有限公司分布广泛、数量众多、密集深入商业楼宇和居民小区的变电站将成为边缘计算节点部署的最佳选择。依托富余的站内空间、电力、网络等资源，变电站可融合数据中心站、充换电（储能）站、5G基站、北斗地面增强站、光伏站、综合能源站等，实现“多站融合”。这既是“三型”的前沿节点，也是实现“两网”融合的关键环节。（作者：石生玺 周吉）