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边缘计算赋能智慧城市:以边缘之名,入局智慧卡位

发布日期:2020-09-16      打印

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智慧城市是运用物联网、大数据等新一代信息技术,提升城市智慧化程度的新模式。而边缘计算拥有的低时延、高安全、大容量等优势,能够为智慧城市建设提供高效的网络计算体系架构,对于智慧城市建设有着重要价值。

边缘计算在智慧城市中的应用优势

边缘计算改变了原先大型任务在中心节点进行分析处理的模式,将其分解为多个更易解决的子任务,并在服务终端就近处理,从而实现更快的网络服务响应,同时降低云端压力,因而能够满足数据实时处理、智能应用快速响应以及安全隐私保护等需求。

容量上:减少云端数据传输

美国思科公司预计,全球设备产生的数据量将从2016年的218ZB 增长到 2021 年的847ZB。将大量连接设备产生的数据传输到位置较为集中的云服务上,需要超大带宽和回传容量。而如果由边缘服务器对本地数据直接进行处理,减少与云端服务器的交互,能显著降低所占用的网络带宽,从而减少进入核心网络的流量消耗和云计算中心的算力损耗。

响应上:就近实时计算

数据是数字经济的基础资产,实现对数据的实时分析与操作至关重要。云计算需要将数据上传到中心节点(通常是数据中心)进行存储和处理,而边缘计算能够将算力部署在网络中离各个操作逻辑最近的地方,提高对数据的实时处理能力。

安全上:本地化数据保护

边缘计算在本地或边缘节点上对数据进行收集处理,重要敏感的信息不必经过网络传输,从而有效避免了隐私泄露问题。此外,物联网设备很容易受到网络攻击,边缘计算的分布式架构天然具有抵御这种攻击的特性,具有更高的可靠性和容错性。

成本上:避免远距离传输

边缘计算能够避免远距离传输大量数据,减少带宽占用,从而降低这方面成本。此外,很多设备产生的大量数据实质上无关业务,不必传输到云计算中心进行处理,利用边缘计算可以降低这方面不必要的成本支出。

边缘计算在智慧城市中的应用场景

智慧交通

在城市的交通管理中,高清摄像头已被广泛应用于违章取证、路况监测等,由此产生大量图像和视频数据。运行在边缘服务器的智能交通控制系统能够实时获取和分析数据,根据实时路况来控制交通信息灯,以减轻路面车辆拥堵,极大地优化交通秩序管理和提高交通运输效率。

智慧农业

农业物联网技术是实现智慧农业的有效手段。边缘计算能够很好地解决偏远地区网络带宽资源不足的问题,通过物联网感知,将温度、湿度和光照等环境信息进行全面的感知和互联,并服务于农业生产的各个场景,从而提升农业效益、助力农业生产数字化和智能化。

智慧家居

智能家居系统利用大量的物联网设备(如温湿度传感器、安防系统、照明系统)实时监控家庭内部状态、接受外部控制命令并完成对家居环境的调控,以提升家居安全性、便利性、舒适性。在这方面,边缘计算可以将私密数据推送至家庭内部网关进行处理,减少数据外流,从而降低数据外泄的可能性,提升系统的隐私性。

智慧社区

现代小区通常为了满足安全管控的需要,布置大量的摄像设备。通过边缘计算,这些摄像设备不仅可以对人员、车辆进行监测,做到全结构化分析,还能实现外来人员报告、小区异常情况警示、公共安防隐患清除等小区管理工作。同时对于共享单车停放、宠物管理等常见的社会管理痛点和难点问题,也能通过前端摄像设备感知反馈到管理部门,为管理部门制定政策提供参考。

智慧医疗

在医疗领域,数据实现快速响应至关重要,特别是对于蓬勃发展的远程医疗服务。在远程医疗的实施过程中,传感器利用边缘计算可以实现快速响应,从而助力医疗工作者进行精准快速诊断。同时医疗行业的边缘协作也具有广阔的发展前景,比如流感暴发的时候,如果医院作为一个边缘节点与政府部门、医药公司、药房等多个节点进行数据共享,把流感症状、实时感染人数、治疗成本等信息进行共享,就可以帮助政府迅速提高相关地区的流感警戒级别,采取措施控制流感的蔓延;帮助医药公司提升相关药品生产的优先级,保证药品不断供;帮助药房有针对性地调整自己的采购计划,更好地满足市场需求。

我国边缘计算在智慧城市中的应用情况

虽然边缘计算在中国仍处于起步阶段,但试点部署和生态合作方面已领先于多数国家。根据中国边缘计算产业联盟(ECC)的数据,我国100多个试点项目分布在40多个城市,涵盖了多个行业和应用场景,包括智慧园区、智慧港口、智慧交通等领域。

其中,智慧城市为边缘计算在中国的部署提供了更为广阔的市场前景。GSMA智库的调查显示,众多受访公司认为保障、安全和监控以及交通管理是我国近两年边缘计算在智慧城市建设中的重点应用领域。为响应“十三五”规划对智慧城市建设的要求,各地纷纷提升城市智慧程度:中兴在上海的智慧城市项目中,采用多层物联网平台架构提供了智慧路灯、空气质量监测等方案;大唐移动将MEC与C-V2X相融合,打造了福建厦门的智慧交通项目;地平线公司利用边缘计算实现不侵犯隐私的人脸识别功能等。

推动边缘计算应用于智慧城市的措施

完善产业政策

目前我国适用于边缘数据中心的政策法规几乎完全基于云数据中心的法规,使得政策法规的适配性较低。同时,边缘计算部署的各部分缺乏明确标准,阻碍其规模化应用。因此,在边缘计算赋能智慧城市建设进程中,政府要推动制定清晰明确的边缘计算应用标准和监管政策,例如保证更低的电费标准以加快基础设施部署,与企业加强合作以共同开发标准的边缘计算技术、接口和应用程序等。

夯实安全基础

智慧城市对提升基础信息网络能力、保证核心信息系统安全提出了更高要求。随着边缘计算赋能智慧城市的进程不断深入,任何一个层面的安全防御被突破都可能带来不可预估的损失,因此完善边缘计算的安全保障体系尤为重要。应根据不同层面的特征,统筹考虑安全技术、安全管理、安全运营等因素,设计制定个性化的安全规则,配置部署针对防御全层次的定制化安全防护机制,为赋能智慧城市夯实安全基础。

构建生态体系

在边缘计算赋能智慧城市的建设进程中,需要打造足够开放的生态体系。推动构建一个涵盖政策、技术等方面,能适应各城市领域需求动态变化的标准规范体系。例如,不仅要明确最适合边缘计算的部署模式以推动其标准化,还应考虑将边缘计算融入更为广阔的5G投资蓝图,成为未来5G架构的重要组成部分。

加强市场推广

在推动边缘计算自身发展和应用于智慧城市建设方面,应该进一步重视市场推广在其中的重要程度。首先,应当增加对潜在边缘计算应用案例的关注,例如,将边缘部署纳入政府多年建设计划中;其次,应当升级产业合作,将合作范围扩展到各垂直行业,让更多相关行业的公司参与进来,以增加边缘计算在智慧城市中的应用场景。

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