边缘计算,让城市翻开新的书页

2017-11-24 16:56:00 作者:zhanggl 分类 : 比特网

  生活在城市,最让你感到烦恼的事情之中,一定有堵车。

  作为上下班通勤族中的一员,你一定有过“上班并不累,上下班路上才累”的感慨。手机地图中的实时路况就像一个心情晴雨表,看到绿色,满心欢喜,看到红色,心中顿时泛起起雾霾。

  其实,我们应当感到欣慰才是。起码我们已经能从手机地图中看到相对准确的实时路况,进而更加合理的安排出行计划。譬如,下班爆堵,是不是要在公司再加会儿班?………如果是十年前,在实时路况分析还未出现的时代,出行只能碰运气。

  城市正在变得越来越智慧,实时路况分析、智能路线推荐只是一个很小的佐证。随着移动互联网物联网云计算大数据、人工智能等技术的发展,和我们生活息息相关的各种公共设施,如交通、电力、水务、电梯、楼宇等已经变得和过去不一样。

  过去被视作钢筋水泥森林的城市也好像活了过来,有了智慧,变得更加便利,更有人情味。

  城市正在翻开新的书页

  即便是作为城市中的普通一员,我们也应当能够感受到这种变化:

  得益于智能电表的普及,我们足不出户就能购电,不必去购电所排长队,也避免了突然断电的尴尬;驶入智能停车场,可以根据指引很快找到停车位,不必在停车场里兜兜转转,离开时通过支付宝就能支付停车费;肉类、水果等很多食品都可以通过条码、二维码溯源,食品安全更有保障…

  ——这些只不过是“万物互联”将给人类社会所带来的变化中的冰山一角,未来,整个城市都会因物联网等新技术的广泛应用而发生颠覆性的改变。

  IDC报告指出,到2020年,将有超过500亿的终端与设备联网。遍布城市每个角落的海量传感器构成了城市庞大的神经系统,将城市生产、生活的每一个律动传递到“大脑”进行分析,人们能从中找到城市运转的规律、找到症结所在,进而作出改进,最终给人们带来更加智慧的城市生活体验。

  例如,智慧交通可保障交通安全、缓解拥堵难题、减少交通事故。据分析,智能化交通可使车辆安全事故率降低20%以上,每年因交通事故造成的死亡人数下降30%~70%;可使交通堵塞减少约60%,使短途运输效率提高近70%,使现有道路网的通行能力提高2~3倍。

  智慧水务可以提高居民供水安全,可以及时的监测、故障探测及自动诊断供水设备,提高供水设备的可靠性,并提升供水的效率;电梯物联网可以实现预测性维护,大幅降低电梯运维成本,提升可靠性和用户体验;而智能楼宇则能够让楼宇管控实现自动化,降低能耗并减少温室气体排放。

  万物互联为人类生活勾勒出了一副美好的蓝图,然而想要将这些智慧的场景实现,在技术上还要迈过几道坎:

  联接(Connection):传感器和终端设备标准不一,存在大量异构的总线联接,如何兼容多种联接并且确保联接的实时可靠是必须要解决的现实问题。同时,伴随着联接设备数量的海量增加,网络运维管理、灵活扩展和可靠性保障面临巨大挑战。

  业务实时性(Real-time):很多场景要求实时响应,如电梯物联网、无人驾驶;在工业上也有着大量需要实时处理的场景,需要在毫秒级别进行实时响应。如果数据分析和控制逻辑全部在端实现,则难以满足业务的实时性要求。

  数据优化(Optimization):很多场景存在大量的多样化异构数据,如果每个数据都向云端发送联接,这将给网络带来巨大压力。

  应用智能(Smart):以预测性维护为代表的智能化应用场景正推动行业向新的服务模式与商业模式转型。

  安全与隐私保护(Security):未来物联网设备将达到千亿级别,由于更加靠近边缘侧,访问控制与威胁防护的广度和难度因此大幅提升,黑客很容易掌握大量的边缘节点攻击,甚至是以边缘节点为跳板来介入到云端;设备安全、网络安全、数据安全与应用安全都非常关键。

  过去,云计算一直被认为是物联网的支柱,然而面对这被称之为“CROSS”的五大挑战,云计算也在很多场景中表现得力所不及。于是,一个新的计算体系成为托起物联网的另一个支柱,边缘计算。

  “边缘计算”托起智慧城市

  从定义上看,边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算存储、应用核心能力的分布式开放平台,就近提供边缘智能服务。它的出现就是为了解决物联网在实现中所遇到的“CROSS”难题。

  故而,边缘计算和云计算有着明显的差异。

  云计算承载与联接着云端应用,在它们之外的网络边缘侧属于边缘计算范畴。边缘计算搭建起了联接物理和虚拟世界的桥梁,为边缘侧提供本地化的可靠、有效和安全的计算能力。

  云计算聚焦非实时、长周期、跨越业务细分领域的大数据分析,能够在商业决策支撑等领域发挥优势;边缘计算聚焦实时、短周期数据的分析,能更好地支撑本地业务的实时智能化决策与执行。

  云计算以集中部署为主,而边缘计算在地理上比较分散;云计算要部署在温度、湿度有保障的机房,而边缘计算要经受温度、湿度、粉尘、电磁、振动等恶劣挑战。

  但是,不管在智慧城市,还是其他物联网应用场景中,边缘计算的出现并非是要取代云计算,两者侧重点不同,能够形成很好的协同。

  边缘计算既靠近执行单元,更是云端所需高价值数据的采集单元,可以更好地支撑云端应用的大数据分析;反之,云计算通过机器学习、人工智能等数据分析方法建立数字模型,生成优化的业务规则,并下发到边缘侧,由边缘计算基于新的业务规则进行优化业务的决策和执行。

  那么,边缘计算都能有哪些应用场景?

  还是举上面智慧城市的例子。

  先看“电梯物联网”。如今全球电梯的保有量已经超过1500万部并持续增长,但是电梯的可靠性问题也日益突出,普遍存在着电梯设备老化、运营维护困难、电梯事故频发等诸多问题。而传统人工巡检,人力成本高,维保准确率低。

  电梯物联网就很好的解决了这些问题。“梯联网”是通过实现预测性维护方案,实时监测电梯运行数据,提前对设备进行按需保养,大大降低电梯故障率和运维成本,保障电梯安全性。

  例如,在华为与GE联合推出的电梯预测性维护解决方案中,通过边缘计算网关在本地优化聚合和实时分析电梯运行数据,能够实现故障实时预判,助力迅达电梯统一联网和管理了全球百万部电梯,大幅降低运维成本,同时驱动产品和服务的创新。

  再看智慧水务。供水体系直接影响着居民用水体验和水质好坏。而供水设备的维护和水质监测,已成为水务公司或运营管理部门面临的一项重大挑战。智慧水务方案是通过边缘计算物联网,实现供水设备联接,实时监控供水设备状况和水质状况,保证供水安全和质量、降低经营成本。

  例如,华为与威派格打造了智慧水务解决方案,能够通过边缘计算网关实时监控设备和水质状况,结合大数据分析,预知设备故障,助力水务企业及运营管理部门降低故障时间70%,降低人力维护成本80%,保障供水质量。

  如今,不仅是“梯联网”和“智慧水务”,在智慧城市的多个方面,交通、能源、电力、楼宇、公安、政务….边缘计算都已经在发挥巨大的作用。

  产业联盟盘活边缘计算生态

  “独木不成林”,尽管边缘计算已经成为物联网落地的支柱,但正如历史上每一项技术体系的兴起,边缘计算的推进和商业实施也需要产业链上下游的通力协作,构建健康的生态环境。

  从目前的发展来看,态势比较乐观。

  边缘计算得到了学术界的支持。2015年,由IEEE和ACM正式成立了IEEE/ACM Symposium on Edge Computing,组成了由学术界、产业界、政府(美国国家基金会)共同认可的学术论坛,对边缘计算的应用价值,研究方向开展了研究与讨论。

  边缘计算也得到了标准化组织的支持。2017年Q4,行业标准化权威组织IEC发布了VEI (Vertical Edge Intelligence )白皮书;ICT领域权威标准组织ISO/IEC JTC1成立了边缘计算研究小组,大力推动边缘计算标准化工作。

  而在促进边缘计算产业化和商业化落地方面,边缘计算产业联盟则扮演了加速器的角色。

  2016年11月,华为技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、英特尔公司、ARM和软通动力信息技术(集团)有限公司联合发起边缘计算产业联盟(Edge Computing Consortium,缩写为ECC),愿景就是引领边缘计算产业蓬勃发展,深化行业数字化转型。

  截至2017年10月底,ECC的成员数量由成立时的62家已经增加到136家,包括三菱、博世、迅达、施耐德、菲尼克斯、克斯、WindRiver、Infosys、McAfee、ABB等国际知名企业。一年中,ECC还与IIC、IEC、JTC-1 SC41、IEEDP2413、CAA、SDNFV、等国际标准组织建立了正式合作关系。

  为推动边缘计算在智慧城市和工业等领域的落地,ECC成立了智慧路灯、智慧车载、边缘监控三个行业委员会,同时与业内产业伙伴共同打造了超过11个测试床,涉及工业制造、智慧城市、电力能源、交通等领域。

  IDC报告显示,到2018年,将有50%的物联网网络面临网络带宽的限制,40%的数据都需要在网络边缘侧分析、处理与存储。这意味着边缘计算将在未来大有用武之地。

  学术界、标准化组织、产业联盟的共同努力,让边缘计算生态逐渐繁荣,成为支撑物联网落地的关键力量,也成为打开智能时代大门的一把钥匙。

  第二届边缘计算联盟大会将在今年11月底召开,边缘计算生态的力量,将在这次盛会上集中展现。

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