近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
今天想跟大家分享的是，邊緣計算賦能泛在電力物聯網。首先想問大家一個問題，你們是否還記得上一次經歷過的停電？現在很多人很宅，如果你叫他去某個地方玩，他唯一的問題是那裡有沒有 Wi-Fi，有網絡的話就可以待下去，但是我們從來沒有考慮過沒有電力我們會怎麼樣？2019 年 6 月 2 日深圳市遭遇了停電事故，從上午十點多停到下午一點，而且波及了深圳市的南山區和寶安區幾個非常重要的區，到最後發現這個事故產生的罪魁禍首其實是一團風箏線，有人放風箏然後風箏線攪在了高壓電線上面造成了短路，觸發了電力系統的自動的保護機制，就造成了斷電事故，之後會介紹一下我們的產品是怎麼樣避免類似的情況發生的，今天會說兩個概念，第一個是技術概念，邊緣計算；第二個是產業的概念，泛在電力物聯網。邊緣計算可助力 5G 發揮全部威力。
所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
今天想跟大家分享的是，邊緣計算賦能泛在電力物聯網。首先想問大家一個問題，你們是否還記得上一次經歷過的停電？現在很多人很宅，如果你叫他去某個地方玩，他唯一的問題是那裡有沒有 Wi-Fi，有網絡的話就可以待下去，但是我們從來沒有考慮過沒有電力我們會怎麼樣？2019 年 6 月 2 日深圳市遭遇了停電事故，從上午十點多停到下午一點，而且波及了深圳市的南山區和寶安區幾個非常重要的區，到最後發現這個事故產生的罪魁禍首其實是一團風箏線，有人放風箏然後風箏線攪在了高壓電線上面造成了短路，觸發了電力系統的自動的保護機制，就造成了斷電事故，之後會介紹一下我們的產品是怎麼樣避免類似的情況發生的，今天會說兩個概念，第一個是技術概念，邊緣計算；第二個是產業的概念，泛在電力物聯網。邊緣計算可助力 5G 發揮全部威力。
所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
圖 | IBM 大型機（來源：CIO）
再往後發展大型機變小了、變多了，還變到我們每個人的手裡，就是個人電腦、PC，再往後發展個人電腦又變小了，變成了我們口袋裡的手機，現在可以說成為了我們每個人身體的一部分。當然在電腦和手機等智能設備發展的過程當中，其實網絡也發生了一個深刻的變化。個人電腦是伴隨 Internet 一起出現的，智能設備的普及中又伴隨著無線通訊網 2G、3G、4G 的發展，而端上的計算設備與 Internet 相連就催生出了雲計算，現在的電腦手機當中大量應用的數據和服務都是由雲計算提供的。
近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
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所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
圖 | IBM 大型機（來源：CIO）
再往後發展大型機變小了、變多了，還變到我們每個人的手裡，就是個人電腦、PC，再往後發展個人電腦又變小了，變成了我們口袋裡的手機，現在可以說成為了我們每個人身體的一部分。當然在電腦和手機等智能設備發展的過程當中，其實網絡也發生了一個深刻的變化。個人電腦是伴隨 Internet 一起出現的，智能設備的普及中又伴隨著無線通訊網 2G、3G、4G 的發展，而端上的計算設備與 Internet 相連就催生出了雲計算，現在的電腦手機當中大量應用的數據和服務都是由雲計算提供的。
（來源：Pixabay）
在現在的時間節點上，智能設備已經大量使用，雲計算也已經大量地為我們服務，那不禁要問接下來是什麼？計算架構和網絡架構發展的下一步是什麼？那就引出了大家很熟悉的 5G 網絡的概念，2G 網絡是萌生數據，3G 網絡是催生數據，到了 4G 發展數據不同，5G 其實是一個跨時代的技術，除了能夠提供更極致的體驗和更大的容量之外，還會開啟一個物聯網的時代，並且滲透到各行各業當中去。5G 的一些直觀的技術指標是非常震撼的，比如它的下行的峰值帶寬能夠達到 20 Gbps，速度超越了光纖的傳輸速度，它的端到端時延能夠小於 5 毫秒，超越了工業總線的實時性，我們發現 5G 的威力很大，可以潛在改變很多行業。但回過頭來看互聯網的核心網還有有線網，更進一步說還是由光纖組成，而如果這一點在短期內不能有很大的改變，會使得 5G 網絡帶來的突破被核心光纖網磨平，5G 發展將遇到瓶頸，那怎麼改變 5G 網絡的這種狀態，然後把它的威力全都發揮出來呢？邊緣計算就應運而生了。
近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
今天想跟大家分享的是，邊緣計算賦能泛在電力物聯網。首先想問大家一個問題，你們是否還記得上一次經歷過的停電？現在很多人很宅，如果你叫他去某個地方玩，他唯一的問題是那裡有沒有 Wi-Fi，有網絡的話就可以待下去，但是我們從來沒有考慮過沒有電力我們會怎麼樣？2019 年 6 月 2 日深圳市遭遇了停電事故，從上午十點多停到下午一點，而且波及了深圳市的南山區和寶安區幾個非常重要的區，到最後發現這個事故產生的罪魁禍首其實是一團風箏線，有人放風箏然後風箏線攪在了高壓電線上面造成了短路，觸發了電力系統的自動的保護機制，就造成了斷電事故，之後會介紹一下我們的產品是怎麼樣避免類似的情況發生的，今天會說兩個概念，第一個是技術概念，邊緣計算；第二個是產業的概念，泛在電力物聯網。邊緣計算可助力 5G 發揮全部威力。
所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
圖 | IBM 大型機（來源：CIO）
再往後發展大型機變小了、變多了，還變到我們每個人的手裡，就是個人電腦、PC，再往後發展個人電腦又變小了，變成了我們口袋裡的手機，現在可以說成為了我們每個人身體的一部分。當然在電腦和手機等智能設備發展的過程當中，其實網絡也發生了一個深刻的變化。個人電腦是伴隨 Internet 一起出現的，智能設備的普及中又伴隨著無線通訊網 2G、3G、4G 的發展，而端上的計算設備與 Internet 相連就催生出了雲計算，現在的電腦手機當中大量應用的數據和服務都是由雲計算提供的。
（來源：Pixabay）
在現在的時間節點上，智能設備已經大量使用，雲計算也已經大量地為我們服務，那不禁要問接下來是什麼？計算架構和網絡架構發展的下一步是什麼？那就引出了大家很熟悉的 5G 網絡的概念，2G 網絡是萌生數據，3G 網絡是催生數據，到了 4G 發展數據不同，5G 其實是一個跨時代的技術，除了能夠提供更極致的體驗和更大的容量之外，還會開啟一個物聯網的時代，並且滲透到各行各業當中去。5G 的一些直觀的技術指標是非常震撼的，比如它的下行的峰值帶寬能夠達到 20 Gbps，速度超越了光纖的傳輸速度，它的端到端時延能夠小於 5 毫秒，超越了工業總線的實時性，我們發現 5G 的威力很大，可以潛在改變很多行業。但回過頭來看互聯網的核心網還有有線網，更進一步說還是由光纖組成，而如果這一點在短期內不能有很大的改變，會使得 5G 網絡帶來的突破被核心光纖網磨平，5G 發展將遇到瓶頸，那怎麼改變 5G 網絡的這種狀態，然後把它的威力全都發揮出來呢？邊緣計算就應運而生了。
到 2020 年將會有超過 500 億的設備進行連網，包括 VR 設備、AR 設備、可穿戴設備、汽車、機器人、工業設備等等都會連到網絡上去，這就給現在的整個互聯網架構帶來非常大的挑戰，因為設備的連接數量呈幾何倍數地增長，同時設備數據的傳輸量也在快速增長。從計算的角度來看，以人工智能為代表的計算任務已經在很多場景落地，給我們提供了更好的生活，比如自動駕駛、智慧城市、智慧工業等等，而這些計算任務都是對計算數據量要求非常大，同時對算力要求非常大的任務，所以在這個匯聚節點上網絡需要顛覆性的升級，同時計算也需要顛覆性的升級，而邊緣計算恰好就是物聯網的神經末梢，也是人工智能去落地的最後一公里。
近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
今天想跟大家分享的是，邊緣計算賦能泛在電力物聯網。首先想問大家一個問題，你們是否還記得上一次經歷過的停電？現在很多人很宅，如果你叫他去某個地方玩，他唯一的問題是那裡有沒有 Wi-Fi，有網絡的話就可以待下去，但是我們從來沒有考慮過沒有電力我們會怎麼樣？2019 年 6 月 2 日深圳市遭遇了停電事故，從上午十點多停到下午一點，而且波及了深圳市的南山區和寶安區幾個非常重要的區，到最後發現這個事故產生的罪魁禍首其實是一團風箏線，有人放風箏然後風箏線攪在了高壓電線上面造成了短路，觸發了電力系統的自動的保護機制，就造成了斷電事故，之後會介紹一下我們的產品是怎麼樣避免類似的情況發生的，今天會說兩個概念，第一個是技術概念，邊緣計算；第二個是產業的概念，泛在電力物聯網。邊緣計算可助力 5G 發揮全部威力。
所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
圖 | IBM 大型機（來源：CIO）
再往後發展大型機變小了、變多了，還變到我們每個人的手裡，就是個人電腦、PC，再往後發展個人電腦又變小了，變成了我們口袋裡的手機，現在可以說成為了我們每個人身體的一部分。當然在電腦和手機等智能設備發展的過程當中，其實網絡也發生了一個深刻的變化。個人電腦是伴隨 Internet 一起出現的，智能設備的普及中又伴隨著無線通訊網 2G、3G、4G 的發展，而端上的計算設備與 Internet 相連就催生出了雲計算，現在的電腦手機當中大量應用的數據和服務都是由雲計算提供的。
（來源：Pixabay）
在現在的時間節點上，智能設備已經大量使用，雲計算也已經大量地為我們服務，那不禁要問接下來是什麼？計算架構和網絡架構發展的下一步是什麼？那就引出了大家很熟悉的 5G 網絡的概念，2G 網絡是萌生數據，3G 網絡是催生數據，到了 4G 發展數據不同，5G 其實是一個跨時代的技術，除了能夠提供更極致的體驗和更大的容量之外，還會開啟一個物聯網的時代，並且滲透到各行各業當中去。5G 的一些直觀的技術指標是非常震撼的，比如它的下行的峰值帶寬能夠達到 20 Gbps，速度超越了光纖的傳輸速度，它的端到端時延能夠小於 5 毫秒，超越了工業總線的實時性，我們發現 5G 的威力很大，可以潛在改變很多行業。但回過頭來看互聯網的核心網還有有線網，更進一步說還是由光纖組成，而如果這一點在短期內不能有很大的改變，會使得 5G 網絡帶來的突破被核心光纖網磨平，5G 發展將遇到瓶頸，那怎麼改變 5G 網絡的這種狀態，然後把它的威力全都發揮出來呢？邊緣計算就應運而生了。
到 2020 年將會有超過 500 億的設備進行連網，包括 VR 設備、AR 設備、可穿戴設備、汽車、機器人、工業設備等等都會連到網絡上去，這就給現在的整個互聯網架構帶來非常大的挑戰，因為設備的連接數量呈幾何倍數地增長，同時設備數據的傳輸量也在快速增長。從計算的角度來看，以人工智能為代表的計算任務已經在很多場景落地，給我們提供了更好的生活，比如自動駕駛、智慧城市、智慧工業等等，而這些計算任務都是對計算數據量要求非常大，同時對算力要求非常大的任務，所以在這個匯聚節點上網絡需要顛覆性的升級，同時計算也需要顛覆性的升級，而邊緣計算恰好就是物聯網的神經末梢，也是人工智能去落地的最後一公里。
圖 | 邊緣計算被評為十大戰略性科技（來源：Gartner）
邊緣計算分別在 2018 年和 2019 年被 Gartner 評為了十大戰略性科技，可以通過一個類比簡單解釋一下邊緣計算的概念。比如有一種生物叫章魚，它的神經元有 60% 分佈在它的 8 條觸角上，只有 40% 處於大腦上，所以它是多個大腦、多個小腦加一個大腦的構造。簡單來說我們可以把章魚的腦袋看作是雲計算，它有一個大腦，觸角就是邊緣計算，邊緣計算可以把雲端的計算能力延伸到觸角上，雲計算相比邊緣計算可以提供更低延遲的網絡服務，能支持類似於高清視頻或者其他對數據量要求非常大的服務的部署，同時它也能提供更好的網絡利用效率，以及提升我們享用服務的效率。這張圖當中有一個很明顯的對比，雲計算它會把我們的數據全都收集到雲端進行統一的服務和處理，然後再返回給我們，但是在 5G 這種低時延、高可靠性以及高帶寬的場景上，我們更多的是需要數據和服務在本地處理，並且提供實時的反饋，那這就是邊緣計算所擅長的東西。未來電網將形成雲邊協同架構
邊緣計算是一項技術，但是這項技術要想發揮它的威力一定要用到行業當中去。2019 年是電力系統當中泛在電力物聯網的元年，今年 3 月份國家電網頒佈了泛在電力物聯網建設的工作部署，要充分應用移動互聯和人工智能這些現代化的信息技術以及通信技術，實現電力系統中各個環節的萬物互聯、人機交互，並且具有狀態全面監測、信息高效處理、應用便捷靈活的特徵，而國家對於能源、電網、電力的一個終極目標是形成能源的互聯網，而這種能源的互聯網就需要堅強智能電網的支持，以及需要泛在電力物聯網的支持。
近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
今天想跟大家分享的是，邊緣計算賦能泛在電力物聯網。首先想問大家一個問題，你們是否還記得上一次經歷過的停電？現在很多人很宅，如果你叫他去某個地方玩，他唯一的問題是那裡有沒有 Wi-Fi，有網絡的話就可以待下去，但是我們從來沒有考慮過沒有電力我們會怎麼樣？2019 年 6 月 2 日深圳市遭遇了停電事故，從上午十點多停到下午一點，而且波及了深圳市的南山區和寶安區幾個非常重要的區，到最後發現這個事故產生的罪魁禍首其實是一團風箏線，有人放風箏然後風箏線攪在了高壓電線上面造成了短路，觸發了電力系統的自動的保護機制，就造成了斷電事故，之後會介紹一下我們的產品是怎麼樣避免類似的情況發生的，今天會說兩個概念，第一個是技術概念，邊緣計算；第二個是產業的概念，泛在電力物聯網。邊緣計算可助力 5G 發揮全部威力。
所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
圖 | IBM 大型機（來源：CIO）
再往後發展大型機變小了、變多了，還變到我們每個人的手裡，就是個人電腦、PC，再往後發展個人電腦又變小了，變成了我們口袋裡的手機，現在可以說成為了我們每個人身體的一部分。當然在電腦和手機等智能設備發展的過程當中，其實網絡也發生了一個深刻的變化。個人電腦是伴隨 Internet 一起出現的，智能設備的普及中又伴隨著無線通訊網 2G、3G、4G 的發展，而端上的計算設備與 Internet 相連就催生出了雲計算，現在的電腦手機當中大量應用的數據和服務都是由雲計算提供的。
（來源：Pixabay）
在現在的時間節點上，智能設備已經大量使用，雲計算也已經大量地為我們服務，那不禁要問接下來是什麼？計算架構和網絡架構發展的下一步是什麼？那就引出了大家很熟悉的 5G 網絡的概念，2G 網絡是萌生數據，3G 網絡是催生數據，到了 4G 發展數據不同，5G 其實是一個跨時代的技術，除了能夠提供更極致的體驗和更大的容量之外，還會開啟一個物聯網的時代，並且滲透到各行各業當中去。5G 的一些直觀的技術指標是非常震撼的，比如它的下行的峰值帶寬能夠達到 20 Gbps，速度超越了光纖的傳輸速度，它的端到端時延能夠小於 5 毫秒，超越了工業總線的實時性，我們發現 5G 的威力很大，可以潛在改變很多行業。但回過頭來看互聯網的核心網還有有線網，更進一步說還是由光纖組成，而如果這一點在短期內不能有很大的改變，會使得 5G 網絡帶來的突破被核心光纖網磨平，5G 發展將遇到瓶頸，那怎麼改變 5G 網絡的這種狀態，然後把它的威力全都發揮出來呢？邊緣計算就應運而生了。
到 2020 年將會有超過 500 億的設備進行連網，包括 VR 設備、AR 設備、可穿戴設備、汽車、機器人、工業設備等等都會連到網絡上去，這就給現在的整個互聯網架構帶來非常大的挑戰，因為設備的連接數量呈幾何倍數地增長，同時設備數據的傳輸量也在快速增長。從計算的角度來看，以人工智能為代表的計算任務已經在很多場景落地，給我們提供了更好的生活，比如自動駕駛、智慧城市、智慧工業等等，而這些計算任務都是對計算數據量要求非常大，同時對算力要求非常大的任務，所以在這個匯聚節點上網絡需要顛覆性的升級，同時計算也需要顛覆性的升級，而邊緣計算恰好就是物聯網的神經末梢，也是人工智能去落地的最後一公里。
圖 | 邊緣計算被評為十大戰略性科技（來源：Gartner）
邊緣計算分別在 2018 年和 2019 年被 Gartner 評為了十大戰略性科技，可以通過一個類比簡單解釋一下邊緣計算的概念。比如有一種生物叫章魚，它的神經元有 60% 分佈在它的 8 條觸角上，只有 40% 處於大腦上，所以它是多個大腦、多個小腦加一個大腦的構造。簡單來說我們可以把章魚的腦袋看作是雲計算，它有一個大腦，觸角就是邊緣計算，邊緣計算可以把雲端的計算能力延伸到觸角上，雲計算相比邊緣計算可以提供更低延遲的網絡服務，能支持類似於高清視頻或者其他對數據量要求非常大的服務的部署，同時它也能提供更好的網絡利用效率，以及提升我們享用服務的效率。這張圖當中有一個很明顯的對比，雲計算它會把我們的數據全都收集到雲端進行統一的服務和處理，然後再返回給我們，但是在 5G 這種低時延、高可靠性以及高帶寬的場景上，我們更多的是需要數據和服務在本地處理，並且提供實時的反饋，那這就是邊緣計算所擅長的東西。未來電網將形成雲邊協同架構
邊緣計算是一項技術，但是這項技術要想發揮它的威力一定要用到行業當中去。2019 年是電力系統當中泛在電力物聯網的元年，今年 3 月份國家電網頒佈了泛在電力物聯網建設的工作部署，要充分應用移動互聯和人工智能這些現代化的信息技術以及通信技術，實現電力系統中各個環節的萬物互聯、人機交互，並且具有狀態全面監測、信息高效處理、應用便捷靈活的特徵，而國家對於能源、電網、電力的一個終極目標是形成能源的互聯網，而這種能源的互聯網就需要堅強智能電網的支持，以及需要泛在電力物聯網的支持。
圖 | 能源互聯網架構（來源：江行智能）堅強智能電網是在原來的電力概念中，包括特高壓發電、輸電、變電、配電各個環節的電力系統，而泛在電力物聯網更多指信息技術層面的一種技術。泛在電力物聯網也包含 5 個核心的模塊，雲、管、邊、場和端，其中邊也就是邊緣計算，它其實是處在一個樞紐模塊的位置，而泛在電力物聯網的建設需要規模更大、延遲更低、頻次更高地進行感知預警和實時控制電力系統。舉一個簡單的例子，我國的交流電是 50 赫茲，這也就意味著一個交流電的正弦波週期是 20 毫秒，為了保證電力系統的穩定性、可靠性和故障產生之後迅速的隔離性，很多時候要求在 100 毫秒中完成從數據採集到數據處理到最後的開關控制的這整個端到端的流程，那反推回來留給通信的延遲只有 20 毫秒。我們有很多的傳感器比如攝像頭、機器人、一些電力的二次計量設備等等，傳感器收集的數據會先彙集到邊緣計算的節點當中，在裡面可以運行一些人工智能的算法，做一些本地的控制、實時的預警，而云計算在這個過程當中會提供一個全生命週期的管控，以及完成人工智能中的一些訓練和一些規模比較大的數據分析的任務，所以將來整個電網會是雲和邊協同的一個架構。停電事故多發，通過邊緣計算可及時止損
開始時說到一個風箏線掛在了高壓的輸電線上，造成了深圳市長達三個小時的停電事故其實不是個例，整個國家電網在 2017 年跳閘數就發生了 1500 多次，而且有 550 次的故障停運，並且因為我們的線路在快速建設這兩個數值每年都在增加，造成這些故障的原因很多是雷擊、人禍、冰害、鳥害等等。在原來的電力系統當中，對線路的巡視都是通過人工的方式來完成的，效率非常低而且週期非常長，很多時候當人去維護的時候需要線路停電，非常的不方便，而且是非實時的，人去定位故障要花很久的時間。基於這樣的情況電網裡面部署了很多監拍裝置代替人的眼睛，在輸電線路上監測這一個區域的異常的狀況，但是因為圖片數據或者視頻數據都需要實時的回傳，會造成非常大的網絡流量的開銷，甚至在一些比較偏遠的地方沒有或者網絡很差，並且數據傳回到後需要後臺人員去盯著一個非常大的屏幕，看各個區域是否有異常情況的發生，同時也非常消耗人力，而導致預警是非實時的，邊緣計算恰好能夠在這個場景上派上用場。
近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
今天想跟大家分享的是，邊緣計算賦能泛在電力物聯網。首先想問大家一個問題，你們是否還記得上一次經歷過的停電？現在很多人很宅，如果你叫他去某個地方玩，他唯一的問題是那裡有沒有 Wi-Fi，有網絡的話就可以待下去，但是我們從來沒有考慮過沒有電力我們會怎麼樣？2019 年 6 月 2 日深圳市遭遇了停電事故，從上午十點多停到下午一點，而且波及了深圳市的南山區和寶安區幾個非常重要的區，到最後發現這個事故產生的罪魁禍首其實是一團風箏線，有人放風箏然後風箏線攪在了高壓電線上面造成了短路，觸發了電力系統的自動的保護機制，就造成了斷電事故，之後會介紹一下我們的產品是怎麼樣避免類似的情況發生的，今天會說兩個概念，第一個是技術概念，邊緣計算；第二個是產業的概念，泛在電力物聯網。邊緣計算可助力 5G 發揮全部威力。
所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
圖 | IBM 大型機（來源：CIO）
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（來源：Pixabay）
在現在的時間節點上，智能設備已經大量使用，雲計算也已經大量地為我們服務，那不禁要問接下來是什麼？計算架構和網絡架構發展的下一步是什麼？那就引出了大家很熟悉的 5G 網絡的概念，2G 網絡是萌生數據，3G 網絡是催生數據，到了 4G 發展數據不同，5G 其實是一個跨時代的技術，除了能夠提供更極致的體驗和更大的容量之外，還會開啟一個物聯網的時代，並且滲透到各行各業當中去。5G 的一些直觀的技術指標是非常震撼的，比如它的下行的峰值帶寬能夠達到 20 Gbps，速度超越了光纖的傳輸速度，它的端到端時延能夠小於 5 毫秒，超越了工業總線的實時性，我們發現 5G 的威力很大，可以潛在改變很多行業。但回過頭來看互聯網的核心網還有有線網，更進一步說還是由光纖組成，而如果這一點在短期內不能有很大的改變，會使得 5G 網絡帶來的突破被核心光纖網磨平，5G 發展將遇到瓶頸，那怎麼改變 5G 網絡的這種狀態，然後把它的威力全都發揮出來呢？邊緣計算就應運而生了。
到 2020 年將會有超過 500 億的設備進行連網，包括 VR 設備、AR 設備、可穿戴設備、汽車、機器人、工業設備等等都會連到網絡上去，這就給現在的整個互聯網架構帶來非常大的挑戰，因為設備的連接數量呈幾何倍數地增長，同時設備數據的傳輸量也在快速增長。從計算的角度來看，以人工智能為代表的計算任務已經在很多場景落地，給我們提供了更好的生活，比如自動駕駛、智慧城市、智慧工業等等，而這些計算任務都是對計算數據量要求非常大，同時對算力要求非常大的任務，所以在這個匯聚節點上網絡需要顛覆性的升級，同時計算也需要顛覆性的升級，而邊緣計算恰好就是物聯網的神經末梢，也是人工智能去落地的最後一公里。
圖 | 邊緣計算被評為十大戰略性科技（來源：Gartner）
邊緣計算分別在 2018 年和 2019 年被 Gartner 評為了十大戰略性科技，可以通過一個類比簡單解釋一下邊緣計算的概念。比如有一種生物叫章魚，它的神經元有 60% 分佈在它的 8 條觸角上，只有 40% 處於大腦上，所以它是多個大腦、多個小腦加一個大腦的構造。簡單來說我們可以把章魚的腦袋看作是雲計算，它有一個大腦，觸角就是邊緣計算，邊緣計算可以把雲端的計算能力延伸到觸角上，雲計算相比邊緣計算可以提供更低延遲的網絡服務，能支持類似於高清視頻或者其他對數據量要求非常大的服務的部署，同時它也能提供更好的網絡利用效率，以及提升我們享用服務的效率。這張圖當中有一個很明顯的對比，雲計算它會把我們的數據全都收集到雲端進行統一的服務和處理，然後再返回給我們，但是在 5G 這種低時延、高可靠性以及高帶寬的場景上，我們更多的是需要數據和服務在本地處理，並且提供實時的反饋，那這就是邊緣計算所擅長的東西。未來電網將形成雲邊協同架構
邊緣計算是一項技術，但是這項技術要想發揮它的威力一定要用到行業當中去。2019 年是電力系統當中泛在電力物聯網的元年，今年 3 月份國家電網頒佈了泛在電力物聯網建設的工作部署，要充分應用移動互聯和人工智能這些現代化的信息技術以及通信技術，實現電力系統中各個環節的萬物互聯、人機交互，並且具有狀態全面監測、信息高效處理、應用便捷靈活的特徵，而國家對於能源、電網、電力的一個終極目標是形成能源的互聯網，而這種能源的互聯網就需要堅強智能電網的支持，以及需要泛在電力物聯網的支持。
圖 | 能源互聯網架構（來源：江行智能）堅強智能電網是在原來的電力概念中，包括特高壓發電、輸電、變電、配電各個環節的電力系統，而泛在電力物聯網更多指信息技術層面的一種技術。泛在電力物聯網也包含 5 個核心的模塊，雲、管、邊、場和端，其中邊也就是邊緣計算，它其實是處在一個樞紐模塊的位置，而泛在電力物聯網的建設需要規模更大、延遲更低、頻次更高地進行感知預警和實時控制電力系統。舉一個簡單的例子，我國的交流電是 50 赫茲，這也就意味著一個交流電的正弦波週期是 20 毫秒，為了保證電力系統的穩定性、可靠性和故障產生之後迅速的隔離性，很多時候要求在 100 毫秒中完成從數據採集到數據處理到最後的開關控制的這整個端到端的流程，那反推回來留給通信的延遲只有 20 毫秒。我們有很多的傳感器比如攝像頭、機器人、一些電力的二次計量設備等等，傳感器收集的數據會先彙集到邊緣計算的節點當中，在裡面可以運行一些人工智能的算法，做一些本地的控制、實時的預警，而云計算在這個過程當中會提供一個全生命週期的管控，以及完成人工智能中的一些訓練和一些規模比較大的數據分析的任務，所以將來整個電網會是雲和邊協同的一個架構。停電事故多發，通過邊緣計算可及時止損
開始時說到一個風箏線掛在了高壓的輸電線上，造成了深圳市長達三個小時的停電事故其實不是個例，整個國家電網在 2017 年跳閘數就發生了 1500 多次，而且有 550 次的故障停運，並且因為我們的線路在快速建設這兩個數值每年都在增加，造成這些故障的原因很多是雷擊、人禍、冰害、鳥害等等。在原來的電力系統當中，對線路的巡視都是通過人工的方式來完成的，效率非常低而且週期非常長，很多時候當人去維護的時候需要線路停電，非常的不方便，而且是非實時的，人去定位故障要花很久的時間。基於這樣的情況電網裡面部署了很多監拍裝置代替人的眼睛，在輸電線路上監測這一個區域的異常的狀況，但是因為圖片數據或者視頻數據都需要實時的回傳，會造成非常大的網絡流量的開銷，甚至在一些比較偏遠的地方沒有或者網絡很差，並且數據傳回到後需要後臺人員去盯著一個非常大的屏幕，看各個區域是否有異常情況的發生，同時也非常消耗人力，而導致預警是非實時的，邊緣計算恰好能夠在這個場景上派上用場。
（來源：Pixabay）
在邊緣計算的技術方案當中不僅是要把眼睛部署到了輸電線路上，同時把大腦也部署到了輸電線路上，大腦會不停的分析這種場景當中有沒有異常，如果一切正常數據就不需要往雲端傳送，只有當發生一些異常狀況的時候才需要把數據轉化成預警的信號，傳回給運維人員，而運維人員拿到這個數據之後就可以第一時間地趕到現場去解決這個問題。也就說當風箏線剛剛和高壓線發生觸碰甚至它接近的時候，就可以在第一時間發現這個危險的信號，從而採取一些措施或許就能避免這次停電的事故，或是把這個事故壓縮到 10 分鐘或者更短的時間中。
上面是對邊緣計算技術本身以及它在電網中應用的介紹，但是其實一項新的技術出來之後，同時是伴隨著很多質疑的，有的人會問，這個東西跟之前提的分佈式計算有什麼樣的區別? 也有人會問，這跟工業控制當中一些嵌入式的設備有什麼區別？關於這個問題我的思考是這樣的，現在把時間撥回到 2010 年，當時在深圳有一箇中國 IT 領袖峰會，BAT 的三位大佬都在上面分享了他們對於雲計算的看法，有人覺得雲計算就是新瓶裝舊酒，有人覺得這個東西可能要過個幾百年上千年甚至到阿凡達那個時代才能實現，也有人已經擼起袖子開始幹了。但是到今天為止我們發現，他們都不約而同地推出了他們的雲服務。
近日江行智能的聯合創始人，清華大學計算機系的博士龐海天在Deep Tech組織的演繹inSite上和大家分享邊緣計算和泛在電力物聯網，以下為演講全文。
今天想跟大家分享的是，邊緣計算賦能泛在電力物聯網。首先想問大家一個問題，你們是否還記得上一次經歷過的停電？現在很多人很宅，如果你叫他去某個地方玩，他唯一的問題是那裡有沒有 Wi-Fi，有網絡的話就可以待下去，但是我們從來沒有考慮過沒有電力我們會怎麼樣？2019 年 6 月 2 日深圳市遭遇了停電事故，從上午十點多停到下午一點，而且波及了深圳市的南山區和寶安區幾個非常重要的區，到最後發現這個事故產生的罪魁禍首其實是一團風箏線，有人放風箏然後風箏線攪在了高壓電線上面造成了短路，觸發了電力系統的自動的保護機制，就造成了斷電事故，之後會介紹一下我們的產品是怎麼樣避免類似的情況發生的，今天會說兩個概念，第一個是技術概念，邊緣計算；第二個是產業的概念，泛在電力物聯網。邊緣計算可助力 5G 發揮全部威力。
所有的計算機技術架構離不開三個主要的元素，通信、計算和存儲。最早的計算機其實是我國勞動人民發明的算盤，我們用算盤做一些非常簡單的計算，到後來衍生出主機，主機很有代表性的就是當年 IBM 大型機，包括中小型機等計算設備，可以用來做一些導彈彈道的預測、天氣的計算，通過大型機來實現這些比較複雜問題的參數計算。
圖 | IBM 大型機（來源：CIO）
再往後發展大型機變小了、變多了，還變到我們每個人的手裡，就是個人電腦、PC，再往後發展個人電腦又變小了，變成了我們口袋裡的手機，現在可以說成為了我們每個人身體的一部分。當然在電腦和手機等智能設備發展的過程當中，其實網絡也發生了一個深刻的變化。個人電腦是伴隨 Internet 一起出現的，智能設備的普及中又伴隨著無線通訊網 2G、3G、4G 的發展，而端上的計算設備與 Internet 相連就催生出了雲計算，現在的電腦手機當中大量應用的數據和服務都是由雲計算提供的。
（來源：Pixabay）
在現在的時間節點上，智能設備已經大量使用，雲計算也已經大量地為我們服務，那不禁要問接下來是什麼？計算架構和網絡架構發展的下一步是什麼？那就引出了大家很熟悉的 5G 網絡的概念，2G 網絡是萌生數據，3G 網絡是催生數據，到了 4G 發展數據不同，5G 其實是一個跨時代的技術，除了能夠提供更極致的體驗和更大的容量之外，還會開啟一個物聯網的時代，並且滲透到各行各業當中去。5G 的一些直觀的技術指標是非常震撼的，比如它的下行的峰值帶寬能夠達到 20 Gbps，速度超越了光纖的傳輸速度，它的端到端時延能夠小於 5 毫秒，超越了工業總線的實時性，我們發現 5G 的威力很大，可以潛在改變很多行業。但回過頭來看互聯網的核心網還有有線網，更進一步說還是由光纖組成，而如果這一點在短期內不能有很大的改變，會使得 5G 網絡帶來的突破被核心光纖網磨平，5G 發展將遇到瓶頸，那怎麼改變 5G 網絡的這種狀態，然後把它的威力全都發揮出來呢？邊緣計算就應運而生了。
到 2020 年將會有超過 500 億的設備進行連網，包括 VR 設備、AR 設備、可穿戴設備、汽車、機器人、工業設備等等都會連到網絡上去，這就給現在的整個互聯網架構帶來非常大的挑戰，因為設備的連接數量呈幾何倍數地增長，同時設備數據的傳輸量也在快速增長。從計算的角度來看，以人工智能為代表的計算任務已經在很多場景落地，給我們提供了更好的生活，比如自動駕駛、智慧城市、智慧工業等等，而這些計算任務都是對計算數據量要求非常大，同時對算力要求非常大的任務，所以在這個匯聚節點上網絡需要顛覆性的升級，同時計算也需要顛覆性的升級，而邊緣計算恰好就是物聯網的神經末梢，也是人工智能去落地的最後一公里。
圖 | 邊緣計算被評為十大戰略性科技（來源：Gartner）
邊緣計算分別在 2018 年和 2019 年被 Gartner 評為了十大戰略性科技，可以通過一個類比簡單解釋一下邊緣計算的概念。比如有一種生物叫章魚，它的神經元有 60% 分佈在它的 8 條觸角上，只有 40% 處於大腦上，所以它是多個大腦、多個小腦加一個大腦的構造。簡單來說我們可以把章魚的腦袋看作是雲計算，它有一個大腦，觸角就是邊緣計算，邊緣計算可以把雲端的計算能力延伸到觸角上，雲計算相比邊緣計算可以提供更低延遲的網絡服務，能支持類似於高清視頻或者其他對數據量要求非常大的服務的部署，同時它也能提供更好的網絡利用效率，以及提升我們享用服務的效率。這張圖當中有一個很明顯的對比，雲計算它會把我們的數據全都收集到雲端進行統一的服務和處理，然後再返回給我們，但是在 5G 這種低時延、高可靠性以及高帶寬的場景上，我們更多的是需要數據和服務在本地處理，並且提供實時的反饋，那這就是邊緣計算所擅長的東西。未來電網將形成雲邊協同架構
邊緣計算是一項技術，但是這項技術要想發揮它的威力一定要用到行業當中去。2019 年是電力系統當中泛在電力物聯網的元年，今年 3 月份國家電網頒佈了泛在電力物聯網建設的工作部署，要充分應用移動互聯和人工智能這些現代化的信息技術以及通信技術，實現電力系統中各個環節的萬物互聯、人機交互，並且具有狀態全面監測、信息高效處理、應用便捷靈活的特徵，而國家對於能源、電網、電力的一個終極目標是形成能源的互聯網，而這種能源的互聯網就需要堅強智能電網的支持，以及需要泛在電力物聯網的支持。
圖 | 能源互聯網架構（來源：江行智能）堅強智能電網是在原來的電力概念中，包括特高壓發電、輸電、變電、配電各個環節的電力系統，而泛在電力物聯網更多指信息技術層面的一種技術。泛在電力物聯網也包含 5 個核心的模塊，雲、管、邊、場和端，其中邊也就是邊緣計算，它其實是處在一個樞紐模塊的位置，而泛在電力物聯網的建設需要規模更大、延遲更低、頻次更高地進行感知預警和實時控制電力系統。舉一個簡單的例子，我國的交流電是 50 赫茲，這也就意味著一個交流電的正弦波週期是 20 毫秒，為了保證電力系統的穩定性、可靠性和故障產生之後迅速的隔離性，很多時候要求在 100 毫秒中完成從數據採集到數據處理到最後的開關控制的這整個端到端的流程，那反推回來留給通信的延遲只有 20 毫秒。我們有很多的傳感器比如攝像頭、機器人、一些電力的二次計量設備等等，傳感器收集的數據會先彙集到邊緣計算的節點當中，在裡面可以運行一些人工智能的算法，做一些本地的控制、實時的預警，而云計算在這個過程當中會提供一個全生命週期的管控，以及完成人工智能中的一些訓練和一些規模比較大的數據分析的任務，所以將來整個電網會是雲和邊協同的一個架構。停電事故多發，通過邊緣計算可及時止損
開始時說到一個風箏線掛在了高壓的輸電線上，造成了深圳市長達三個小時的停電事故其實不是個例，整個國家電網在 2017 年跳閘數就發生了 1500 多次，而且有 550 次的故障停運，並且因為我們的線路在快速建設這兩個數值每年都在增加，造成這些故障的原因很多是雷擊、人禍、冰害、鳥害等等。在原來的電力系統當中，對線路的巡視都是通過人工的方式來完成的，效率非常低而且週期非常長，很多時候當人去維護的時候需要線路停電，非常的不方便，而且是非實時的，人去定位故障要花很久的時間。基於這樣的情況電網裡面部署了很多監拍裝置代替人的眼睛，在輸電線路上監測這一個區域的異常的狀況，但是因為圖片數據或者視頻數據都需要實時的回傳，會造成非常大的網絡流量的開銷，甚至在一些比較偏遠的地方沒有或者網絡很差，並且數據傳回到後需要後臺人員去盯著一個非常大的屏幕，看各個區域是否有異常情況的發生，同時也非常消耗人力，而導致預警是非實時的，邊緣計算恰好能夠在這個場景上派上用場。
（來源：Pixabay）
在邊緣計算的技術方案當中不僅是要把眼睛部署到了輸電線路上，同時把大腦也部署到了輸電線路上，大腦會不停的分析這種場景當中有沒有異常，如果一切正常數據就不需要往雲端傳送，只有當發生一些異常狀況的時候才需要把數據轉化成預警的信號，傳回給運維人員，而運維人員拿到這個數據之後就可以第一時間地趕到現場去解決這個問題。也就說當風箏線剛剛和高壓線發生觸碰甚至它接近的時候，就可以在第一時間發現這個危險的信號，從而採取一些措施或許就能避免這次停電的事故，或是把這個事故壓縮到 10 分鐘或者更短的時間中。
上面是對邊緣計算技術本身以及它在電網中應用的介紹，但是其實一項新的技術出來之後，同時是伴隨著很多質疑的，有的人會問，這個東西跟之前提的分佈式計算有什麼樣的區別? 也有人會問，這跟工業控制當中一些嵌入式的設備有什麼區別？關於這個問題我的思考是這樣的，現在把時間撥回到 2010 年，當時在深圳有一箇中國 IT 領袖峰會，BAT 的三位大佬都在上面分享了他們對於雲計算的看法，有人覺得雲計算就是新瓶裝舊酒，有人覺得這個東西可能要過個幾百年上千年甚至到阿凡達那個時代才能實現，也有人已經擼起袖子開始幹了。但是到今天為止我們發現，他們都不約而同地推出了他們的雲服務。
所以技術的螺旋上升是一個規律，但是同樣另一方面，技術的發展是一個不可逆轉的車輪，作為一個從業者希望能夠為邊緣計算貢獻一份力量，也希望這項技術在未來的各行各業中、各個生活場景中能夠為我們人類提供一個更好的未來，謝謝大家！