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人民智库|吴迪｜边缘计算：赋能智慧城市建设与治理的关键技术


人民智库|吴迪｜边缘计算：赋能智慧城市建设与治理的关键技术
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边缘计算是一种前瞻性的新兴计算范式 。 随着万物互联时代的到来 ， 数据将更多地来自边缘侧不计其数的传感器和终端设备 ， 为满足新的海量数据处理需求 ， 边缘计算技术被逐渐推到了舞台中央 。 目前 ， 边缘计算被广泛地应用于智慧城市建设中 ， 从铺设网络、装置传感器、搭建系统平台到实现数据全采集 ， 在为智慧城市构建带来巨大机遇时 ， 也面临着来自技术、应用甚至法律、伦理等多重层面的挑战 。 对此 ， 中山大学数据科学与计算机学院教授吴迪认为 ， 作为支撑未来人工智能应用的关键技术之一 ， 边缘计算对升级智慧城市建设、推动城市智慧化治理至关重要 ， 我们应进一步加速构建网络、计算、存储、应用核心能力为一体的边缘开放平台 ， 以边缘计算驱动智慧城市发展 ， 以此更好地建设智能化数字中国 。
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边缘计算技术在智慧城市应用中还面临着哪些主要挑战？
1、数据收集与存储挑战 。 智慧城市应用会产生大量的感知数据 ， 对边缘计算系统的存储与计算都提出挑战 ， 而将边缘计算应用到智慧城市的建设 ， 也需要进一步明晰边缘计算系统数据所有权归属的法律问题；
2、差异化与可扩展服务挑战 。 差异化且可扩展的边缘计算服务管理系统设计是智慧城市建设的重要需求之一 。 未来的智慧城市建设预计将在网络边缘部署多个服务 ， 这些服务将有不同的优先级 。 与此同时 ， 边缘计算系统中可能有多个应用程序共享同一个数据源 ， 一个应用程序失效或没有响应 ， 可能会导致使用同一数据源的其他应用同时失效；
3、数据隐私和安全挑战 。 在边缘计算中 ， 数据隐私安全保护是最重要的一项服务 。 采用边缘计算推动智慧城市建设 ， 可以从感知到的使用数据中获取大量隐私信息 。 随着边缘设备上可用数据的增多和计算能力的提高 ， 用户或者应用需要边缘服务器提供计算资源 ， 不可避免会将数据临时存储在边缘 ， 网络边缘高度动态的环境会使用户隐私和数据安全面临更大挑战 。
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如何切实有效地提升边缘计算在智慧城市建设中的应用效能和安全水平？
1、夯实安全基础 ， 完善边缘计算安全保障体系 。 在边缘计算赋能智慧城市的进程中 ， 需要不断完善安全保障体系以及安全防护机制 ， 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；
2、坚持融合发展策略 ， 研制边缘计算标准规范体系 。 在边缘计算赋能智慧城市的进程中 ， 需要积极响应政府主导 ， 协调有关各方研制统一的、科学合理的智慧城市中边缘计算技术的应用标准规范体系 ， 推动构建一个开放的、可扩展的、可伸缩的、能适应城市各领域需求动态变化的标准规范体系 ， 将智慧城市建设发展推向深入；
3、围绕核心需求 ， 打造开放的边缘计算生态体系 。 智慧城市是高新科技的载体 ， 涵盖政务、园区、物流、交通、教育、医疗等应用场景 ， 需要多技术、多产业深度融合 。 在边缘计算赋能智慧城市的进程中 ， 需要打造足够开放的生态体系 ， 有针对性地开展符合城市定位的特色应用 ， 多方多角度参与共同建设智慧城市；
4、构建完善监督机制 ， 形成智慧城市建设的良好闭环 。 在边缘计算赋能智慧城市的进程中 ， 需要遵循智慧城市与边缘计算技术发展规律 ， 做好顶层设计、搭建好体系化布局 ， 探讨边缘计算技术在赋能智慧城市过程中的监管问题 ， 同步开展相关政策以及法律法规研究 ， 促进边缘计算技术赋能下的智慧城市可持续化发展 。
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边缘计算的基本概念
近年来 ， 物联网和无线网络广泛普及 ， 推动着万物互联的应用需求不断发展 。 万物互联不仅包括人与人、人与物 ， 以及物与物的连接 ， 还包括具有语境感知能力、更强计算能力和感知能力的人、物、数据、流程、场景等有机融合 ， 从而使得互联更有价值 。 万物互联所涉及的边缘设备类型十分广泛 ， 传感器、智能家电、智能手机 ， 甚至可穿戴设备都将成为万物互联的一部分 。 因此 ， 位于互联网边缘的终端设备数量及其产生的数据量将会急剧增长 。 随着边缘设备所产生数据量的增加和计算需求的提升 ， 网络的时延过大和带宽不足正逐渐成为传统云计算的瓶颈问题 ， 然而仅靠增加网络带宽并不能满足海量物联网设备和应用对时延的要求 ， 必须在接近数据源的边缘设备上卸载计算任务 ， 从而减少数据传输并提高响应速度 。


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