邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告2024

版權(quán)聲明本報(bào)告版權(quán)屬于中國(guó)信息通信研究院，并受法律保護(hù)。轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用本報(bào)告文字或者觀點(diǎn)的，應(yīng)注明“來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院”。違反上述聲明者，本院將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 （一）全球各國(guó)政策布局加速，邊緣計(jì)算成為新焦點(diǎn) （二）產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)生態(tài)蓬勃發(fā)展，邊緣計(jì)算迎來(lái)新 7 （一）軟硬一體邊緣基礎(chǔ)設(shè)施呈高度集成架構(gòu) （二）物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算高效連接邊端設(shè)備 （三）邊緣云原生高度適配應(yīng)用場(chǎng)景 （四）邊緣安全逐漸走向完善 （六）邊緣算力互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)探索 （三）公共交通 （八）零售 （一）開(kāi)源生態(tài)協(xié)同加深 （二）標(biāo)準(zhǔn)體系初步建立 （一）面臨挑戰(zhàn)及建議 （二）發(fā)展趨勢(shì) 10 14 17 23 3 5 371一、政策和市場(chǎng)雙重驅(qū)動(dòng)邊緣計(jì)算加速發(fā)展（一）全球各國(guó)政策布局加速，邊緣計(jì)算成為新焦點(diǎn)通過(guò)出臺(tái)一系列國(guó)家級(jí)政策推動(dòng)和支持邊緣計(jì)算深入探索和穩(wěn)步實(shí)心技術(shù)子領(lǐng)域清單，其中先進(jìn)計(jì)算領(lǐng)域包含邊緣計(jì)算與設(shè)備技術(shù)。提出了要加快云計(jì)算、邊緣計(jì)算等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，以更好的服務(wù)2面向特定場(chǎng)景的邊緣計(jì)算能力，強(qiáng)化算力統(tǒng)籌和智能調(diào)度”，建議在3數(shù)字化改造加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展導(dǎo)向設(shè)備設(shè)施或在制品的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)《2023年河南省大數(shù)《湖南省“智賦萬(wàn)企”《2023年北京數(shù)字經(jīng)4日日日算”日日日高可靠應(yīng)用場(chǎng)景需求，結(jié)合5G、5日日發(fā)展三年行動(dòng)方案（2021-2023年）》日），勢(shì)日6網(wǎng)部部網(wǎng)部用網(wǎng)（2021-2023年）》按需推進(jìn)“雙千兆”用戶發(fā)展。支沉部署，構(gòu)建“網(wǎng)絡(luò)+平臺(tái)+應(yīng)用”固移融合、云網(wǎng)融合的“雙千兆”宙《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2023-2025年）》7據(jù)（二）產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)生態(tài)蓬勃發(fā)展，邊緣計(jì)算迎來(lái)新機(jī)遇1.邊緣計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)邊緣計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模連續(xù)多年保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)前景廣2022上半年，邊緣云市場(chǎng)規(guī)模為30.7億元人民幣，2021年全年該數(shù)制邊緣專用服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2.4億美元，較2022年同比增長(zhǎng)8地計(jì)算、音視頻分發(fā)、邊緣AI、云游戲/2.邊緣計(jì)算分類逐漸明晰CDN邊緣區(qū)域。其中，公有云邊緣區(qū)域是基于云廠商在次中心區(qū)域9典型運(yùn)用如5GMEC平臺(tái)。MEC邊緣是與5G通信網(wǎng)絡(luò)同時(shí)構(gòu)建的繼而使用各類云服務(wù)，例如，IoT數(shù)據(jù)采集、海3.邊緣計(jì)算服務(wù)商市場(chǎng)策略各有側(cè)重年安全技術(shù)積累，可提供動(dòng)靜態(tài)智能加速、TCP/UDP四層加速、DDoS/CC/Web/Bot防護(hù)等在內(nèi)的安全加速一體化服務(wù)?；鹕揭孢呁蚣躃ubeedge，提供大規(guī)模的邊緣節(jié)點(diǎn)管理能力。天翼云在邊緣供一體化邊緣解決方案。中國(guó)電信自主研發(fā)等典型場(chǎng)景深度應(yīng)用，依托MEC邊緣云，重通積極探索移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和邊緣計(jì)算結(jié)合潛力，打造充邊緣側(cè)“計(jì)算+網(wǎng)絡(luò)”融合能力。浪潮、新華三均推出邊緣超融合一網(wǎng)絡(luò)與邊緣計(jì)算技術(shù)協(xié)同邊界，提供多種ME件應(yīng)用移植到邊緣基礎(chǔ)設(shè)施，擴(kuò)展垂直領(lǐng)域的邊緣場(chǎng)景應(yīng)用落地。接入中間件EMQXEdge、輕量級(jí)邊緣流式數(shù)據(jù)處理引擎EMQXKuiper和工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)軟件EMQXNeuron產(chǎn)品，打造針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)二、邊緣計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新演進(jìn)（一）軟硬一體邊緣基礎(chǔ)設(shè)施呈高度集成架構(gòu)處理任務(wù)，還可以通過(guò)其內(nèi)置的計(jì)算能力直接參與數(shù)據(jù)計(jì)算和處理，（二）物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算高效連接邊端設(shè)備備上，為各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器提供連接并管理能力；Apache續(xù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，有效降低數(shù)據(jù)傳輸成本和數(shù)據(jù)反饋時(shí)間；eKuiper是輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)邊緣分析、流式處理小化”交付適應(yīng)邊緣受限的物理?xiàng)l件，使其能夠構(gòu)筑在極端緊張的邊發(fā)式增長(zhǎng)的邊緣接入節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，也在邊緣進(jìn)邊緣函數(shù)服務(wù)是近年來(lái)各邊緣服務(wù)提供商加大研發(fā)投入的領(lǐng)域現(xiàn)不同功能的腳本編寫，復(fù)用相同的運(yùn)行模塊，減何提供覆蓋全邊側(cè)范圍的安全防護(hù)體系是邊緣計(jì)算提供商和安全廠技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，包括數(shù)據(jù)加密、訪問(wèn)控制、安全更少,因此在將集中式架構(gòu)中使用的安全防護(hù)能力，延伸到邊緣側(cè)的國(guó)家“人工智能+”行動(dòng)背景下，基于云邊協(xié)同架構(gòu)的“集中式AI模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)樣本主要來(lái)自于終端側(cè)的數(shù)據(jù)采集和上報(bào)到邊緣能力分布如下圖4所示。及通過(guò)分布式異構(gòu)算力調(diào)度實(shí)現(xiàn)最大化資源利用效率是需要解決的源利用率和效率仍待提升。工信部等十一部門聯(lián)合印發(fā)新型信息基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》提出推進(jìn)通，探索構(gòu)建算力互聯(lián)網(wǎng)。隨著低時(shí)延、低成本、數(shù)據(jù)安AI推理算力需求逐步增加，邊緣算力互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)不同地域型、不同主體的邊緣算力互聯(lián)互通和統(tǒng)一管理調(diào)度，促資源標(biāo)準(zhǔn)化互聯(lián)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)高效流動(dòng)互通，助力形成能力和未來(lái)發(fā)展均廣泛看好。邊緣算力互聯(lián)網(wǎng)突破面向多元異構(gòu)邊緣算力的智能化感知、規(guī)?；芾砗涂鐚蛹?jí)調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)邊緣算力互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)包含邊緣算力資源管理和算力調(diào)度兩三、邊緣計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展邊緣計(jì)算在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用離不開(kāi)與工業(yè)傳感器等終端設(shè)某工廠項(xiàng)目針對(duì)生產(chǎn)線中不同型號(hào)工件的除水工序進(jìn)行智能件的型號(hào)并操作機(jī)械臂，執(zhí)行預(yù)設(shè)的指令進(jìn)行吹水工作，將工件計(jì)算平臺(tái)從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣，提升工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的響應(yīng)某數(shù)字鄉(xiāng)村項(xiàng)目通過(guò)邊緣軟硬一體化交付，提供包含計(jì)算、云平臺(tái)部署在鄉(xiāng)村內(nèi)，采用整機(jī)柜一體化交付模式，支持云智慧村居是通過(guò)邊緣一體機(jī)設(shè)備部署的數(shù)字鄉(xiāng)村大腦，整體分為村居管理平臺(tái)、智能服務(wù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)資源平臺(tái)。村居管理平臺(tái)可以對(duì)整個(gè)智慧社區(qū)的服務(wù)運(yùn)營(yíng)、采集到的信息、社區(qū)積分等情況進(jìn)行統(tǒng)一的查看和管理；智能服務(wù)平臺(tái)通過(guò)對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)的納管，提供將云上應(yīng)用延伸到邊緣節(jié)點(diǎn)的能力，聯(lián)動(dòng)邊緣節(jié)點(diǎn)和云數(shù)據(jù)資源平臺(tái)是匯聚政務(wù)服務(wù)業(yè)務(wù)信息庫(kù)，共享利用基礎(chǔ)信息資領(lǐng)域之一。傳統(tǒng)的技術(shù)解決方案往往是將傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)專有網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)浙江滬杭甬高速公路股份有限公司通過(guò)前期選型，引入云操作系統(tǒng)和云管理平臺(tái)對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)施云邊一體化改造，重塑數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)并大幅提升系統(tǒng)可用性及運(yùn)維管理水平，為業(yè)該項(xiàng)目通過(guò)在收費(fèi)站點(diǎn)部署邊緣云平臺(tái)，對(duì)各站點(diǎn)物理服務(wù)器環(huán)境實(shí)施云化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)資源的全面監(jiān)控，并實(shí)時(shí)與中心云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，方便管理員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，為近終端設(shè)備的收費(fèi)系統(tǒng)提供高效穩(wěn)定業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境，支撐對(duì)道路通行數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和分析；也助力管理員優(yōu)化資足業(yè)務(wù)發(fā)展需求的同時(shí)更好地提升資源效能；與此同時(shí)，由高一級(jí)的區(qū)域管理中心云負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理下屬各收費(fèi)站的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括邊緣云節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)、資源使用情況及日志等，實(shí)現(xiàn)全局資現(xiàn)對(duì)全省各區(qū)域中心、收費(fèi)站的基礎(chǔ)設(shè)施資源集中納管，并基于三級(jí)用戶體系實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，優(yōu)化全省站點(diǎn)運(yùn)維管理復(fù)雜度高、化轉(zhuǎn)型改造，并為后續(xù)的業(yè)務(wù)彈性擴(kuò)展、資源動(dòng)態(tài)編排調(diào)度等打邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)距離路端設(shè)備更近，部署了車路協(xié)同主要業(yè)務(wù)在區(qū)域云處理，全局業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在中心云處理，高效實(shí)現(xiàn)了車路協(xié)知園區(qū)道路交通參與者和道路基礎(chǔ)設(shè)施信息，實(shí)現(xiàn)了交通流的數(shù)策等全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型和線上線下一體化深度融合是產(chǎn)業(yè)內(nèi)的主流趨某銀行存在大量遍布在各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的邊緣節(jié)點(diǎn)納管難題亟待解虛擬機(jī)和容器管理調(diào)度不能融合、多主體統(tǒng)一管理困難、由資源中樞”為整個(gè)體系提供核心業(yè)務(wù)邏輯，將邊緣設(shè)備上報(bào)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)加工處理后，轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的下游業(yè)務(wù)系統(tǒng)；統(tǒng)一納管借助容器技術(shù)和Kubernetes編排管理能力實(shí)現(xiàn)，解決邊緣設(shè)備異構(gòu)嚴(yán)重、服務(wù)管理需求復(fù)雜問(wèn)題；中心管控將應(yīng)用資源以及節(jié)點(diǎn)資源邊緣自治從組織結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)同步、邊緣調(diào)度等多個(gè)層面提供邊緣運(yùn)行,同時(shí)確保網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后能夠重新連接及同步，以確保業(yè)務(wù)的通過(guò)構(gòu)建邊緣計(jì)算體系，該大型銀行實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算設(shè)備與業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)，探索實(shí)現(xiàn)十余個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景試點(diǎn)應(yīng)用并取得往云游戲應(yīng)用普遍選擇離用戶更近的區(qū)域級(jí)節(jié)點(diǎn)或邊緣節(jié)點(diǎn)承載業(yè)邊緣計(jì)算+云游戲能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的算力資源納管和更低延遲基于廣泛覆蓋的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)構(gòu)建了一站式邊緣云游戲服務(wù)緣業(yè)務(wù)能力編排組件，實(shí)現(xiàn)完整的游戲云化能力，具備高性能的該項(xiàng)目通過(guò)一站式邊緣云游戲解決方案支持游戲渲染、視頻多種應(yīng)用場(chǎng)景的融合支持；通過(guò)對(duì)游戲引擎和超高清視頻編碼做深度優(yōu)化，大幅降低硬件成本及電力功耗；邊緣云部署模式大幅實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守或者少人值守，降低運(yùn)營(yíng)成本，打破各廠站原有煙囪式建設(shè)模型，解決數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、平臺(tái)共享化等難題構(gòu)筑智慧電該電力系統(tǒng)存在幾十套垂直子系統(tǒng)，運(yùn)維信息分散、場(chǎng)站管基于邊緣計(jì)算構(gòu)建以站級(jí)為中心的云邊端協(xié)同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)總線部署，應(yīng)用統(tǒng)一分發(fā)部署、升級(jí)、統(tǒng)一配置；支持遠(yuǎn)程安全運(yùn)通過(guò)引入云邊協(xié)同的邊緣計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)前端智能，算法按需某零售行業(yè)邊緣計(jì)算實(shí)踐項(xiàng)目以一套邊緣計(jì)算服務(wù)器在零售場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用數(shù)據(jù)接入和分析，例如，部署智能貨架應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)貨物的種類和數(shù)量，部署智能推車應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)部署在零售店的攝像頭也可以將視頻流直接傳送到該邊緣服進(jìn)行客戶流量分析統(tǒng)計(jì)，通過(guò)提醒將柜員引導(dǎo)到客戶流量大的地硬件方面，該項(xiàng)目采用多節(jié)點(diǎn)的超融合架構(gòu)的邊緣服務(wù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)多應(yīng)用之間的隔離并保證服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)，服務(wù)器具備變化等問(wèn)題。軟件方面，采用流式數(shù)據(jù)處理平臺(tái)部署于邊緣服務(wù)某農(nóng)業(yè)園區(qū)引入邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。園區(qū)內(nèi)部署數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭吘売?jì)算設(shè)備。邊緣計(jì)算設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，例如，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定閾值時(shí)，邊緣計(jì)算設(shè)備會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟灌備，停止灌溉。這樣可以避免水資源的浪費(fèi)，提高灌溉效率。同時(shí)，邊緣計(jì)算設(shè)備還可以結(jié)合天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)的土壤濕緣計(jì)算的應(yīng)用，該農(nóng)業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)灌溉，水資源利用率提高四、邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)協(xié)作全面深化（一）開(kāi)源生態(tài)協(xié)同加深器編排和調(diào)度能力拓展到邊緣,并為邊緣應(yīng)用部署、云與邊緣間的元?jiǎng)?wù)與許多其他開(kāi)源項(xiàng)目結(jié)合到一個(gè)整體邊緣云軟件堆棧中,為邊緣計(jì)算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和電信應(yīng)用構(gòu)建一個(gè)有彈性的邊緣云基礎(chǔ)設(shè)施。K0s√√擴(kuò)展到邊緣，并為云和邊緣之間的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用部署和元數(shù)據(jù)同步提供基礎(chǔ)架構(gòu)支持√√√√√√體邊緣云軟件堆棧中，為邊s√√架構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)方面均研制了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文檔，ITU-T在研《IoTETSI在早前還發(fā)布了關(guān)于邊緣計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)、邊緣計(jì)算技術(shù)需求、于邊緣計(jì)算的工業(yè)視頻安檢應(yīng)用場(chǎng)景與業(yè)務(wù)需求》標(biāo)“邊緣+AI”、“邊緣+物聯(lián)網(wǎng)”、“邊緣+5G”等服務(wù)體系，精需關(guān)注自身業(yè)務(wù)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。五、邊緣計(jì)算面臨挑戰(zhàn)和未來(lái)展望（一）面臨挑戰(zhàn)及建議1.邊緣原生創(chuàng)新場(chǎng)景仍需探索，應(yīng)用深度廣度不足建議強(qiáng)化政策指導(dǎo)，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，引2.邊緣服務(wù)穩(wěn)定性有待提升，安全能力仍需加強(qiáng)3.邊緣系統(tǒng)互聯(lián)互通存在阻礙，仍缺少標(biāo)準(zhǔn)化方案1.邊緣基礎(chǔ)設(shè)施向分布式算力布局演進(jìn)發(fā)展用數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計(jì)算中心、邊化部署，越來(lái)越多的生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)據(jù)中心無(wú)法滿足在超高清視頻、車聯(lián)網(wǎng)、工算時(shí)延、帶寬成本需求，海量分散、異構(gòu)的設(shè)，在低時(shí)延、低成本、多樣化的實(shí)踐場(chǎng)景算力互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)“中心、區(qū)域、邊緣”等不2.“中心訓(xùn)練、邊緣推理”加速人工智能應(yīng)用實(shí)踐下應(yīng)用瓶頸，降低工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、交通、醫(yī)療、能源、文娛、元宇宙等場(chǎng)景人工智能應(yīng)用推理時(shí)延和成本，為人工智能技3.云邊端管理運(yùn)維向智能化自動(dòng)化演進(jìn)發(fā)展供應(yīng)用統(tǒng)一運(yùn)行環(huán)境、實(shí)現(xiàn)設(shè)