智慧交通和智能網(wǎng)聯(lián)是邊緣計算應用的典型場(chǎng)景。在“云-邊-端”系統架構中，邊緣計算承載著(zhù)云側算力下沉及端側計算任務(wù)卸載的使命。本文分析了邊緣計算在智慧交通及智能網(wǎng)聯(lián)應用中面臨的挑戰及發(fā)展趨勢，研究了不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景下邊緣計算需要處理的主要內容，分析了邊緣計算在“云-邊-端”架構中的重要作用。

文章從可信接入的系統架構出發(fā)，分析了邊緣設備層的安全接入對系統安全性的影響，從而提出了針對工業(yè)可信接入的邊緣側可信網(wǎng)關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)，從可信網(wǎng)關(guān)的硬件、軟件和上位機等方面進(jìn)行設計，并針對可信系統中的安全識別技術(shù)進(jìn)行研究分析，以實(shí)現對待保護網(wǎng)絡(luò )的安全防護，達到工廠(chǎng)內網(wǎng)的信息安全隔離，實(shí)現可信的工業(yè)通信系統。

文章從可信接入的系統架構出發(fā)，分析了邊緣設備層的安全接入對系統安全性的影響，從而提出了針對工業(yè)可信接入的邊緣側可信網(wǎng)關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)，從可信網(wǎng)關(guān)的硬件、軟件和上位機等方面進(jìn)行設計，并針對可信系統中的安全識別技術(shù)進(jìn)行研究分析，以實(shí)現對待保護網(wǎng)絡(luò )的安全防護，達到工廠(chǎng)內網(wǎng)的信息安全隔離，實(shí)現可信的工業(yè)通信系統。

本文在油氣行業(yè)多層閉環(huán)管理系統的框架下，依托云端部署的大數據平臺軟件，基于油井生產(chǎn)整體優(yōu)化技術(shù)，介紹了邊緣計算相關(guān)方面算法和技術(shù)，重點(diǎn)闡述和分析了嵌有邊緣計算算法技術(shù)的智能RTU應用場(chǎng)景與實(shí)踐結果，并對實(shí)踐測試結果進(jìn)行了對比與總結。通過(guò)邊緣計算的應用，提升了油氣現場(chǎng)的工況診斷能力、功圖量液水平和合規檢測能力，進(jìn)而實(shí)現油田無(wú)人值守、降低安全風(fēng)險、降本增效。

2021年11月，工信部印發(fā)多份“十四五”發(fā)展規劃文件，明確提出面向 特定場(chǎng)景的“云邊協(xié)同”發(fā)展思路。目前，工業(yè)自動(dòng)化、無(wú)人駕駛等行業(yè)常采用 機載單體控制方式。據統計，目前國產(chǎn)操作系統達24種之多，并逐漸 產(chǎn)生了軟、硬件解耦的云操作系統，但仍然鮮有針對邊緣計算的解耦應用。隨著(zhù) 云計算的業(yè)務(wù)下沉，邊緣計算成為了靠近用戶(hù)和設備側的重要場(chǎng)景，促使異構計 算快速發(fā)展，容器技術(shù)得到了廣泛應用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是新一代信息通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的關(guān)鍵基礎設施，通過(guò)對人、機、物的全面聯(lián)接，構建覆蓋全生產(chǎn)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈的制造和服務(wù)體系，現階段采取以云平臺為基礎，其上疊加制造能力開(kāi)放、知識經(jīng)驗復用等功能的模式進(jìn)行部署。然而，網(wǎng)聯(lián)設備的急劇增加以及數據分散性、碎片化的特征導致以云為核心的平臺模式處理能力捉襟見(jiàn)肘，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺逐漸向云-邊-端一體化演進(jìn)。本文分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下先進(jìn)制造的共性特征和變革性需求，旨在探索如何構建滿(mǎn)足新特征、新需求的云-邊-端一體化平臺，并圍繞該問(wèn)題總結了發(fā)展未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺面臨的五方面關(guān)鍵技術(shù)，即高效尋址與協(xié)議轉換、多維資源算力度量、網(wǎng)算控協(xié)同優(yōu)化、實(shí)時(shí)邊緣操作系統以及平臺體系結構。在此基礎上，搭建了基于所提出云-邊-端一體化平臺的個(gè)性化定制裝配驗證平臺。

邊緣計算的廣泛應用讓我們能夠采用終端節點(diǎn)感知信息、分析信息進(jìn)而反饋到物理系統中，邊緣計算不同于云計算，是將計算行為放置于終端設備，依據計算結果實(shí)時(shí)做出進(jìn)一步的指令操作。本文首先闡述了邊緣計算的特性，并根據邊緣計算的邏輯架構分析了其可能面臨的安全威脅，最后給出了安全防御的建議。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算的推動(dòng)下，工業(yè)正進(jìn)入變革期。要打破工業(yè)系統長(cháng)期以來(lái)形成的壁壘，OT、CT與IT深度融合是亟需解決的挑戰。工業(yè)邊緣計算從終端智能化、網(wǎng)絡(luò )透明化與軟件虛擬化等三方面著(zhù)手，從而形成一套OICT高度整合的工業(yè)數字底座，配合工業(yè)云平臺，實(shí)現對工業(yè)現場(chǎng)設備賦能，完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與邊緣計算的閉環(huán)，將在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域實(shí)現革命性突破，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地奠定堅實(shí)的基礎。

就應用的普遍而言，當今工業(yè)自動(dòng)化是唯一一個(gè)仍然使用專(zhuān)用計算機、PLC和DCS控制系統，而不是在系統邊緣使用標準計算平臺進(jìn)行本地控制、優(yōu)化、分析和數據提煉的行業(yè)。

隨著(zhù)邊緣計算業(yè)務(wù)的逐步展開(kāi)，各類(lèi)行業(yè)用戶(hù)對于邊緣計算性能 的需求也日益明確，特別是在多個(gè)邊緣計算節點(diǎn)可選的情況下，用戶(hù)希 望能夠根據其位置到計算節點(diǎn)之間的時(shí)延以及用戶(hù)自身業(yè)務(wù)需求情況， 綜合選擇計算與網(wǎng)絡(luò )資源，即將算力資源與網(wǎng)絡(luò )資源融合后提供給上層 業(yè)務(wù)調用，也就是算網(wǎng)融合服務(wù)。為了實(shí)現此目標，需要解決算力度 量、算力感知、算力路由、算力交易以及算力編排等系列難題，因此算 力網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應運而生。本文概要性地介紹了邊緣計算推動(dòng)下的算網(wǎng)融合 趨勢、面臨的問(wèn)題與挑戰，以及由此而產(chǎn)生的算力網(wǎng)絡(luò )等新型技術(shù)。