2023边缘计算市场调研报告.pdf
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1、 目 录 第 1 章 边缘计算发展概况.1 1.1 边缘计算的概念.1 1.2 边缘计算产业生态.2 1.3 边缘计算相关行业标准.3 1.4 边缘计算相关产业政策.5 第 2 章 边缘计算应用场景及案例.6 2.1 智慧城市领域.6 2.2 智能交通领域.9 2.3 石油化工领域.13 2.4 工业制造领域.15 2.5 智慧电力领域.21 2.6 长尾需求领域.27 第 3 章 边缘计算市场与产业链.33 3.1 边缘计算市场规模.33 3.2 边缘计算产业链图谱与分析.33 第 4 章 边缘计算发展趋势与挑战.42 4.1 边缘计算面临的挑战.42 4.2 边缘计算发展趋势.43 前 言
2、 边缘计算的兴起,源于产业数字化过程中对于计算、通信实时性、安全性的切实需求。国内无论是在建筑楼宇、工厂园区,还是交通城市等方面都有着丰富的应用场景,而这些场景也已经在各种内外因素推动下进行着数字化转型。市场决定需求,需求则是技术发展的最好动力。目前,中国主流企业已在边缘计算领域开展了全方位的工作,并取得了不错的成绩。但边缘计算被称为“人工智能的最后一公里”,还有许多问题需要解决,比如框架的选用、通讯设备和协议的规范、终端设备的标识、更低延迟的需求等。“十四五”规划中明确提出要“协同发展云服务与边缘计算服务”,国务院“十四五”数字经济发展规划同时指出要“加强面向特定场景的边缘计算能力”。我国云
3、计算进入惠普发展期,边缘计算需求激增,云边端一体化成为未来重要演进方向。产业界不断探索实现云边端统一资源管理的技术方案,其中之一便是通过边缘容器实现对边缘节点的统一管理,同时建立云原生 IoT 物模型,对接不同的物联网边缘平台。如今 IT 负载是由本地和云进行承载,伴随边缘计算的兴起,未来的算力布局将是现场主实时、边缘主加速、云端主集中的模式。得益于国家新基建的持续推进,数字经济规模的不断扩大,以及产业、科研、媒体等各界的共同努力,边缘计算市场将会充满发展机遇。1 IOTE 2024 国际物联网展 上海站 4 月 24-26 日|深圳站 8 月 28-30 日 展位预定:18676385933
4、 第1章 边缘计算发展概况 1.1 边缘计算的概念 边缘计算(Edge Computing)是指在靠近人、物或数据源头的一侧,采用融合存储、计算、网络接入、应用核心能力为一体的开放平台,就近为使用者提供服务。相比于集中部署的云计算服务,边缘计算解决了时延过长、汇聚流量大等问题,为实时性和带宽要求较高的业务提供更好的支持,具有如下特点。去中心化:去中心化:边缘计算的本质是让网络、计算、存储、应用从中心向边缘分发,以就近提供智能边缘服务。边缘计算可以让用户无论在任何时间、任何地点都可以自由地部署、存储、计算和控制。实时高效:实时高效:数据分析的多数任务在数据完整精度高的原始边缘数据源附近完成,可以
5、达到最好的模型计算准确性、更精准的分析及反馈。安全稳定:安全稳定:边缘计算一方面可以杜绝隐私数据泄露的问题,另一方面可以稳定快速响应客户,在无网络或不稳定连接的地点或时刻仍然可以给客户提供不中断无延误的良好体验。低成本:低成本:边缘计算将大量高频的机器信号数据及时在近端处理并决策,能节省大量的服务器、带宽、电量乃至物理空间等诸多成本,从而实现低成本化。2014 年,欧洲电信标准化协会(欧洲电信标准化协会(ETSI)在发布的Mobile Edge Computing:A Key Technology Towards 5G中指出,MEC 是在在距离用户移动终端最近的无线接入网内提供信息技术服务环境
6、以及云计算能力。2016 年,ETSI 把 MEC 的概念扩展为 Muti-access Edge Computing,意为“多接入边缘计算”。边缘计算产业联盟(边缘计算产业联盟(ECC)与工业互联网产业联盟认为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、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。Gartner 认为边缘计算描述了一种计算拓扑,在这种拓扑结构中,信息处理、内容采集和分发均被置于距离信息更近的源头处完成。尽管不同行业和组织对边缘计算的定义描述有差异,但都表达了一个共识:
7、边缘计算是在更靠近终边缘计算是在更靠近终端数据的网络边缘上提供与云计算类似的算力服务。端数据的网络边缘上提供与云计算类似的算力服务。这种共识的形成与行业的数字化转型相关,根据 IDC 的数据,2023 年会有 70%的企业需要处理物联网数据,2024 年全世界会有 380 亿物联网设备。通过对人、物、环境、过程等对象进行数字化而产生数据,以数据为生产要素,通过人工智能 2 IOTE 2024 国际物联网展 上海站 4 月 24-26 日|深圳站 8 月 28-30 日 展位预定:18676385933 为各个垂直行业创造经济价值和社会价值,进而进入智能化世界。1.2 边缘计算产业生态 边缘计算
8、目前处于爆发初期,产业链上的业务边界相对模糊。对于单个厂商而言,既需要考虑与业务场景的融合,又需要从技术层面具备适应业务场景变化的能力,同时还需要保证与硬件设备具有较高的兼容性,以及项目落地的工程能力。国内边缘计算产业生态矩阵,AIoT 星图研究院绘图 电信运营商电信运营商关注边网融合,例如,中国移动构建面向边缘计算 PaaS 服务 Sigma 平台,为开发者提供 170 余项 API,中国联通推出 CUC-MEC 边缘计算平台并设计 EdgePOD 一体化边缘解决方案,中国电信推出自研 MEC 平台,在各行业开展 5G+MEC 应用合作创新。而中国铁塔作为全球规模最大的通信铁塔基础设施服务提
9、供者,累计承建 5G 站址 170 余万座,自主研发边缘计算网关,结合客户业务场景灵活加载智能 AI 算法,实现本地智能处理和快速响应。云厂商将公有云服务延伸至边缘,通过 AI+IoT 能力无缝扩展至边缘设备。九州云深度参与了OpenStack Edge Group、StarlingX、Kubernetes、OpenNess 和 EdgeGallery 等边缘开源社区,推出了符合 3GPP 和 ETSI 规范的边缘全栈解决方案;百度发布 DuEdge 开源平台,并建立智能边缘计算框架 BAETYL,同时提供边缘计算+AI 能力;阿里云 2020 年启动首个边缘计算云原生开源项目OpenYurt
10、,深度挖掘“边缘计算+云原生落地实施”诉求,打造云网边端一体化的协同计算体系。垂直领域解决方案商垂直领域解决方案商专注于行业解决方案,深耕细分领域客户市场,例如,顺丰科技、菜鸟物流专精于物流快递领域,优特科技专注于电力市场,百度阿波罗专注于自动驾驶、车路协同,大疆作为全球无人机巨头,专注于无人机产品和市场。以新华三、联想集团等为代表的 ICT 厂商厂商,将基础软硬件及技术服务同边缘计算场景融合,实现软硬一体的边缘计算私有化部署,并力推云网融合,以满足各类行业智能化应用所急需的新型边缘侧 3 IOTE 2024 国际物联网展 上海站 4 月 24-26 日|深圳站 8 月 28-30 日 展位预
11、定:18676385933 高性能网络与计算资源。AI 创新企业创新企业利用自身对算法和场景的深刻理解,是边缘计算产业不可忽视的一股力量,自深度学习突破以来,AI 视觉进入规模化商业落地的发展阶段,迅速赋能安防、泛金融、零售、医疗、自动驾驶、泛工业及泛农业等场景。边缘计算开源项目方面边缘计算开源项目方面,云厂商开源了各自基于 Kubernetes 的边缘计算云原生项目,如华为云的KubeEdge,阿里云的 OpenYurt,腾讯云的 SuperEdge 等,Kubernetes 由于屏蔽了底层架构的差异性,可以帮助应用平滑地运行在不同的基础设施上。此外,2016 年 11 月,由华为、中科院沈
12、阳自动化所、中国信通院、英特尔、ARM 和软通动力联合倡议发起成立边缘计算产业联盟(Edge Computing Consortium,ECC),联盟横跨 OT、IT、CT多个领域,旨在搭建边缘计算产业合作平台,加速边缘计算在各行业的数字化创新和行业应用落地。1.3 边缘计算相关行业标准 当前,中国边缘计算标准体系相继建立,覆盖边缘设备、边缘软件及解决方案、边缘安全等层面,加速边缘计算技术创新与应用落地。此外,工业、电力、交通、智能家居等行业,逐渐出台针对边缘计算的相关技术标准。通用边缘计算标准 边缘设备边缘设备层层面面,传统服务器、网络、存储等硬件在边缘场景面临部署配置复杂、环境适应性较弱、
13、管理运维复杂等挑战,边缘一体机能力要求第 1 部分:轻量级边缘一体机对物理硬件、云端管理、边缘自治、边缘智能、安全等方面进行要求,规范厂商提供边缘一体机的软硬件能力,满足用户对数据处理实时、安全性、可靠性等方面的需要;边缘一体机能力要求第 2 部分:超融合边缘一体机对物理硬件、虚拟化、云端管理、边缘自治、边缘智能、安全等方面进行要求,满足用户对统一管理运维、云边协同、边缘智能等方面的需求。边缘软件边缘软件及及解决方案解决方案层层面面,面对节点分布广泛、网络复杂、资源异构、形态多样等挑战,边缘软件及解决方案提供统一开发和管 理能力,帮助用户构建边缘弹性敏捷应用。目前已出台边缘节点管理解决方案能力
14、要求 边缘容器技术要求 边缘智能通用技术要求 边缘中间件 第 1 部分:边缘流式数据处理等行业或团体标准。边缘安全边缘安全层面层面,国家标准信息安全技术边缘计算安全技术要求2023 年 5 月发布,将于 2023 年12 月 01 日实施,标准提出边缘计算安全模型,将边缘安全问题分解和细化,并分别从应用安全、网络安全、数据安全、基础设施安全、物理环境安全、运维安全、安全管理等方面提出具体的技术要求。4 IOTE 2024 国际物联网展 上海站 4 月 24-26 日|深圳站 8 月 28-30 日 展位预定:18676385933 行业领域边缘计算标准 公路行业公路行业,广东、浙江、江苏、四川
15、、重庆、山东、云南、甘肃等省市制定发布了相关的地方标准或建设指南等指导性文件,对智能高速的总体架构、应用场景和具体内容进行了规定,强调了 5G、北斗、云计算、高分遥感、人工智能等新一代信息技术在高速公路的应用场景。地方智能公路建设指南,资料来源:省、市交通厅官网 省份 时间 名称 浙江浙江 2020 年 3 月 智能高速公路建设指南(暂行)江苏江苏 2020 年 11 月 江苏省智能高速公路建设技术指南 江苏省普通国省道智慧公路建设技术指南 山东山东 2022 年 8 月 智能高速公路建设指南 宁夏宁夏 2021 年 2 月 宁夏公路网智能感知设施建设指南 云南云南 2022 年 1 月 云南
16、省智能高速公路建设指南(试行)(2022 版)北京北京 2022 年 1 月 智能高速公路建设指南(试行)甘肃甘肃 2022 年 4 月 甘肃省智能高速公路建设技术指南 上海上海 2022 年 9 月 上海市智慧高速公路建设技术导则 广东广东 2022 年 10 月 广东省智能高速公路建设指南(试行)工业领域,工业领域,工业互联网边缘计算总体架构与要求 工业互联网边缘计算 边缘云技术、要求及测试方法 工业互联网边缘计算 边缘节点模型与要求 边缘云等行业标准已实施。电力行业电力行业,当前国内已经立项面向电力行业的边缘计算总体架构与要求,正式启动电力行业边缘计算标准体系建设工作。智能家居智能家居行
17、业行业,行业标准移动互联网+智能家居系统 家庭边缘计算总体技术要求由中国移动、浪潮、郑州信大捷安、中国通信标准化协会等公司和组织共同起草,于 2023 年 5 月发布,2023 年8 月 1 日起实施。AIoT 星图研究院认为,围绕工业、电力、智能家居、公路等场景需求,产业界形成了初步的技术共识,在规范化、模型化和标准化方面已经形成了一定的研究基础,但是现有的标准工作碎片化、重叠化现象严重,已发布的标准要求与当前厂商的产品实现存在脱节等诸多问题,整体上看,边缘计算领域的标准工作仍然处于初级阶段。5 IOTE 2024 国际物联网展 上海站 4 月 24-26 日|深圳站 8 月 28-30 日
18、 展位预定:18676385933 1.4 边缘计算相关产业政策“十三五”时期,国家提出构建万物互联、融合创新、智能协同、安全可控的新一代信息技术产业体系,万物互联的需求推动边缘计算技术及产品的发展。“十四五”时期,各部门推出大量支持边缘计算技术、行业应用相关政策,边缘计算产业迎来前所未有的发展机遇。基于国家边缘计算相关政策和规划,各省市在工业互联网、数字经济发展等相关政策和规划中纷纷提出支持和鼓励边缘计算发展的政策与具体措施。边缘计算相关产业政策,资料来源:国务院及地方政府官网 时间 发布单位 政策文件 政策内容 2021年年3月月 全国人大 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划
19、和2035年远景目标纲要 推动传感器、网络切片、高精度定位等技术创新,协同发展云服务与边缘计算服务,培育车联网、医疗物联网、家居物联网产业。2021 年年 9 月月 工信部等 物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021-2023 年)加快多源海量数据计入的智能感知技术、物联网操作系统等关键技术攻关,加快边缘计算、数字孪生等技术研发与应用。2022 年年 1 月月 国务院“十四五”数字经济发展规划 加强特定场景的边缘计算能力,强化算力统筹和智能调度。2023年年2月月 国务院 数字中国建设整体布局规划 系统优化算力基础设施布局,促进东西部算力高效互补和协同联动,引导通用数据中心、超算中心、智能
20、计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局。2023年年4月月 上海市 经信委 上海市推进算力资源统一调度指导意见 引导根据应用场景,利用存量通信机房、变电站等设施按需灵活部署边缘数据中心。2023年年5月月 北京市政府 北京市加快建设具有全球影响力的人工智能创新策源地实施方案(2023-2025 年)面向边缘端应用场景的低功耗需求,研制多模态智能传感芯片、自主智能决策执行芯片、高能效边缘端异构智能芯片。2023年年5月月 深圳市 政府办公厅 深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案(2023一2024年)持续推动智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展。在市容巡查、环境卫生领域适度超前布局
21、市容巡查机器人、扫地机器人等应用。2023年年7月月 杭州市 政府办公厅 杭州市人民政府办公厅关于加快推进人工智能产业创新发展的实施意见 鼓励贴近应用场景布局高效边缘计算中心,满足视觉智能、自动驾驶、智慧金融、智能工厂等低时延高可靠业务应用需求。2023年年7月月 重庆市 经信委 重庆市以场景驱动人工智能产业高质量发展行动计划(2023-2025年)推动云边一体布局、算力自由调配的新型云计算和边缘计算平台发展,构建云网融合的新型算力设施。6 IOTE 2024 国际物联网展 上海站 4 月 24-26 日|深圳站 8 月 28-30 日 展位预定:18676385933 第2章 边缘计算应用场
22、景及案例 2.1 智慧城市领域 智慧城市是指运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。作为 ICT 技术赋能城市发展的一种新思路、新方案,智慧城市经过十多年年的发展,正在经历从功能阶段到性能阶段的关键转换期,局部的智慧城市建设取得一定成效,智慧城市急需从“局部智慧”到“整体智慧”,智慧城市的经济性和系统性正在从自发走向自觉。市容巡检场景 城市物业的综合巡查包括市容巡查、城市公共设备设施巡查、小散工程和零星作业安全巡查等服务,目前普遍采用人工巡查的模式,人工巡查模式存在耗时费力成本高、过程依赖个人、覆盖面和巡检频率不佳、质
23、量管控不严的问题。同时在巡查过程中记录了海量的数据,这些数据资源未转变成数据资产为业务赋能。万物云万物云(2602.HK)致力于打造产业级共享服务平台,基于空间物联技术及应用,为业主、客户和合作伙伴,创造更大更多元的价值。通过将 AI 技术应用于移动巡检场景,万物云创新打造了城市治理 AI 智能巡检车,该车采用物联网、云计算、AI 算法等技术,搭载高清摄像头、车载显示屏、AI 边端服务器等专业设备,结合“智慧系统+智能机器+员工辅助”的巡查机制,推动城市治理由人员密集型向机械智能化转变,由经验判断型向数据分析型转变,从被动应对型向主动发现型转变。万物云通过能源监控、能源统计、能源消费分析等方式
24、,让电力、燃气、热力、水等各种能源介质及资源消耗信息可视化,通过开展重点耗能设备和重点用能区域的识别与分析,帮助自身和客户及时了解和掌握科学精准的数据,挖掘节能潜力,目前该类水电节约工作已经在物业管理中付诸实践。万物云智慧巡检车载方案 7 IOTE 2024 国际物联网展 上海站 4 月 24-26 日|深圳站 8 月 28-30 日 展位预定:18676385933 2020 年,武汉江汉区引入了万物云首创的“物业城市”模式围绕城市管理、市政养护、物业管理等相关业务,进行一体化统筹运营。江汉区国资平台武汉金融街集团与万物云城合资成立武汉市江汉城市资源经营管理有限公司,万物云智能 AI 巡逻车
25、通过“机器+人”的协同机制,实现辖区全域智能运营,推进江汉区从城市“治理”向“智理”转变。该车配备 4 个高清摄像头并搭载全景云台,可以 360无死角转动,车内还配置有遥控手控器、车载显示屏和平板电脑,车后部装有“灵石”边缘服务器等专业设备。武汉江汉区万物云 AI 巡逻车 高空防抛物场景 城市高空抛物事件屡见不鲜、屡禁不止,一直以来备受关注,这种不文明行为所带来的社会危害巨大。该行为大多发生于高空楼层,事假持续时间短,目击者少,事后公安部门执法难度高、成本大。作为英特尔物联网解决方案聚合商,太一物联科技推出的空间守护者 G1 是一款专为高空抛物现象设计的边缘计算设备,致力于保护城市居民的安全。
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