人民政協(xié)網(wǎng)北京12月10日電（記者 王碩）繼12月7日被成功發(fā)射，12月10日，搭載“天算星座”計算平臺的試驗衛(wèi)星“寶醞號”已在軌穩(wěn)定運行。這意味著華為云“云邊一體”方案正式在太空開展驗證。

“天算星座”先導(dǎo)技術(shù)試驗衛(wèi)星

“天算星座”計劃由北京郵電大學(xué)深圳研究生院與天儀研究院共同發(fā)起，通過對衛(wèi)星智能化、服務(wù)化、開放化設(shè)計，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用一體化的空天計算在軌試驗開放開源平臺，為推動我國6G網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

與過去的衛(wèi)星不同，作為首批合作共建單位，華為云將邊緣計算與衛(wèi)星計算平臺融合，使得衛(wèi)星在太空中可同時調(diào)用邊緣和中心云的資源并具備AI能力和多任務(wù)處理能力，意味著衛(wèi)星進(jìn)入“云原生時代”。測試數(shù)據(jù)表明，通過衛(wèi)星與地面站協(xié)同推理，衛(wèi)星計算精度提升了50%以上，回傳數(shù)據(jù)量可減少90%。

這個改變簡單可以理解成，當(dāng)衛(wèi)星有了華為云開源的云原生邊緣計算平臺KubeEdge之后，可以把衛(wèi)星的所有資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，在衛(wèi)星上構(gòu)建相關(guān)環(huán)境，像手機(jī)一樣裝上各種各樣的APP，有些用于用戶娛樂，有些用于科研實驗。此時，衛(wèi)星的智能性就會比傳統(tǒng)的衛(wèi)星更加突出，能力更強(qiáng)，作用更大。

具體來說：長久以來，衛(wèi)星應(yīng)用往往面臨著傳輸數(shù)據(jù)量大、應(yīng)急響應(yīng)時間長、升級困難三座大山。以衛(wèi)星在洪水防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域的應(yīng)用為例，過去，受限于衛(wèi)星上計算能力，無法直接分析高清圖像，衛(wèi)星需要將拍攝的高清圖像回傳到地面，在地面的數(shù)據(jù)中心中運用AI算法進(jìn)行云層檢測和水域分析。大量的無效圖像數(shù)據(jù)（例如云雪覆蓋超過50%、無水域地區(qū)等）的回傳一方面浪費了通信帶寬，另外一方面也增加了AI分析的工作量，造成應(yīng)急響應(yīng)時間的延長。

據(jù)統(tǒng)計，2020年后，全球在軌衛(wèi)星產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過衛(wèi)星通信所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，迫切需要星上在軌計算來減少冗余數(shù)據(jù)傳輸和鏈路壓力；同時，以遙感、應(yīng)急、災(zāi)害預(yù)警為代表的需求迫切需要通過在軌計算處理，提高響應(yīng)時間和預(yù)測精度。

如今，在云原生邊緣計算平臺的幫助下，衛(wèi)星可以先通過AI算法對圖片進(jìn)行預(yù)處理，只傳輸有效數(shù)據(jù)到地面數(shù)據(jù)中心，降低數(shù)據(jù)傳輸壓力。同時，聯(lián)動華為云高精度AI算法和華為云云搜索服務(wù)的大數(shù)據(jù)處理能力，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次計算，完成水域提取、歷史數(shù)據(jù)對比、監(jiān)測報告生成等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)時長從1天到1小時。此外，衛(wèi)星邊緣任務(wù)可按需更新，通過在軌AI推理，比較暴雨前后圖片，可發(fā)現(xiàn)山體坍塌風(fēng)險，提前發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患，并進(jìn)行預(yù)警。

“天算星座”首席科學(xué)家、北京郵電大學(xué)教授王尚廣介紹：KubeEdge及其邊緣AI子項目Sedna為天算星座提供統(tǒng)一的資源、應(yīng)用管理、分布式應(yīng)用協(xié)同能力和在軌AI推理能力，通過衛(wèi)星與地面站協(xié)同推理，實現(xiàn)了計算精度的提升。結(jié)合北郵開發(fā)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、基礎(chǔ)通信組件，可為空天實驗提供按需使用的計算能力，有效降低空天計算實驗門檻。

華為云首席技術(shù)官（CTO）張宇昕表示：“天算星座”計算平臺是業(yè)界首次在太空驗證云原生云邊一體，試驗衛(wèi)星的穩(wěn)定運行，意味著云原生廣闊的適用性。未來，依托于分布式云原生的優(yōu)勢，華為云將為空天計算領(lǐng)域帶來更多價值。

“天算星座”計劃示意圖

除提升計算資源的使用效率外，云原生邊緣計算平臺可以按需部署、升級應(yīng)用，提供全方位、可視化的應(yīng)用運維能力，降低應(yīng)用開發(fā)運維成本；可快速延伸公有云已有AI智能能力到衛(wèi)星，提升衛(wèi)星的計算能力；其可建立安全的數(shù)據(jù)通道，支持?jǐn)?shù)據(jù)加密傳輸，將保證數(shù)據(jù)安全。

王尚廣表示，華為云“云邊一體”方案在太空成功驗證后，方案將批量部署在“天算星座”一期的6顆衛(wèi)星中，預(yù)計2023年完成星座整體建設(shè)?！疤焖阈亲苯ǔ珊?，將在太空中形成協(xié)同計算網(wǎng)絡(luò)，未來有望更好地服務(wù)于應(yīng)急通訊、生態(tài)監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、城市建設(shè)等，也將作為全球衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)科技創(chuàng)新基地之一，應(yīng)對世界科技變革。

記者了解到，除了首次運用于衛(wèi)星任務(wù)，華為云云原生邊緣計算已廣泛應(yīng)用于政務(wù)、金融、交通等多個領(lǐng)域，幫助解決道路擁堵、辦公場地智能管理、施工精準(zhǔn)化等問題。

例如，自2020年1月1日零時起，全國29個聯(lián)網(wǎng)省份的487 個高速公路收費站已全部取消，取而代之的是路網(wǎng)中心投入使用的 ETC 龍門架系統(tǒng)。這套系統(tǒng)就是運用華為云邊緣計算邊緣協(xié)同解決方案，實現(xiàn)了27000套ETC門架系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，支撐全國14萬多公里高速公路“一張網(wǎng)”運行、“一盤棋”管理，使省界通行速度平均提升13%，高速收費業(yè)務(wù)效率提升10倍以上。