為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展，2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，并發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設。

目前電力行業高度關注5G在電力行業的應用，復旦大學也在積極研究這個領域，通過產學研用助力5G+電力應用發展。

復旦大學多領域研究合作，助推行業發展

復旦大學依托多學科基礎研究的優勢，系統化、集成化開展跨學科多領域合作，開展了面向國家重大需求的前瞻性、關鍵性、創造性工程與應用技術研發。

復旦大學智聯網絡系統研究中心以智能計算、智能芯片、智能機器人及智聯網絡前沿技術與應用工程的交叉為突破點，聚焦新一代人工智能與移動通信網絡創新深度融合產生的萬物智聯（智聯網絡生態系統，Networking Systems of AI），變傳統集中式的人工智能為分布式的龐大智聯網絡體，形成自組織、自進化的實時智聯系統，借助移動通信的演進實現面向消費者、政府、企業的無處不在的智能服務，提供實時智能的顛覆式用戶體驗。

復旦大學智聯網絡系統研究中心針對5G商用等重大應用需求，立足智能計算的大交叉學科創新，融合通信網絡并面向應用系統開展生態共性技術研究。其中，復旦大學智聯網絡系統研究中心團隊在3GPP 5G和未來6G萬物智聯應用研究中提出未來城市智能終端基礎架構、連接方式等獲國際主流運營商和設備商認可；在物理信息多網絡融合技術中提出強化學習與對抗網絡學習等深度學習算法，網絡切片滿足3GPP定義的eMBB、uRLLC、mIoT及V2X多業務場景的客戶移動網絡需求；在《IEEE Trans. on Vehicular Technology》《IEEE Trans. on Wireless Communications》《Applied Energy》等能源、通信、安全領域權威刊物發表多篇具有原創性的高水平論文，積累了豐富的5G+AI原創性成果。

特別值得一提的是，復旦大學智聯網絡系統研究中心團隊近期圍繞5G的智能電網多業務、多網絡、多接入融合、配電網通信與計算資源需求和動態差異化特征研究。重點聚焦配電網廣義負荷的高效調度及安全控制，分場景提供超高帶寬、超高可靠性、超低時延等網絡質量可保障的5G融合網絡，提供不同業務的QoS保障和更大范圍的移動性，實現各個5G+智慧能源的精細化運營和個性化服務。同時構建資源動態配置的5G智能電網切片方案，面向點多面廣全程全域全覆蓋的配用電環節構建5G電力廣域專網，利用5G網絡切片靈活經濟、安全可靠的優勢，面向特定區域，研究設計5G電力局域（園區）專網切片，使能最后一公里移動化廣泛化接入需求。

此外，復旦大學智聯網絡系統研究中心團隊還開展了5G智能電網切片的端到端多量級的安全和隔離機制研究。通過5G基礎設施與智能電網的典型業務特征相結合，以網絡與設備為中心，以可視性與可控性為基本框架，充分利用切片定制、能力開放等打造與電網行業緊密融合的網絡架構，完成對5G行業應用網絡的安全性和隔離性的深層次加固，為電網提供了更健壯的業務安全、更嚴密的數據保護及更強的用戶數據保護。

堅實的國際標準體系基礎促進5G應用全面鋪開

2020年7月初國際標準組織3GPP宣布R16標準凍結，標志著5G第一個演進版本標準完成。R16實現了從能用到好用，圍繞“新能力拓展”“已有能力挖潛”和“運維降本增效”三方面，進一步增強了5G更好服務行業應用的能力，提高了5G的效率。3GPP R16的新需求不僅包括ITU IMT-2020（5G）所定義的eMBB、mMTC、uRLLC 3個典型應用場景，支持原有4G所有功能及場景，還包括對垂直行業的5G創新應用。垂直行業的參與對5G的成功至關重要，目前最重要的應用場景包括智慧能源、車聯網、智慧物流、智慧工廠、智慧醫療等。

智慧能源是5G創新應用的重要方向之一。2020年5月，3GPP在R18的需求研究SA1專業組聯合多家運營商、服務提供商、高校研究所成功立項了“5G智慧能源基礎設施”項目。意圖從5G的標準階段即考慮智慧能源的應用需求，構建更加符合智慧能源業務應用的5G網絡框架。這也為智慧能源領域應用5G新技術提供了最前沿的國際標準研究平臺，是無線通信與智慧能源的跨專業、跨學科合作的創新嘗試。

近年來，我國做出大力發展建設新型基礎設施的戰略布局規劃，新型基礎設施主要包括三方面內容：一是以5G、人工智能、數據中心等為代表的信息基礎設施；二是以智慧能源、智能交通等為代表的融合基礎設施；三是以產業技術創新設施、重大科技實驗室等為代表創新基礎設施。

此次3GPP在R18的需求研究SA1專業組推進的5G智慧能源基礎設施國際標準不僅對智慧能源應用5G提供了跨行業的標準規范，為其它領域的5G應用標準提供了標桿性的作用，更為基于“新基建”的5G應用的全面鋪開奠定了堅實的國際標準體系基礎。

產學研多方合作，推進5G智能電網應用

國家電網也做出了打造能源領域新型數字基礎設施，推動能源互聯網建設，服務能源轉型升級的戰略部署，確定了十大建設任務包括電力物聯網、能源互聯網5G應用和電力人工智能應用等重點方向。

2019年底，由國家自然科學基金委員會與國家電網共同設立的智能電網聯合基金圍繞能源互聯網的5G應用和關鍵技術的亟需解決的創新性問題和關鍵理論問題開展專題立項。2020年3月復旦大學智聯網絡系統研究中心團隊聯合中國電信、國家電網全球能源互聯網研究院、華北電力大學、上海電力大學研究機構等的行業專家，依照指南要求并結合智慧能源對5G的需求、3GPP R16定義的垂直行業的新需求提交了基于5G技術的智慧能源“廣義負荷智能認知及高效調控研究”項目。剖析了5G技術應用于智能電網領域已經成為電力行業“新基建”的趨勢和共識，5G通信系統所提供的確定性低延遲和網絡資源彈性配置為“更實時”的系統響應提供保障，結合分布式AI基于區域及場景數據構成更精確的可在線訓練智能模型，達到“更智能”的調度與控制。將廣義負荷終端特性融入5G智聯網絡系統，可充分體現更實時、更智能的系統特性，為新型廣義負荷網絡系統的智能調度優化與實時安全控制提供創新手段。同時針對電力行業對業務可用、安全可信、可管可控的需求，基于5G網絡三大原生能力，以及網絡切片、MEC多接入邊緣計算等創新技術，打造5G智慧電網行業解決方案，成為當前智能電網發展的重大機遇。

同時，南方電網與華為、中興通訊等單位也在大力推進5G智能電網應用“新基建”示范區建設，并從頂層設計、國際標準、關鍵技術、線網測試、工業驗證等方面開展了5G承載電網控制類業務測試，5G網絡切片功能驗證和切片管理平臺預研等工作。可以說智慧能源已經成為5G、人工智能等前沿技術的重點應用方向。

綜上，5G是構建電力物聯網云、管、邊、端智聯網絡系統的關鍵環節，是電網感知測控邊界向電源側、電網末端、客戶側和供應鏈的延伸，也是全面提升電網、設備、客戶的泛在互聯和全息感知能力連接的關鍵技術。5G的大速率、高可靠、低時延、廣連接、切片等技術優勢，將在輸變電智能運維、電網精準控制和能源互聯網創新業務應用等方面發揮關鍵作用。

在此基礎上，R18專項關注的智慧能源基礎設施是我國電力行業央企、三大運營商、復旦大學等高校與國際領軍企業聯手打造，將針對面向“新基建”的5G智慧能源應用形成全球亮點和國際標準，從而進一步引領該領域的全球技術革新與科技進步。

作者簡介

宋梁，加拿大國家工程院院士、復旦大學教授、中國特聘專家、多家上市公司首席科學家，兼任上海產業技術研究院首席專家、加拿大多倫多大學教授、上海浦東物聯網產業聯盟常務理事、上海5G云VR產業聯盟理事長等職務。

龐成鑫，2008年獲得法國國家研究中心博士，上海市特聘專家、上海市青年東方學者特聘教授、上海市浦江學者、國網電力科學院科技項目專家。龐成鑫分別在法國Bell實驗室、法國巴黎11大學IEF研究所、法國電信Orange-Labs研究所、法國巴黎11大學LCF研究所從事科研工作。
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