何正友，向悅萍，廖 凱，楊健維

（西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，四川省成都市 611756）

0 引言

近年來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，城市規(guī)模急劇擴(kuò)張，能源供應(yīng)日益緊缺，交通與通信需求逐年上升。交通系統(tǒng)作為重要能源負(fù)荷，與能源系統(tǒng)在用戶、能量、信息等層面產(chǎn)生了頻繁的交互與影響［1］。文獻(xiàn)［2］提出了能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)三網(wǎng)融合發(fā)展的理念，認(rèn)為三網(wǎng)融合是可持續(xù)發(fā)展的大勢(shì)所趨，是基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)［3］下，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)均肩負(fù)著綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要任務(wù)。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，推進(jìn)交通電氣化、智慧化是能源網(wǎng)與交通網(wǎng)綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵途徑，而發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)和智慧交通需要高度信息化技術(shù)的支撐。因此，能源-交通-信息一體化應(yīng)運(yùn)而生。

當(dāng)前，中國(guó)大力推動(dòng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為三網(wǎng)融合發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，注入了新的動(dòng)力。新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，面向高質(zhì)量發(fā)展需要［4］，促進(jìn)能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)與融合創(chuàng)新：①以特高壓為供能脈絡(luò)的能源網(wǎng)，為三網(wǎng)融合提供更強(qiáng)的能源供應(yīng)能力，促進(jìn)新能源外送與消納；②以城際高速鐵路及城市軌道交通為主的綜合立體交通網(wǎng)，為三網(wǎng)融合提供更高效的交通承載能力及運(yùn)輸能力；③以5G、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的信息網(wǎng)，為三網(wǎng)融合提供低延遲、高速率的信息通信能力，為三網(wǎng)深度連接、廣泛感知奠定基礎(chǔ)；④以新能源汽車(chē)充電樁為代表的能源交通融合基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)了交通電氣化，為三網(wǎng)融合提供了融合發(fā)展的初步應(yīng)用場(chǎng)景。顯然，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將會(huì)推動(dòng)能源與交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新，加速能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)融合發(fā)展的進(jìn)程，是三網(wǎng)融合發(fā)展的催化劑。

然而，三網(wǎng)融合發(fā)展勢(shì)必面臨諸多挑戰(zhàn)，除三網(wǎng)相關(guān)行業(yè)間存在明顯壁壘、商業(yè)模式與市場(chǎng)機(jī)制亟待更新外，在技術(shù)層面，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于三網(wǎng)融合運(yùn)行時(shí)，將會(huì)面臨以下理論研究方面的挑戰(zhàn)：融合系統(tǒng)高度復(fù)雜，數(shù)據(jù)多源、海量、高維、異構(gòu)，三網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間尺度不一致，用戶行為存在多重不確定性等。因此，亟須進(jìn)一步研究助力三網(wǎng)融合發(fā)展的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的三網(wǎng)深入融合、友好共享、智慧協(xié)同?；诖?，本文分析了能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)融合發(fā)展的需求和意義、形態(tài)與架構(gòu)，總結(jié)了構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，探討了三網(wǎng)融合分析的關(guān)鍵理論。

1 三網(wǎng)融合發(fā)展的必要性與可行性

本章圍繞三網(wǎng)融合發(fā)展的優(yōu)勢(shì)與需求，分析三網(wǎng)融合發(fā)展的必要性，并論述三網(wǎng)融合發(fā)展的途徑及可行性。

1.1 三網(wǎng)融合發(fā)展的優(yōu)勢(shì)及必要性

1.1.1 三網(wǎng)融合發(fā)展的優(yōu)勢(shì)

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。能源網(wǎng)是交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的動(dòng)力來(lái)源；交通網(wǎng)是能源網(wǎng)的重要負(fù)荷，是信息網(wǎng)的重要用戶；信息網(wǎng)是能源網(wǎng)和交通網(wǎng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的通信基礎(chǔ)。三網(wǎng)緊密相連、相互影響、相互支撐，共同服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生需求。然而，受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展階段所限，三網(wǎng)長(zhǎng)期處于各自發(fā)展的狀態(tài)。

當(dāng)前，中國(guó)正處于由經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)邁向高質(zhì)量發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折期。若能對(duì)三網(wǎng)融合發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，將可發(fā)揮三網(wǎng)各自最大潛力，顯著降低建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本，提高設(shè)施研發(fā)與建設(shè)的投入產(chǎn)出比，提高能源利用效率；促進(jìn)土地資源高效集約利用，提升資源配置效率，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)；刺激能源、交通、信息領(lǐng)域前沿技術(shù)融合創(chuàng)新，推動(dòng)跨學(xué)科技術(shù)突破與應(yīng)用；促進(jìn)能源、交通傳統(tǒng)行業(yè)新模式、新業(yè)態(tài)的形成，推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型與交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)，助力“碳達(dá)峰、碳中和”的實(shí)現(xiàn)，形成深度融合、智慧協(xié)同的局面，向社會(huì)提供更高效智能、綠色便捷的服務(wù)。

1.1.2 三網(wǎng)融合發(fā)展的必要性

目前，中國(guó)能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，資源匱乏、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)峻，石油、天然氣占一次能源消費(fèi)能源比重約27%，煤炭占一次能源消費(fèi)比重約58%［5］。加快綠色低碳轉(zhuǎn)型是中國(guó)能源發(fā)展的必然趨勢(shì)。在能源供給側(cè)，需加快可再生能源替代，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)［6］；在能源消費(fèi)側(cè)，需提高終端電氣化水平，促進(jìn)終端綠色、低碳、節(jié)能運(yùn)行。在加強(qiáng)電能替代進(jìn)程中，交通電氣化是能源消費(fèi)終端電氣化中的重要環(huán)節(jié)。在電氣化交通大規(guī)模普及的未來(lái)，如果不統(tǒng)籌考慮電氣化交通的運(yùn)行特性，城市電網(wǎng)將難以解決電氣化交通大規(guī)模接入帶來(lái)的一系列安全問(wèn)題。例如無(wú)視電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷的時(shí)空分布規(guī)律，任由其無(wú)序充電，將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)大量變壓器過(guò)載、電能質(zhì)量下降［7］等問(wèn)題，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，繼而影響電動(dòng)汽車(chē)的可靠供能，使安全隱患在電力、交通網(wǎng)間交互蔓延?；诖耍茉淳W(wǎng)建設(shè)，尤其是電網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)著重考慮未來(lái)大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)接入的影響與應(yīng)對(duì)措施，通過(guò)能源網(wǎng)與交通網(wǎng)的聯(lián)合規(guī)劃與協(xié)同運(yùn)行調(diào)度［8］，實(shí)現(xiàn)交通、能源的協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。另外，能源互聯(lián)網(wǎng)是助推能源轉(zhuǎn)型的重要途徑。然而，中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍處于起步階段，工程應(yīng)用仍以示范為主，尚未有效落地［9］。能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)依賴于先進(jìn)信息技術(shù)的深度應(yīng)用。目前，中國(guó)智能電網(wǎng)仍然存在終端覆蓋不足、通信不暢通、數(shù)據(jù)不貫通等問(wèn)題［10］，電力大數(shù)據(jù)在采集和應(yīng)用方面均有待進(jìn)一步提升。因此，推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)落地，急需突破大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣計(jì)算、5G通信等先進(jìn)信息技術(shù)在能源（電力）領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。

隨著城市交通需求激增，中國(guó)城市交通系統(tǒng)面臨愈漸嚴(yán)峻的環(huán)境污染、安全、擁堵等問(wèn)題。2021年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》［11］?！毒V要》提出到2035年，打造順暢高效、綠色集約、智能可靠的國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)，要求交通基礎(chǔ)設(shè)施綠色化建設(shè)比例達(dá)95%，數(shù)字化率達(dá)90%。因此，融合能源新技術(shù)推進(jìn)交通綠色化、電氣化進(jìn)程，結(jié)合先進(jìn)信息技術(shù)，科學(xué)布局新型智能交通基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā)建設(shè)，是交通網(wǎng)發(fā)展的既定路線。交通網(wǎng)的發(fā)展離不開(kāi)能源網(wǎng)的配套建設(shè)與綠色供應(yīng)，更離不開(kāi)信息技術(shù)的深度應(yīng)用。

在數(shù)字社會(huì)發(fā)展的歷史進(jìn)程中，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)作為保障民生需求的龐大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，擁有廣泛、海量的數(shù)據(jù)與信息，有不可估量的數(shù)據(jù)潛力及挖掘價(jià)值，可以為信息技術(shù)的更新迭代帶來(lái)全新且難以預(yù)料的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。

綜上所述，能源轉(zhuǎn)型需要交通網(wǎng)電氣化的支持，交通強(qiáng)國(guó)離不開(kāi)能源供應(yīng)升級(jí)。同時(shí)，只有將新一代信息技術(shù)深度應(yīng)用于能源、交通等傳統(tǒng)行業(yè)，廣泛互聯(lián)，融合創(chuàng)新，才能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，打造能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧交通等綠色產(chǎn)業(yè)。這使得能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)融合發(fā)展成為必然趨勢(shì)。

1.2 三網(wǎng)融合發(fā)展的途徑及可行性

隨著新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)部署的落實(shí)，以及信息技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧交通中的應(yīng)用深化，三網(wǎng)融合發(fā)展具有廣闊的發(fā)展途徑及良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

1.2.1 三網(wǎng)融合發(fā)展的途徑

近期，三網(wǎng)融合發(fā)展應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)數(shù)據(jù)共享、聯(lián)合規(guī)劃及協(xié)同運(yùn)行。首先，須打破行業(yè)壁壘，共享規(guī)劃方案、運(yùn)行數(shù)據(jù)等關(guān)鍵信息，使得能源、交通、信息部門(mén)間形成良好的協(xié)同?？紤]三網(wǎng)間供需關(guān)系，有預(yù)見(jiàn)性地進(jìn)行能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施及通道樞紐的聯(lián)合共建，促進(jìn)資源集約利用；通過(guò)小微智能傳感器、融合智能終端、應(yīng)用程序（APP）等的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)終端共享。考慮交通網(wǎng)實(shí)時(shí)負(fù)荷分布和需求，結(jié)合能源網(wǎng)實(shí)時(shí)負(fù)載情況及運(yùn)行工況，經(jīng)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)上行與指令下達(dá)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度及智能運(yùn)行控制。

遠(yuǎn)期，三網(wǎng)融合發(fā)展的目標(biāo)在于：系統(tǒng)可感知、可預(yù)測(cè)、可調(diào)控；用戶零碳綠色用能、通暢高效出行；社會(huì)智能高效、可持續(xù)發(fā)展。在信息技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)及控制技術(shù)的高速迭代下，推動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、上傳、識(shí)別、監(jiān)控與可視化展示，能源網(wǎng)與交通網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)均可經(jīng)由信息網(wǎng)被全面感知，三網(wǎng)廣泛互聯(lián)，數(shù)據(jù)全面采集、集中存儲(chǔ)與處理。未來(lái)，可再生能源成為能源供應(yīng)主力，趨于零邊際成本供應(yīng)電力；用戶隨時(shí)隨地獲取能源、自由交易；交通網(wǎng)、信息網(wǎng)用能清潔、服務(wù)綠色；三網(wǎng)零碳融合助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

1.2.2 三網(wǎng)融合發(fā)展的可行性

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)均是惠及民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，三網(wǎng)融合發(fā)展需要融合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及跨學(xué)科交叉的技術(shù)創(chuàng)新。

在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，目前中國(guó)能源、交通、信息的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)已基本建成，服務(wù)效率明顯提升，結(jié)合新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)部署，三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)展可觀。

1）以特高壓為供能脈絡(luò)的能源網(wǎng)。截至2021年1月，中國(guó)共有30條正在運(yùn)行的特高壓線路，9條正在建設(shè)的特高壓線路。

2）以城際高速鐵路與城市軌道交通為主干的綜合立體交通網(wǎng)。截至2020年底，中國(guó)鐵路營(yíng)運(yùn)里程為146.3 Mm，其中高鐵38 Mm，占比26%，電氣化率達(dá)72.8%［12］。內(nèi)地共有44個(gè)城市開(kāi)通了城市運(yùn)營(yíng)軌道交通線路233條，運(yùn)營(yíng)里程高達(dá)7 545.5 km，車(chē)站4 660座，上海、北京、成都、廣州營(yíng)運(yùn)里程均已超過(guò)500 km［13］。

3）以新能源汽車(chē)充電樁為代表的能源融合基礎(chǔ)設(shè)施。2020年全年，電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為46.2萬(wàn)臺(tái)。截至2020年底，中國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)達(dá)168.1萬(wàn)臺(tái)［14］。

4）以5G與大數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)的信息網(wǎng)。截至2020年底，中國(guó)移動(dòng)通信基站總數(shù)已達(dá)931萬(wàn)個(gè)，其中4G基站總數(shù)575萬(wàn)個(gè)，城鎮(zhèn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)深度覆蓋，5G基站逾71.8萬(wàn)個(gè)，基本覆蓋中國(guó)所有地級(jí)以上城市 及 重 點(diǎn) 縣 市，5G終 端 連 接 數(shù) 超 過(guò)2億［15］。隨 著5G技術(shù)的應(yīng)用推廣，數(shù)據(jù)資源將急速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2030年中國(guó)數(shù)據(jù)總量將高達(dá)4 YB［16］。作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新一代生產(chǎn)要素，海量數(shù)據(jù)資源的管理需要大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的支撐。截至2019年底，中國(guó)數(shù)據(jù)中心總量達(dá)到7.4萬(wàn)個(gè)，約占全球23%，數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模達(dá)到227萬(wàn)架，超大型、大型數(shù)據(jù)中心占比12.7%。

在技術(shù)創(chuàng)新方面，“能源＋交通”的電動(dòng)汽車(chē)及電氣化軌道交通日漸普及，氫動(dòng)力汽車(chē)［17］、氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車(chē)［18］等綠色運(yùn)輸工具的研發(fā)不斷創(chuàng) 新。同 時(shí)，隨 著5G技 術(shù) 的 成 熟［19］，以 及 物 聯(lián)網(wǎng)［20］、大數(shù)據(jù)［21-23］、云計(jì)算［24］等信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，“能源＋信息”融合的智能電網(wǎng)技術(shù)［25］、“交通＋信息”融合的車(chē)聯(lián)網(wǎng)［26］與自動(dòng)駕駛技術(shù)［27］、“能源＋交通＋信息”融合的“車(chē)-樁-路-網(wǎng)”協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)［28-29］等融合創(chuàng)新技術(shù)日漸成熟，為三網(wǎng)融合發(fā)展提供了技術(shù)支撐。

與此同時(shí)，三網(wǎng)融合也已在電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行了初步嘗試。電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的“能源＋交通”融合可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)充電站的優(yōu)化規(guī)劃［30-32］；“能源＋信息”融合可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)載狀態(tài)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)時(shí)充電電價(jià)以引導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)有序充電［33-34］；“交通＋信息”融合可實(shí)現(xiàn)交通實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)規(guī)劃出行路徑和充電方案［35-36］；“能源＋交通＋信息”融合［37］可兼顧能源網(wǎng)負(fù)荷分布、交通網(wǎng)路況及用戶需求，實(shí)現(xiàn)更多用戶在車(chē)載終端、手機(jī)APP等移動(dòng)設(shè)備的綜合充電服務(wù)，包括路況查詢、充電站空余查詢與預(yù)約、出行路徑規(guī)劃［38］、充電引導(dǎo)方案、計(jì)費(fèi)與結(jié)算等。電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是三網(wǎng)融合發(fā)展的初步探索、先導(dǎo)領(lǐng)域，未來(lái)與無(wú)線充電［39-42］、無(wú)人駕駛［43］等技術(shù)相結(jié)合，將進(jìn)一步提升用戶出行及充電體驗(yàn)。

綜上，三網(wǎng)融合發(fā)展具有良好的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基礎(chǔ)與創(chuàng)新技術(shù)支撐，并且在電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)領(lǐng)域已開(kāi)展了初步的探索與應(yīng)用?？梢?jiàn)，在如今新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大規(guī)模部署、技術(shù)快速更迭的時(shí)代發(fā)展背景下，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的融合發(fā)展具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)及廣闊的發(fā)展前景。

2 三網(wǎng)融合的形態(tài)與架構(gòu)

本章從發(fā)展形態(tài)、融合系統(tǒng)架構(gòu)、主要特征3個(gè)方面，對(duì)三網(wǎng)融合發(fā)展的形態(tài)與架構(gòu)進(jìn)行闡述。

2.1 三網(wǎng)融合形態(tài)

三網(wǎng)融合將獨(dú)立發(fā)展的3個(gè)網(wǎng)絡(luò)融合集成為協(xié)同服務(wù)社會(huì)的高級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。在新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推動(dòng)下，三網(wǎng)融合發(fā)展將建成5G基站、變電站、儲(chǔ)能站多站融合的城市三網(wǎng)融合基礎(chǔ)設(shè)施；建設(shè)光儲(chǔ)電站、電動(dòng)汽車(chē)充換電站、高速服務(wù)區(qū)融合的城際三網(wǎng)融合服務(wù)區(qū)；集成海上風(fēng)光機(jī)組、港口、通信基站等，形成沿海三網(wǎng)融合樞紐等，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)聯(lián)合共建、設(shè)備高度集成。同時(shí)，通過(guò)小微智能傳感器、融合智能終端、APP等的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，以5G、數(shù)據(jù)中心、人工智能、云計(jì)算等前沿信息技術(shù)為支撐，對(duì)三網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集、集中存儲(chǔ)與處理，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)終端互聯(lián)互通，推動(dòng)能源、交通各類(lèi)數(shù)據(jù)跨平臺(tái)共享，充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，為三網(wǎng)高效協(xié)同、供需靈活互動(dòng)提供數(shù)據(jù)支持。能源、交通、信息跨學(xué)科交叉、跨領(lǐng)域融合，加速前沿技術(shù)突破創(chuàng)新與應(yīng)用，推動(dòng)形成三網(wǎng)融合的創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)體系，打破能源、交通、信息間的行業(yè)壁壘?；谏鲜鲈O(shè)施、數(shù)據(jù)與技術(shù)的融合，三網(wǎng)融合系統(tǒng)可全面分析掌握用戶信息、習(xí)慣和意愿，精準(zhǔn)描繪用戶用能、出行、通信的需求畫(huà)像，為用戶提供更便捷、高效的服務(wù)，形成能源供應(yīng)、交通出行、信息反饋高效集成的服務(wù)新模式、產(chǎn)業(yè)新生態(tài)。

總結(jié)上述發(fā)展形態(tài)可知，三網(wǎng)融合發(fā)展將形成基礎(chǔ)設(shè)施集成、數(shù)據(jù)信息共享、技術(shù)融合創(chuàng)新、服務(wù)模式創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的格局，如圖1所示。設(shè)施融合是“骨骼”，為三網(wǎng)融合發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐；數(shù)據(jù)融合是“神經(jīng)”，是三網(wǎng)融合系統(tǒng)的信息傳遞通道；技術(shù)融合是“大腦”，為三網(wǎng)融合發(fā)展提供分析引導(dǎo)方法；服務(wù)融合在技術(shù)融合（“大腦”）的分析指導(dǎo)下，經(jīng)數(shù)據(jù)融合（“神經(jīng)”）的信息傳遞，依靠設(shè)施融合（“骨骼”）的支撐，完成一系列動(dòng)作。因此，服務(wù)融合是三網(wǎng)融合發(fā)展的“肌肉”。能源網(wǎng)是三網(wǎng)融合發(fā)展的“血液”，為三網(wǎng)融合運(yùn)行提供動(dòng)力。“骨骼”、“神經(jīng)”、“大腦”、“肌肉”和“血液”的配合，共同支撐融合系統(tǒng)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，刺激發(fā)展，服務(wù)社會(huì)。

圖1 三網(wǎng)融合發(fā)展形態(tài)Fig.1 Integrated development form of three networks

電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)由電網(wǎng)供電，同時(shí)電動(dòng)汽車(chē)作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元，可基于充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的雙向互動(dòng)，具有能源網(wǎng)屬性。同時(shí)，充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)向電動(dòng)汽車(chē)提供充電引導(dǎo)、停泊等功能，是現(xiàn)代交通網(wǎng)的重要網(wǎng)絡(luò)之一，具有交通網(wǎng)屬性。此外，電動(dòng)汽車(chē)含車(chē)載全球定位系統(tǒng)（GPS）等移動(dòng)信息終端，電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)終端與設(shè)備含通信、計(jì)算等功能，具有信息網(wǎng)屬性。

電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)及產(chǎn)業(yè)是典型的三網(wǎng)融合案例，其發(fā)展形態(tài)如圖2所示。

圖2 電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形態(tài)Fig.2 Charging service network of electric vehicles and industrial development form

停車(chē)位一對(duì)一建設(shè)充電終端，集成數(shù)據(jù)采集、通信、充放電控制及監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)能源、交通、信息的設(shè)施融合。結(jié)合智慧能源、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新融合技術(shù)，集中處理和分析充電終端數(shù)據(jù)，分析預(yù)測(cè)充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)在能源、交通層面的運(yùn)行態(tài)勢(shì)，優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)充電調(diào)度，實(shí)現(xiàn)能源、交通、信息的數(shù)據(jù)融合與技術(shù)融合。同時(shí)，集成車(chē)位狀態(tài)感知、充電狀態(tài)感知、停車(chē)計(jì)時(shí)/充電計(jì)費(fèi)、預(yù)約解鎖充電等功能，形成充電服務(wù)平臺(tái)，打通充電與出行需求的實(shí)現(xiàn)路徑，實(shí)現(xiàn)服務(wù)融合。當(dāng)前，相關(guān)電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)企業(yè)正推動(dòng)充電服務(wù)平臺(tái)研發(fā)，致力于構(gòu)建電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

三網(wǎng)融合系統(tǒng)的基本架構(gòu)由物理層、感知層、平臺(tái)層與應(yīng)用層組成，如圖3所示。

圖3 三網(wǎng)融合系統(tǒng)架構(gòu)Fig.3 Integrated system architecture of three networks

物理層由能源、交通、信息系統(tǒng)的一系列物理實(shí)體設(shè)施、用戶終端及融合設(shè)施組成，包括發(fā)電機(jī)組、電力線纜、氣/熱管道、儲(chǔ)能、交通設(shè)施、運(yùn)載工具，通信基站、數(shù)據(jù)中心、用戶用能、出行、通信終端等。

感知層由能源與交通網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集終端、傳感設(shè)備，以及信息網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)、分布式計(jì)算資源組成，用以采集及傳輸物理層運(yùn)行數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)并感知物理層運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。

平臺(tái)層基于感知層的數(shù)據(jù)采集，以數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化算法為核心，通過(guò)技術(shù)融合，形成分工不同的各類(lèi)管理運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，例如：基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析平臺(tái)、融合運(yùn)行調(diào)度平臺(tái)、融合交易監(jiān)管平臺(tái)等。平臺(tái)與平臺(tái)間制定可靠邊界與友好互動(dòng)協(xié)議，保障用戶隱私及信息安全。平臺(tái)層面向上層應(yīng)用提供安全可靠、高效便捷的軟硬件基礎(chǔ)，以及有效決策或調(diào)控方案。

應(yīng)用層是三網(wǎng)融合的價(jià)值集中體現(xiàn)。結(jié)合物理層的運(yùn)行狀態(tài)，匯集感知層的有效信息，基于平臺(tái)層的技術(shù)支持，面向用戶社群提供用能管理、出行引導(dǎo)、信息獲取等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理。

2.3 主要特征

總結(jié)三網(wǎng)融合發(fā)展形態(tài)可知，三網(wǎng)融合發(fā)展將呈現(xiàn)以下特征。

1）開(kāi)放互聯(lián)。能源、交通、信息設(shè)備與系統(tǒng)廣泛互聯(lián)，靈活接納多元用戶，支持各主體平等參與［44］，產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系開(kāi)放包容。

2）全面感知。廣泛分布在終端的小微智能傳感器實(shí)時(shí)采集海量運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)由5G基站等先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸，將海量數(shù)據(jù)上傳、識(shí)別與可視化展示，控制中心可全面感知能源網(wǎng)、交通網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)、線路及用戶終端，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)融合系統(tǒng)運(yùn)行工況及設(shè)備狀態(tài)［45］。

3）供需互動(dòng)。在物聯(lián)網(wǎng)框架下，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的大量用戶移動(dòng)設(shè)備將組成龐大的群智感知網(wǎng)絡(luò)；融合系統(tǒng)通過(guò)對(duì)用戶行為進(jìn)行分析動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)集中調(diào)度控制、各子單元分布自治、遠(yuǎn)程協(xié)作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)雙向交互［46］，供需互動(dòng)。

4）綠色低碳。三網(wǎng)融合發(fā)展促進(jìn)資源集約利用，提高能源利用效率［47］，能源供應(yīng)將以可再生能源為主力，交通基礎(chǔ)設(shè)施綠色化，信息網(wǎng)用能清潔、服務(wù)綠色，三網(wǎng)零碳融合，經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

3 構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

三網(wǎng)融合作為交叉學(xué)科、跨界融合的創(chuàng)新發(fā)展體系，其實(shí)質(zhì)是能源系統(tǒng)與交通系統(tǒng)作為供需雙方的協(xié)同規(guī)劃運(yùn)行體系，以及信息技術(shù)在能源與交通融合領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用突破。為支撐三網(wǎng)融合系統(tǒng)向社會(huì)提供更優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù)，需面向工程應(yīng)用需求，順應(yīng)三網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，逐步完善物理層、感知層、平臺(tái)層與應(yīng)用層的架構(gòu)及建設(shè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)廣泛連接、深度融合、全面感知、智能交互及協(xié)同運(yùn)行?；诖?，本章考慮三網(wǎng)融合發(fā)展的工程應(yīng)用需求和產(chǎn)業(yè)融合態(tài)勢(shì)，從物理層、感知層、平臺(tái)層與應(yīng)用層4個(gè)層面，分析歸納構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 物理層的關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)物理層的工程建設(shè)需求主要在于能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的聯(lián)合優(yōu)化規(guī)劃，其工程應(yīng)用需求主要在于維持三網(wǎng)設(shè)備終端健康運(yùn)轉(zhuǎn)、通道網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸?；诖?，本節(jié)歸納總結(jié)構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)物理層的關(guān)鍵技術(shù)如下。

1）計(jì)及已建網(wǎng)絡(luò)的三網(wǎng)聯(lián)合優(yōu)化規(guī)劃

現(xiàn)有能源網(wǎng)的規(guī)劃研究往往只考慮運(yùn)行約束和投資回報(bào)，并主要集中在綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃［48-49］、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)規(guī)劃［50-52］等領(lǐng)域，對(duì)象眾多、范圍廣泛。交通網(wǎng)的規(guī)劃主要集中在交通網(wǎng)絡(luò)的空間布局與配置［53-54］。信息網(wǎng)的規(guī)劃主要集中在無(wú)線網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與路由設(shè)計(jì)［55］。針對(duì)電力-交通耦合網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃研究大多集中于電動(dòng)汽車(chē)充電站規(guī)劃［56］、考慮電動(dòng)汽車(chē)的配電網(wǎng)及道路擴(kuò)建規(guī)劃［57-58］等方面。然而，現(xiàn)有規(guī)劃研究鮮有考慮不同發(fā)展階段的社會(huì)需求。

目前，中國(guó)能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施及傳輸通道已基本建成。已建網(wǎng)絡(luò)體量龐大，節(jié)點(diǎn)繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。三網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建與新建均須基于已建網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和已建設(shè)施的分布展開(kāi)。

三網(wǎng)聯(lián)合規(guī)劃應(yīng)首先分析區(qū)域已建網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域用能、出行、通信需求間的供需關(guān)系，分析區(qū)域發(fā)展規(guī)劃對(duì)融合系統(tǒng)擴(kuò)建和新建的需求。劃分能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)建設(shè)階段，結(jié)合政策指向，預(yù)測(cè)各建設(shè)階段能源網(wǎng)負(fù)荷、交通網(wǎng)交通量、信息網(wǎng)通信需求的時(shí)空分布，有預(yù)見(jiàn)性地進(jìn)行三網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的多階段、多尺度發(fā)展規(guī)劃。

針對(duì)復(fù)雜的已建網(wǎng)絡(luò)，可利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，按社團(tuán)結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)分類(lèi)結(jié)構(gòu)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)已建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)展開(kāi)分析，識(shí)別已建網(wǎng)絡(luò)脆弱分支［59］與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)；基于已建網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域的供需關(guān)系以及區(qū)域發(fā)展需求，考慮建設(shè)周期投資、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用成本，兼顧投資效益與用戶效用，針對(duì)社區(qū)級(jí)、城市級(jí)、廣域級(jí)等不同范圍的融合系統(tǒng)，分析其不同發(fā)展階段的演變規(guī)律，研究能源網(wǎng)-交通網(wǎng)-信息網(wǎng)多階段聯(lián)合優(yōu)化規(guī)劃方法。

另外，針對(duì)三網(wǎng)融合樞紐，在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上，研究多站融合規(guī)劃配置方法：站內(nèi)屋頂光伏面板，以及站內(nèi)閑置空間數(shù)據(jù)中心、5G基站、儲(chǔ)能的聯(lián)合規(guī)劃配置［60］。

2）三網(wǎng)連鎖故障分析與診斷

為保障三網(wǎng)融合系統(tǒng)物理層的安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，須關(guān)注三網(wǎng)設(shè)備終端的健康狀態(tài)，以及網(wǎng)絡(luò)故障的傳播。傳統(tǒng)電網(wǎng)連鎖故障常采用解析法、蒙特卡洛搜索法等對(duì)連鎖故障進(jìn)行仿真模擬，或引用事故鏈模型預(yù)測(cè)連鎖故障風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于電網(wǎng)-信息網(wǎng)耦合網(wǎng)絡(luò)，其連鎖故障傳播機(jī)理研究主要從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷動(dòng)態(tài)分配特性展開(kāi)。對(duì)于電網(wǎng)-交通耦合網(wǎng)絡(luò)，文獻(xiàn)［61］建立了多層網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效模型，以刻畫(huà)充電站故障擾動(dòng)在電網(wǎng)與交通網(wǎng)間的傳播過(guò)程。但兩網(wǎng)耦合的連鎖故障研究?jī)H為初步探索，尚未形成可靠的研究方法體系。

由于實(shí)際能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的復(fù)雜性，三網(wǎng)融合系統(tǒng)中的擾動(dòng)滲透和故障連鎖傳播的成因及發(fā)展過(guò)程復(fù)雜又多變。針對(duì)涵蓋能源、交通、信息多網(wǎng)特性的融合系統(tǒng)，傳統(tǒng)的連鎖故障分析方法應(yīng)用難度極大。近年來(lái)也有較多研究基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論［62-63］提出單一網(wǎng)絡(luò)或兩網(wǎng)耦合的連鎖故障模型。但針對(duì)能源-交通-信息融合系統(tǒng)的連鎖故障研究仍有待深入。

為此，須進(jìn)一步深入分析能源、交通、信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)與交互，建立更符合能源網(wǎng)-交通網(wǎng)-信息網(wǎng)融合實(shí)際情況的級(jí)聯(lián)故障模型。在傳統(tǒng)連鎖故障分析方法的基礎(chǔ)上，研究融合系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和主參數(shù)控制方法，分析控制方法的穩(wěn)定性和有效性，量化分析安全域、故障后安全時(shí)間，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行故障等效建模，提取其故障特征［64］，進(jìn)而提出故障診斷技術(shù)與故障特性分析方法。

另外，可基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，研究融合系統(tǒng)的同步性、魯棒性、穩(wěn)定性與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化動(dòng)力學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)及信息傳播學(xué)，分析不同能源子網(wǎng)絡(luò)、能源與交通網(wǎng)絡(luò)間隨機(jī)擾動(dòng)的滲透發(fā)展機(jī)理，揭示能源子網(wǎng)絡(luò)間、能源與交通網(wǎng)之間的連鎖故障傳播演化規(guī)律［65］。面對(duì)極端天氣、惡性災(zāi)害事件，研究災(zāi)害蔓延動(dòng)力學(xué)模型，以預(yù)測(cè)災(zāi)害影響及新的事故狀態(tài)，增強(qiáng)三網(wǎng)融合系統(tǒng)面對(duì)極端天氣、惡性災(zāi)害事件的分析預(yù)測(cè)能力。

3.2 感知層的關(guān)鍵技術(shù)

構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)感知層的工程建設(shè)需求主要集中在數(shù)據(jù)的廣泛采集與高速傳輸，其產(chǎn)業(yè)融合需求主要集中在數(shù)據(jù)的高效交互與有效分析。因此，三網(wǎng)融合系統(tǒng)感知層構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：先進(jìn)傳感及量測(cè)技術(shù)、新型通信傳輸架構(gòu)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)、大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。

1）先進(jìn)傳感及量測(cè)技術(shù)

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的終端分布點(diǎn)多面廣，穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集是三網(wǎng)融合系統(tǒng)全面感知、高效運(yùn)行的必備前提。然而，現(xiàn)有傳感器普遍成本較高、功耗較大，且抗干擾能力較弱［66］，難以滿足海量終端穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集要求。

為保障數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性、完整性、準(zhǔn)確性，需要突破現(xiàn)有傳感器技術(shù)，全面挖掘能源網(wǎng)、交通網(wǎng)中光、聲、熱、電、磁等多類(lèi)型特征量，研究新型傳感機(jī)理，開(kāi)發(fā)新型敏感材料［66］。須測(cè)試傳感器在多種復(fù)雜工況下的抗干擾能力，完善傳感器封裝工藝，提高其量測(cè)可靠性及使用壽命。并且集成量測(cè)、通信、邊緣計(jì)算等功能，研發(fā)小體積、低功耗、低延遲、高精度、微取能、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單的小微智能傳感器，實(shí)現(xiàn)傳感器的云邊協(xié)同，以滿足三網(wǎng)融合系統(tǒng)全面覆蓋的數(shù)據(jù)采集需求。

2）新型通信傳輸架構(gòu)

三網(wǎng)融合系統(tǒng)服務(wù)用戶眾多，運(yùn)行數(shù)據(jù)多源、海量、異構(gòu)。為保障融合系統(tǒng)及時(shí)感知設(shè)備狀態(tài)、順利實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，需要高速率、低延遲、隱私安全、兼容性強(qiáng)的通信架構(gòu)。

為此，須研究海量智能終端接入的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、5G及更先進(jìn)的蜂窩移動(dòng)通信與電力通信網(wǎng)的融合應(yīng)用技術(shù)，研發(fā)高速無(wú)線本地通信芯片，充分發(fā)揮5G等先進(jìn)通信技術(shù)在應(yīng)用中的效益，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合系統(tǒng)的廣泛深入連接。

3）數(shù)據(jù)統(tǒng)一交互標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前三網(wǎng)數(shù)據(jù)通信傳輸標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，行業(yè)間數(shù)據(jù)共享壁壘難以打破。能源網(wǎng)、交通網(wǎng)，甚至電、熱、氣等不同能源網(wǎng)均有各自使用的數(shù)據(jù)模型與通信標(biāo)準(zhǔn)，且不同網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)規(guī)范不同，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)雜亂不統(tǒng)一，無(wú)法有效共享、集中管理。另外，交通運(yùn)營(yíng)、能源供應(yīng)和信息管理部門(mén)、社會(huì)相關(guān)企業(yè)等溝通協(xié)作的達(dá)成周期長(zhǎng)、難度大，行業(yè)間數(shù)據(jù)共享壁壘難以打破。

因此，亟須制定行業(yè)權(quán)威的三網(wǎng)融合統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)，明確數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)質(zhì)量等要求［67］，建立融合系統(tǒng)各環(huán)節(jié)信息的信息管理與信息交互標(biāo)準(zhǔn)體系。對(duì)于現(xiàn)已投運(yùn)的系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)備，研制高效、便捷的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。

4）大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)均為巨型動(dòng)態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)，其規(guī)劃運(yùn)行將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)資源。同時(shí)，三網(wǎng)均有上億用戶，用戶出行、用能與通信等行為數(shù)據(jù)體量龐大。而海量數(shù)據(jù)資源是信息技術(shù)時(shí)代的新型生產(chǎn)要素，對(duì)海量數(shù)據(jù)資源進(jìn)行有效挖掘與分析，在融合系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估、預(yù)測(cè)及優(yōu)化調(diào)度控制中深入應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，是三網(wǎng)高效協(xié)同、深度融合、智慧交互的重要基礎(chǔ)。

為此，須基于人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算等前沿信息通信技術(shù)，研制基于能源系統(tǒng)運(yùn)行及消費(fèi)大數(shù)據(jù)［68］、交通運(yùn)行大數(shù)據(jù)［69］的知識(shí)圖譜和智能大數(shù)據(jù)集，為提高能源生產(chǎn)及消費(fèi)效率、提升交通出行便捷度及通暢度提供數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。研究圖像、文本、聲音等不同模式數(shù)據(jù)的多模動(dòng)態(tài)融合分析技術(shù)［70］。在融合系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、安全等各個(gè)領(lǐng)域深入應(yīng)用能源、交通大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以充分挖掘能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)及社群用戶的數(shù)據(jù)潛力，有效利用數(shù)據(jù)價(jià)值。

3.3 平臺(tái)層的關(guān)鍵技術(shù)

三網(wǎng)融合系統(tǒng)平臺(tái)層是應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，面向產(chǎn)業(yè)融合需求，為融合系統(tǒng)的運(yùn)行與服務(wù)提供算法支持、方案參考和軟件基礎(chǔ)，其核心是能源、交通、信息學(xué)科交叉的創(chuàng)新技術(shù)融合，主要包括三網(wǎng)聯(lián)合仿真、三網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行等。基于此，本節(jié)歸納總結(jié)構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)平臺(tái)層的關(guān)鍵技術(shù)如下。

1）多時(shí)間尺度聯(lián)合仿真技術(shù)

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)均為大規(guī)模的復(fù)雜非線性網(wǎng)絡(luò)，熱、氣等能源網(wǎng)絡(luò)以及交通網(wǎng)具有慢變特征，電網(wǎng)及信息網(wǎng)絡(luò)整體呈現(xiàn)快變特征，三網(wǎng)融合系統(tǒng)的時(shí)間尺度跨域較大，暫態(tài)、中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)等不同時(shí)間尺度過(guò)程相互穿插、交織，對(duì)三網(wǎng)融合的仿真分析提出了極為嚴(yán)苛的要求，傳統(tǒng)的分析方法與仿真技術(shù)難以適用。

基于廣義的網(wǎng)絡(luò)流建模與分析的方法，對(duì)三網(wǎng)融合系統(tǒng)進(jìn)行多時(shí)空尺度耦合的狀態(tài)估計(jì)、穩(wěn)態(tài)計(jì)算、動(dòng)態(tài)分析理論，形成三網(wǎng)融合系統(tǒng)多時(shí)間/空間尺度耦合的理論建模與分析計(jì)算體系?？紤]能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)不同響應(yīng)時(shí)間，結(jié)合云計(jì)算等先進(jìn)信息技術(shù)，建立從局部暫態(tài)、中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)到全局穩(wěn)態(tài)的全過(guò)程多時(shí)間尺度仿真，從而實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合系統(tǒng)的多時(shí)空尺度交互分析與仿真，為研究多時(shí)空尺度下能源、交通、信息協(xié)同運(yùn)行控制方法提供可靠的理論支撐及仿真技術(shù)基礎(chǔ)。

2）多時(shí)空協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)

目前，能源網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行控制主要通過(guò)調(diào)度可控設(shè)備，在保障出力與負(fù)荷的實(shí)時(shí)平衡基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備出力或用能策略，實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行。交通網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行控制主要通過(guò)紅綠燈控制、列車(chē)時(shí)刻表優(yōu)化或路徑引導(dǎo)等方式，實(shí)現(xiàn)更通暢的運(yùn)行。能源-交通耦合網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化運(yùn)行控制研究通常以電動(dòng)汽車(chē)作為耦合關(guān)鍵，基于充電價(jià)格及道路通行、擁堵費(fèi)用策略優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)耦合網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化運(yùn)行。

而由于能源、交通、信息網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間的差異，三網(wǎng)融合系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制需考慮不同時(shí)間斷面。因此，可結(jié)合多時(shí)間尺度下的三網(wǎng)交互關(guān)系，分析融合系統(tǒng)不同時(shí)間尺度下能源負(fù)荷、交通流量的空間分布，對(duì)融合系統(tǒng)進(jìn)行多時(shí)空的供需預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)能源網(wǎng)實(shí)時(shí)負(fù)荷和新能源機(jī)組出力、交通網(wǎng)實(shí)時(shí)負(fù)荷分布和需求；基于能源、交通運(yùn)行大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與分析，評(píng)估終端設(shè)備健康狀態(tài)，結(jié)合多時(shí)間尺度耦合的三網(wǎng)融合系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、穩(wěn)態(tài)計(jì)算、動(dòng)態(tài)分析理論體系，分析能源網(wǎng)實(shí)時(shí)負(fù)載情況及運(yùn)行工況，評(píng)估融合系統(tǒng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)；在全面感知分析與供需預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，計(jì)算評(píng)估各類(lèi)靈活性資源的調(diào)度潛力，研究融合系統(tǒng)需求側(cè)管理技術(shù)；考慮多元、多端用戶的多重不確定性，以提高經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性等為目標(biāo)展開(kāi)協(xié)同優(yōu)化調(diào)控，研究融合系統(tǒng)魯棒隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度方法［71］；基于用戶心理分析及行為預(yù)測(cè)，研究能源-交通協(xié)同的多時(shí)空優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度策略，經(jīng)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)上行與指令下達(dá)、控制中心計(jì)算調(diào)度、分布式管理中心分發(fā)指令、終端響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度控制、分布自治的多層級(jí)智能運(yùn)行控制［72］。

3.4 應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)

考慮三網(wǎng)融合系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，其應(yīng)用層應(yīng)以用戶為中心，考慮三網(wǎng)不同用戶社群需求，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，對(duì)用戶行為進(jìn)行科學(xué)分析與有效引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)的雙向友好交互。

當(dāng)前，已有研究多針對(duì)單一網(wǎng)絡(luò)和耦合網(wǎng)絡(luò)的用戶展開(kāi)行為分析與引導(dǎo)研究，并基于馬爾可夫決策過(guò)程、概率統(tǒng)計(jì)學(xué)與蒙特卡洛模擬等方法，刻畫(huà)用戶決策行為，反映用戶群體特征，模擬用戶用能、出行、通信等需求分布，常采用價(jià)格激勵(lì)手段引導(dǎo)用戶行為［73-74］。也有部分研究運(yùn)用后悔理論等心理學(xué)模型［75-76］，刻畫(huà)用戶選擇過(guò)程。盡管現(xiàn)有研究對(duì)用戶行為分析和引導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行了探索，但仍難以反映現(xiàn)實(shí)中多元、海量用戶不確定性對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，其實(shí)際應(yīng)用效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

在信息技術(shù)發(fā)達(dá)、數(shù)據(jù)資源海量的當(dāng)下，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)信息技術(shù)，將更能貼近實(shí)際地對(duì)多元社會(huì)化行為進(jìn)行分析。因此，可借鑒社會(huì)能源互聯(lián)網(wǎng)的思想［77］，從行為經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)等角度，建立行為特征數(shù)據(jù)庫(kù)；基于用戶行為數(shù)據(jù)深度挖掘用戶社群的交通出行、用能行為及決策特征，合理分析與預(yù)測(cè)社群普遍行為規(guī)律，以及用能、出行行為的時(shí)空分布特性［78］；結(jié)合供需雙向交互信息，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，預(yù)測(cè)用戶行為并決策；結(jié)合融合系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所采集的海量用戶數(shù)據(jù)，刻畫(huà)用戶受天氣、環(huán)境、價(jià)格、社會(huì)動(dòng)態(tài)等信息影響所產(chǎn)生的行為不確定性，描繪用戶受到信息和價(jià)格激勵(lì)的行為響應(yīng)特征，從而揭示多元社會(huì)化行為不確定性對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的影響機(jī)理。

基于用戶行為不確定性的特征描繪與分析，建立用戶對(duì)信息激勵(lì)/價(jià)格引導(dǎo)的響應(yīng)行為模型［79］，充分利用目標(biāo)社群的關(guān)鍵特征，設(shè)計(jì)科學(xué)有效的信息激勵(lì)措施，將融合系統(tǒng)中的靈活調(diào)度資源與用戶行為進(jìn)行良好協(xié)同，研究三網(wǎng)融合系統(tǒng)的用戶激勵(lì)引導(dǎo)優(yōu)化方案，以便及時(shí)調(diào)整優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度策略，統(tǒng)籌能源網(wǎng)的實(shí)時(shí)供需平衡以及交通網(wǎng)的最優(yōu)分布。

4 三網(wǎng)融合分析的關(guān)鍵理論

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)所涉時(shí)空范圍極廣，所含用戶節(jié)點(diǎn)眾多，三網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和機(jī)制更加錯(cuò)綜復(fù)雜，單一網(wǎng)絡(luò)的高效穩(wěn)定運(yùn)行尚且有諸多待解決的問(wèn)題，融合系統(tǒng)則面臨更顯著的復(fù)雜性及更多重的不確定性。本章將從三網(wǎng)融合系統(tǒng)架構(gòu)的物理層、感知層、平臺(tái)層、應(yīng)用層，對(duì)三網(wǎng)融合分析所面臨的學(xué)術(shù)挑戰(zhàn)和關(guān)鍵理論進(jìn)行闡述。

1）在物理層，聯(lián)合規(guī)劃需考慮已建網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，且融合系統(tǒng)作為超大規(guī)模的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其局部擾動(dòng)將可能在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中蔓延、傳播，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。聯(lián)合規(guī)劃與故障分析的挑戰(zhàn)均在于融合系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模。

2）在感知層，三網(wǎng)融合系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)海量、廣泛、高維、異構(gòu)。三網(wǎng)融合系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用是跨學(xué)科的、高度復(fù)雜的創(chuàng)新融合技術(shù)，其關(guān)鍵難點(diǎn)在于海量、高維、異構(gòu)數(shù)據(jù)的有效處理與挖掘。

3）在平臺(tái)層，三網(wǎng)融合將能源、交通、信息從獨(dú)立分割運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變?yōu)楣蚕砘?dòng)協(xié)同模式，這種轉(zhuǎn)變需要兼顧三網(wǎng)的不同運(yùn)行特性，尤其是不一致的時(shí)間尺度，而三網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間尺度差異較大。同時(shí)，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)的輻射范圍極廣，均具有不同的空間分布特征。三網(wǎng)的多時(shí)空特性顯著增加了融合系統(tǒng)聯(lián)合仿真與協(xié)同運(yùn)行的難度。

4）在應(yīng)用層，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)均面向用戶需求，提供相應(yīng)服務(wù)，對(duì)用戶決策給予相應(yīng)反饋。而三網(wǎng)用戶特性不一，且每個(gè)用戶均具有用能、出行及通信的需求，用戶面對(duì)能源、交通及信息網(wǎng)的決策存在相互影響，顯著加劇了用戶行為特性分析、用戶行為引導(dǎo)的難度。

基于上述分析，本章結(jié)合構(gòu)建三網(wǎng)融合系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，分析歸納了三網(wǎng)融合分析的關(guān)鍵理論，其與關(guān)鍵技術(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖4所示。

圖4 三網(wǎng)融合發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)及關(guān)鍵理論Fig.4 Key technologies and theories for integrated development of three networks

4.1 能源-交通-信息網(wǎng)交織構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模及擾動(dòng)傳播分析

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)均可以網(wǎng)絡(luò)流的形式表征運(yùn)行態(tài)勢(shì)，且均具有自組織、自相似、吸引子、小世界等典型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征。三網(wǎng)融合系統(tǒng)的擴(kuò)建和新建須基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。而三網(wǎng)已建網(wǎng)絡(luò)體量龐大，時(shí)空分布廣泛，社團(tuán)結(jié)構(gòu)繁多，節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)間連接多樣，具有多重復(fù)雜性。要實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)聯(lián)合優(yōu)化規(guī)劃，須對(duì)現(xiàn)有能源-交通-信息網(wǎng)交織構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模分析。因此，建立統(tǒng)一的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?，以有效表征已建網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，建立三網(wǎng)交織的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲莼Ｐ?，為融合系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃提供模型參考。

同時(shí)，受環(huán)境、政策及各利益主體行為決策等多方影響，三網(wǎng)通常面臨諸多不確定性。這些不確定性所帶來(lái)的局部擾動(dòng)可經(jīng)由復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)傳播演變至全網(wǎng)性安全事故，例如能源網(wǎng)中的連鎖故障、交通網(wǎng)中的相繼阻塞、信息網(wǎng)中的病毒傳播等。而三網(wǎng)融合后，任一系統(tǒng)中的異常、擾動(dòng)、故障，均可經(jīng)由能量流、交通流、信息流波及其他系統(tǒng)，甚至可能引發(fā)整個(gè)融合系統(tǒng)的失穩(wěn)、失效乃至癱瘓。例如：某一能源網(wǎng)的擾動(dòng)傳遞至其他能源網(wǎng)，導(dǎo)致能源網(wǎng)大范圍的停電或崩潰；能源網(wǎng)故障向交通網(wǎng)傳導(dǎo)，加劇能源網(wǎng)故障造成的社會(huì)影響；同時(shí)，交通負(fù)荷接入能源網(wǎng)所帶來(lái)的擾動(dòng)會(huì)影響能源網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。大規(guī)模無(wú)序充電負(fù)荷接入電網(wǎng)，將會(huì)引發(fā)諸如負(fù)荷峰谷差加大、電能質(zhì)量下降、網(wǎng)損增大等多方面問(wèn)題［80］。另外，能源或交通網(wǎng)的物理設(shè)施受到信息網(wǎng)絡(luò)攻擊，也會(huì)導(dǎo)致大面積停電及交通癱瘓。

通常，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的擾動(dòng)傳播受網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆绊戯@著，并且，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與系統(tǒng)運(yùn)行功能及性能緊密相關(guān)。因此，建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ鸵杂行П碚魅诤蠌?fù)雜網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行性能，分析三網(wǎng)融合系統(tǒng)擾動(dòng)傳播機(jī)理，研究能源-交通-信息融合系統(tǒng)傳播動(dòng)力學(xué)及演化機(jī)制，從而發(fā)現(xiàn)傳播過(guò)程的薄弱環(huán)節(jié)，預(yù)測(cè)擾動(dòng)可能引起的事故，實(shí)現(xiàn)及時(shí)規(guī)避和控制，對(duì)融合系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

4.2 多源、海量、高維、異構(gòu)的數(shù)據(jù)處理與挖掘

能源網(wǎng)包括電網(wǎng)、熱網(wǎng)、氣網(wǎng)等多種形式能源網(wǎng)絡(luò)；交通網(wǎng)包括公路、鐵路、水路、航空等多種交通形式；信息網(wǎng)包括光纖、ZigBee、藍(lán)牙等多類(lèi)通信方式。融合系統(tǒng)龐大且復(fù)雜，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)類(lèi)型參數(shù)各異、時(shí)間尺度不同、時(shí)空不統(tǒng)一。融合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)多源、海量、高維且異構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、處理與挖掘的難度極大。

因此，在多源海量大數(shù)據(jù)中建立相關(guān)分析［81］，發(fā)現(xiàn)并提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)信息，挖掘高維異構(gòu)數(shù)據(jù)內(nèi)部隱藏的聚簇結(jié)構(gòu)，通過(guò)高階異構(gòu)數(shù)據(jù)聯(lián)合聚類(lèi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降維，以解決多源、海量、高維、異構(gòu)數(shù)據(jù)分析處理的難題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源、交通大數(shù)據(jù)的充分挖掘與有效利用。這是三網(wǎng)在數(shù)據(jù)融合方面須攻克的關(guān)鍵理論問(wèn)題。

4.3 隨機(jī)型交通潮汐與能源網(wǎng)多時(shí)空尺度交互機(jī)理分析

由于人們的日常生活工作具有明顯的時(shí)空分布規(guī)律，因此，交通流量的時(shí)空分布具有明顯的周期性，交通流量的早高峰、晚高峰與潮汐現(xiàn)象有著相似特性。另外，交通流量時(shí)空分布與城市文化、天氣、時(shí)節(jié)、社會(huì)活動(dòng)等因素緊密相關(guān)，易受到人、社群決策與行為的直接影響，具有一定的隨機(jī)性。隨機(jī)且可移動(dòng)的交通用能負(fù)荷在時(shí)空分布上疊加到供能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)負(fù)荷，將會(huì)引起能量流時(shí)空分布的明顯改變。同時(shí)，供能網(wǎng)絡(luò)的分布與配置將直接影響交通流的時(shí)空分布，其運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)對(duì)交通流的時(shí)空分布產(chǎn)生直接影響。綜上，交通網(wǎng)與能源網(wǎng)間的交互具有復(fù)雜的時(shí)空疊加特性。

然而，能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間尺度不一致。信息網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸極快，時(shí)間尺度極短；能源網(wǎng)中，電網(wǎng)供用兩端實(shí)時(shí)平衡，調(diào)度控制響應(yīng)常以毫秒、秒級(jí)計(jì)算，時(shí)間尺度短；交通網(wǎng)擁堵、通暢狀態(tài)的變化過(guò)程一般以分鐘、小時(shí)級(jí)計(jì)算，時(shí)間尺度長(zhǎng)。信息網(wǎng)作為能源網(wǎng)與交通網(wǎng)數(shù)據(jù)交互的通信基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)傳輸速率越快越好，相比于能源網(wǎng)與交通網(wǎng)，其時(shí)間尺度短到可以忽略不計(jì)。而能源網(wǎng)與交通網(wǎng)時(shí)間尺度的差異顯著增加了兩網(wǎng)交互關(guān)系分析，以及協(xié)同運(yùn)行調(diào)度的難度。

因此，借助感知層的態(tài)勢(shì)估計(jì)與預(yù)測(cè)，針對(duì)能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)多時(shí)空交互的現(xiàn)象展開(kāi)具體分析，研究接入城市電網(wǎng)的電氣化交通網(wǎng)的電力電子特性對(duì)城市電網(wǎng)的影響機(jī)理，研究能源網(wǎng)潮流的時(shí)空分布對(duì)交通網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響機(jī)理，揭示能源、交通多時(shí)空耦合的交互關(guān)系，是攻克三網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)的重要前提。

4.4 多重不確定性的多元社會(huì)化行為分析

能源網(wǎng)向社會(huì)供應(yīng)電、氣、熱等不同形式能源，交通網(wǎng)滿足社會(huì)用戶海、陸、空等多種形式的出行，信息網(wǎng)向社會(huì)提供有線、無(wú)線等多類(lèi)通信服務(wù)，融合系統(tǒng)涉及不同形式的需求與服務(wù)，存在海量、多元的社會(huì)主體。其中，社會(huì)主體包括個(gè)體和企業(yè)用戶等消費(fèi)者、能源供應(yīng)商、交通運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)商、信息服務(wù)運(yùn)營(yíng)商、制造型和服務(wù)型社會(huì)企業(yè)，以及監(jiān)管、調(diào)度等行政機(jī)構(gòu)。人、企業(yè)、機(jī)構(gòu)進(jìn)行互動(dòng)形成社會(huì)網(wǎng)絡(luò)。海量、多元的社會(huì)主體，以及不同形式的需求與服務(wù)背后是復(fù)雜的社會(huì)化行為。

用能、出行、通信是人類(lèi)生產(chǎn)生活的核心需求，社會(huì)主體具有能源、交通、信息等多重屬性，其多元社會(huì)化行為易受到環(huán)境、價(jià)格、社會(huì)動(dòng)態(tài)等影響，具有較強(qiáng)的不確定性，直接影響能源消耗、交通分布及信息交互情況，對(duì)融合系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)影響顯著。同時(shí)，由于社會(huì)主體普遍具有有限理性與利益追求的特征，因此可充分利用目標(biāo)社群的關(guān)鍵特征，設(shè)計(jì)科學(xué)有效的信息激勵(lì)措施，實(shí)現(xiàn)融合系統(tǒng)與社群的友好交互，將融合系統(tǒng)中的靈活調(diào)度資源與用戶行為進(jìn)行良好協(xié)同。

因此，如何分析社會(huì)主體多元社會(huì)化行為的多重不確定性對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行的影響，同時(shí)協(xié)調(diào)上述利益主體，實(shí)現(xiàn)“以人為本”的三網(wǎng)融合系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，是三網(wǎng)服務(wù)融合及產(chǎn)業(yè)融合的關(guān)鍵。

5 結(jié)語(yǔ)

能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，三網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)的獨(dú)立建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理，存在投入產(chǎn)出比低、資源浪費(fèi)的短板。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，這一短板還將更加突出。三網(wǎng)融合發(fā)展可顯著降低建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本，促進(jìn)土地資源高效集約利用；推動(dòng)能源、交通等傳統(tǒng)行業(yè)形成新業(yè)態(tài)、新模式；形成深度融合、智慧協(xié)同的局面，與能源轉(zhuǎn)型、交通強(qiáng)國(guó)協(xié)同增效，向社會(huì)提供更友好便捷的能源供應(yīng)服務(wù)、交通出行服務(wù)和信息服務(wù)。

在當(dāng)前“碳達(dá)峰、碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)下，三網(wǎng)融合發(fā)展可加快推進(jìn)清潔能源替代，有效推動(dòng)交通網(wǎng)電能替代，促進(jìn)先進(jìn)信息技術(shù)賦能能源與交通，提升三網(wǎng)融合運(yùn)行決策效率，優(yōu)化決策流程，實(shí)現(xiàn)資源共享、復(fù)用。可見(jiàn)，三網(wǎng)融合不僅可實(shí)現(xiàn)有效的資源統(tǒng)籌，提高資源利用效率，還能在能源生產(chǎn)層面加速脫碳，在能源消費(fèi)層面加速減排，促進(jìn)跨部門(mén)協(xié)調(diào)、跨領(lǐng)域合作，促進(jìn)學(xué)科交叉、技術(shù)融合創(chuàng)新，共同推動(dòng)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下的技術(shù)融合創(chuàng)新與成果推廣應(yīng)用。