薛心怡 ，周 杰

（1.貴州大學馬克思主義學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州大學圖書館，貴州 貴陽 550025）

數(shù)字鄉(xiāng)村建設是鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略方向，也是推進數(shù)字中國建設的重要內容。如何發(fā)揮信息化的驅動作用，利用數(shù)字技術實現(xiàn)鄉(xiāng)村數(shù)字化建設邁出新步伐是重要的議題?！丁笆奈濉眹倚畔⒒?guī)劃》指出，到2025 年，數(shù)字中國建設取得決定性進展，信息化發(fā)展水平大幅躍升，數(shù)字技術創(chuàng)新體系基本形成[1]。同時，隨著新型基礎設施建設的持續(xù)推進，以數(shù)字技術的創(chuàng)新應用為開端，實現(xiàn)鄉(xiāng)村生產(chǎn)數(shù)字化、文化數(shù)字化、治理數(shù)字化、生態(tài)數(shù)字化，實現(xiàn)農民生活數(shù)字化、數(shù)字素養(yǎng)與技能提升，為數(shù)字鄉(xiāng)村建設與發(fā)展提供了基礎保障，起到了推動作用。但在新型基礎設施推動鄉(xiāng)村數(shù)字化建設過程中，因數(shù)字技術的單一性造成新型基礎設施實際應用還面臨諸多問題。為有效發(fā)揮新一代技術在鄉(xiāng)村數(shù)字化建設中的優(yōu)勢，應利用邊緣計算技術基礎賦能平臺的角色，實現(xiàn)“邊緣計算+”的“數(shù)據(jù)+算法+算力”融合[2]，實現(xiàn)數(shù)字鄉(xiāng)村網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化、平臺化建設。

1 數(shù)字鄉(xiāng)村建設新技術應用現(xiàn)狀

《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，要建設新型數(shù)字基礎設施，構建以技術創(chuàng)新為驅動、以新一代通信網(wǎng)絡為基礎、以數(shù)據(jù)和算力設施為核心、以融合基礎設施為突破的新型數(shù)字基礎設施體系。尤其是5G、物聯(lián)網(wǎng)等新一代技術在經(jīng)濟發(fā)展中的比重。鄉(xiāng)村數(shù)字化建設離不開技術支撐，更要依賴于技術的創(chuàng)新應用。通過對相關文獻資源的梳理，發(fā)現(xiàn)新技術在數(shù)字鄉(xiāng)村中的應用主要在農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、智慧農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代物流園等方面，具體如表1 所示。

表1 數(shù)字鄉(xiāng)村中新技術的主要應用

以“5G+數(shù)字鄉(xiāng)村”為例：1）鄉(xiāng)村治理方面，姜英結合5G數(shù)字技術優(yōu)勢，從智慧治理網(wǎng)格化、普惠治理均等化、人才培養(yǎng)素養(yǎng)化等方面探討鄉(xiāng)村治理的可能性[3]，在一定程度上給予鄉(xiāng)村治理新的路徑。昌雋如提出利用5G構建虛擬農業(yè)服務平臺[4]，借助虛擬技術實現(xiàn)對農業(yè)數(shù)字化改造。2）文化方面，唐琳以5G 為技術支撐，提出用5G 實現(xiàn)對非遺文化的數(shù)字化革新，實現(xiàn)非遺“重生”，并以5G 為平臺，構建數(shù)字化文化產(chǎn)業(yè)鏈[5]，以鏈為基，以鏈為新，實現(xiàn)對特色文化資源的保護、傳承與共享。3）系統(tǒng)構建方面，朱宏等借助“5G+云原生”技術，從基礎感知層、中間層、應用層、展現(xiàn)層四個方面[6]，規(guī)劃符合數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展的全生命周期應用服務系統(tǒng)，滿足了數(shù)字鄉(xiāng)村建設需求。

以“物聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字鄉(xiāng)村”為例：未來農業(yè)農村物聯(lián)網(wǎng)建設將加速推進形成全面感知、泛在連接、安全可信的鄉(xiāng)村物聯(lián)網(wǎng)感知體系，實現(xiàn)數(shù)字鄉(xiāng)村自動化連接、智能化流通、平臺化共享，暢通移動互聯(lián)下的鄉(xiāng)村公共文化服務供給渠道[7]，為實現(xiàn)鄉(xiāng)村數(shù)字孿生奠定基礎。

以“區(qū)塊鏈+數(shù)字鄉(xiāng)村”為例：能夠實現(xiàn)對農業(yè)眾籌，開拓新零售模式，收獲新的數(shù)字經(jīng)濟形式，構建農業(yè)聯(lián)盟鏈（供應鏈、合作鏈、產(chǎn)業(yè)鏈），將有效助力精準脫貧[8]。

以“邊緣計算+數(shù)字鄉(xiāng)村”為例：1）發(fā)揮其靠近端側的技術優(yōu)勢，為各類新技術提供端側存儲與計算能力；2）通過將各類技術“邊緣平臺化”，實現(xiàn)各類邊緣服務能力升級，由此發(fā)揮“邊緣計算+”的技術融合優(yōu)勢，解決因差異化引起的計算與服務需求，實現(xiàn)與數(shù)字鄉(xiāng)村互相融合協(xié)同創(chuàng)新。

2 “邊緣計算+”在數(shù)字鄉(xiāng)村建設中應用的可行性

2.1 優(yōu)化信息基礎設施建設

在鄉(xiāng)村信息基礎設施建設中，需要發(fā)揮新技術優(yōu)勢并融合各類新技術優(yōu)勢，從網(wǎng)絡、算力、平臺方面提升鄉(xiāng)村基礎設施內容厚度。邊緣計算為新一代ICT技術的實際應用提供了必要的“云、邊、端”一體多樣的算力能力，邊緣計算基于自身的低時延、大帶寬優(yōu)勢滿足邊緣所需處理需求，并具備云端總調度、端側協(xié)同處理能力。新技術在邊緣計算的基礎支撐下、實現(xiàn)與邊緣計算的融合創(chuàng)新，將發(fā)揮“邊緣計算+”在鄉(xiāng)村數(shù)字化建設中的最大優(yōu)勢，全面拓展農業(yè)農村各領域各模塊借助“邊緣計算+”迎合平臺創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、治理創(chuàng)新。

2.2 滿足差異化需求

利用“邊緣計算+”技術融合創(chuàng)新平臺，融合創(chuàng)新模式。在“邊緣計算+5G+云計算”方面，邊緣計算充分結合5G 三大技術優(yōu)勢，在高通量的環(huán)境下云端處理能力下沉至邊緣端，有效滿足邊緣端實時性處理需求，如農業(yè)示范共享平臺。在“邊緣計算+AI+物聯(lián)網(wǎng)”方面，通過人工智能技術與邊緣計算的融合，使AI 算法嵌入到邊緣計算設備上，有效緩解與云端互通損失的網(wǎng)絡帶寬，從而保證數(shù)據(jù)處理的實時性、本地性，如農場遠程監(jiān)控。在“邊緣計算+5G+區(qū)塊鏈”方面，以5G 大連接為前提，區(qū)塊鏈服務可以利用邊緣計算的端側能力獲取資源與計算能力，而邊緣側可借助區(qū)塊鏈保障可信的數(shù)據(jù)信息。

2.3 增設數(shù)據(jù)保護壁壘

以“邊緣計算+”方式架設數(shù)據(jù)防護層，以用戶為主體，建立防護金字塔，上層為云端，儲存大容量，處理結構復雜性數(shù)據(jù)；中層為邊緣端，儲存計算資源，處理內容復雜性數(shù)據(jù)，邊緣端算力中心起到上聯(lián)下達的作用；下層為用戶端或移動端，儲存用戶即時數(shù)據(jù)，處理隱私數(shù)據(jù)。利用5G 高速率，加之邊緣計算低延遲技術特點，實現(xiàn)用戶端數(shù)據(jù)脫敏處理，并配以數(shù)字鄉(xiāng)村平臺全網(wǎng)絡流量可視化監(jiān)測系統(tǒng)，可防止因遭受DDOS 攻擊（分布式拒絕服務攻擊）導致數(shù)據(jù)流動過程中被竊取的風險，同時從用戶端改變數(shù)據(jù)上傳后遭遇泄露的心理抵抗，達到最底層數(shù)據(jù)防護的作用，以此緩解5G 網(wǎng)絡應用后帶給農業(yè)農村數(shù)字化建設的安全風險。

3 “邊緣計算+”助力數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展

依據(jù)邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）對于邊緣計算的產(chǎn)業(yè)分析發(fā)現(xiàn)，邊緣計算在具備實時性、分布性、外延性等技術優(yōu)勢外[9]，單一技術應用尚存不足，若能融合各類技術，發(fā)揮各自技術優(yōu)勢，應用于數(shù)字鄉(xiāng)村中，將能夠發(fā)揮“邊緣計算+”融合創(chuàng)新平臺最大優(yōu)勢。

3.1 “邊緣計算+5G+云計算”

邊緣計算與5G 的融合能夠發(fā)揮彼此最大的互補優(yōu)勢，依托5G 的高帶寬、低時延、大連接，計算下沉于邊緣端的更多應用場景將被解鎖。在數(shù)字鄉(xiāng)村建設中，借助邊緣計算、5G 與云計算能夠滿足監(jiān)測、展示、測試等場景需求。在農業(yè)農村數(shù)字化實施中，可借助邊緣計算、5G 與云計算構建農業(yè)示范共享平臺，將更多優(yōu)質的、成熟的農業(yè)農村應用成果共享借鑒，發(fā)揮點到面的全面聯(lián)動。如在安裝于各處的傳感器及視頻獲取點的基礎上，通過邊緣中臺接入各模塊源數(shù)據(jù)，上傳至集控中心，對內做數(shù)據(jù)存儲及分析對比、對外解析異構問題并協(xié)同共享示范點優(yōu)質資源，真實展示農業(yè)管理過程中的各類信息；借助云計算龐大的計算存儲優(yōu)勢，提供全套的模型測試方案，為決策中心輸送更加智能化的設備管理方案、更精準化的農業(yè)信息分析方案、更及時性的預警管理方案。

3.2 “邊緣計算+AI+物聯(lián)網(wǎng)”

物聯(lián)網(wǎng)基礎設施大規(guī)模完善階段，智能終端設備急速增長，本地計算能力需求日益旺盛，通過融入邊緣計算可以有效提升端側場景能力，并借助AI 增強算法能力，應對更加多元的數(shù)據(jù)形態(tài)?；诖?，利用邊緣AI 與物聯(lián)感知能力，可實現(xiàn)對農場遠程監(jiān)控。1）可視化管理。針對位置偏遠影響因素，農場實時監(jiān)測、實時數(shù)據(jù)展示是管理的核心，通過邊緣設備對數(shù)據(jù)的收集，經(jīng)由邊緣AI 做算法分析、模型測算、上報決策中心，制定不同場景下的可視化呈現(xiàn)。2）物聯(lián)感知。智能設備的增加需要異構性到集群性再到聯(lián)動性的改變，異構設備的有效串接轉化為聯(lián)動管理是物聯(lián)感知的最終目標，是由點到面的覆蓋，能夠滿足農場不同場景下的設備聯(lián)動、數(shù)據(jù)流通、要素共享。

3.3 “邊緣計算+5G+區(qū)塊鏈”

目前，區(qū)塊鏈技術在農業(yè)農村領域的應用場景主要以溯源、增信、存證為主[10]，受應用場景單一、使用成本較高等因素限制，該技術在農業(yè)農村領域的融合應用整體較少。但邊緣計算的融入為區(qū)塊鏈技術賦予了新的應用可能性。一是區(qū)塊鏈服務下的場景節(jié)點能夠基于邊緣計算獲得端側的算力資源與低時延能力，二是運行在邊緣上的端側設備能夠利用區(qū)塊鏈的智能合約能力實現(xiàn)可信數(shù)據(jù)安全存儲與可信數(shù)據(jù)共享?；趦煞N技術天然的融合性，在5G大連接的支持下，以邊緣計算與區(qū)塊鏈技術為支撐，實現(xiàn)對鄉(xiāng)村旅游的智慧巡檢，為設備日常巡檢及后期巡檢數(shù)據(jù)提供更加穩(wěn)定的全過程追溯，確保巡檢數(shù)據(jù)的真實性和可靠性。基于可信巡檢數(shù)據(jù)的分析和處理，能夠支持鄉(xiāng)村旅游在數(shù)據(jù)上的可信流通，解決旅游業(yè)務真實數(shù)據(jù)中的偽數(shù)據(jù)，保障鄉(xiāng)村旅游在日常的人流控制、偏好決策、統(tǒng)計分析、興趣點改造等方面的創(chuàng)新優(yōu)化。

4 “邊緣計算+”賦能數(shù)字鄉(xiāng)村智慧化

4.1 “一體化”智慧鄉(xiāng)村綜合管理平臺

“邊緣計算+”作為技術融合的能力底座，將為數(shù)字鄉(xiāng)村諸多應用提供一體化的資源保障方案，為最終受益者提供一體化的服務體驗，為鄉(xiāng)村治理提供一體化的決策支持，為數(shù)字鄉(xiāng)村的智慧化延伸添磚加瓦，是構建一體化智慧鄉(xiāng)村綜合管理平臺的核心?！斑吘売嬎?”融合基礎設施共建共享，將縮小運營成本，是滿足國家總體發(fā)展戰(zhàn)略的需要，是實現(xiàn)可持續(xù)綠色發(fā)展的關鍵部署?！斑吘売嬎?”的技術融合架構，將為解決異構性問題帶來的困擾提供服務能力。在實現(xiàn)智慧鄉(xiāng)村一體化綜合管理基礎上，“邊緣計算+”將在融合數(shù)據(jù)、算力、算法的基礎上，提供個性化的數(shù)據(jù)感知、場景感知、流通感知、智能感知、安全感知能力。

4.2 “云邊端”智慧鄉(xiāng)村數(shù)據(jù)要素協(xié)同發(fā)展

《中國數(shù)據(jù)要素市場發(fā)展報告（2021—2022）》中指出，數(shù)據(jù)要素對2021 年GDP 增長的貢獻率和貢獻度分別為14.7%和0.83%，足以說明數(shù)據(jù)要素的有效流通在經(jīng)濟發(fā)展中的作用與地位。數(shù)據(jù)要素應在解放和發(fā)展數(shù)字化生產(chǎn)力上，以數(shù)據(jù)要素價值流通為本，以信息化工具、智能化設備、智慧化手段引領驅動農業(yè)農村現(xiàn)代化建設，統(tǒng)籌推進數(shù)字鄉(xiāng)村向智慧鄉(xiāng)村的轉型發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興。發(fā)揮“邊緣計算+”的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在，端側分布式采集源數(shù)據(jù)，并按照規(guī)則與數(shù)據(jù)模型分析處理后上傳至邊緣數(shù)據(jù)中心，經(jīng)由中心整理上傳至云端，云端提供數(shù)據(jù)海量存儲與關聯(lián)分析，“云邊端”的數(shù)據(jù)協(xié)同，將有效支持數(shù)據(jù)的可控有序流通，一定程度上解決了底層基礎架構的差異性和復雜性，壯大了數(shù)據(jù)要素的流轉路徑，提供了最佳運行效率的數(shù)據(jù)要素協(xié)同發(fā)展環(huán)境。

4.3 “智慧化”傳承鄉(xiāng)村優(yōu)秀文化

鄉(xiāng)村文化設施和內容數(shù)字化改造工程是國家推進鄉(xiāng)村文化數(shù)字化戰(zhàn)略的重要內容。如何利用數(shù)字化手段保存鄉(xiāng)村優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、利用智慧化模式傳播鄉(xiāng)村優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，是鄉(xiāng)村文化振興的首要前提?！斑吘売嬎?”融合創(chuàng)新平臺能夠為“云上民族村寨工程”的實施增加優(yōu)質力量?！斑吘売嬎?”通過依托各類技術，能夠在近底層、近端側發(fā)揮實時高可靠、高帶寬、大連接優(yōu)勢，為“云上民族村寨工程”的數(shù)據(jù)平臺建設與信息管理系統(tǒng)的建立提供底層支撐，保障平臺有效運行，為智慧化傳承鄉(xiāng)村優(yōu)秀文化提供全場景、全方位、全流程的增值服務。