“七网”融合发展的模式、系统架构及关键技术

1“七网”融合发展背景

我国曾经的规模化发展导致很多产业趋于碎片化，特别是要素之间和产业链之间融合程度较低，纵向一体化发展程度不高，而当前我国正处于经济社会由高速发展向高质量发展转型的关键时期，数字化技术赋能传统行业。能源网、交通网、数字网、水利网、生态网、产业网、文化网（“七网”）融合发展，将有力推动我国能源转型、交通强国的建设，助力“碳达峰、碳中和” 的实现，形成深度融合、智慧协同的局面，向社会提供更高效智能、便捷的服务，实现绿色、智慧、可持续发展。

“七网”融合，是以数字化为基础，通过智能化的施工建造、智慧化的管理，最终把所有“七网”放在一个大平台统一规划、设计、运营、管理。其中，数字化技术是产业之间、能源之间和要素之间，甚至区域之间融合的关键支撑。

当前，我国大力推动新型基础设施建设，将会推动能源、交通、数字、水利、生态、产业、文化等传统行业数字化转型、智能升级、融合创新，加速“七网”融合发展的进程，是“七网”融合发展的催化剂。然而，“七网”深度融合发展势必面临诸多挑战，除“七网”相关行业间存在明显壁垒、商业模式与市场机制亟待更新外，在技术层面，“七网”的现有技术应用于“七网”融合运行时，将会面临融合系统高度复杂，数据多源、海量、高维、异构，“七网”运行时间尺度不一致，用户行为存在多重不确定性等诸多理论研究方面的挑战。

2“七网”融合发展模式

“七网”融合将独立发展的七个网络融合集成为协同服务社会的高级基础设施网络。在新型基础设施建设的推动下，“七网”融合发展将建成5G基站、变电站、储能站、监测站、大数据站等多站融合的城市“七网”融合基础设施；利用多维立体空间、实行模块化建造等手段，构建包含地下、地面、“低空+虚拟现实”的多层立体四维交通与未来城体系；创新整合“云大物移智链”技术，探索建立车辆、城市路网、高速公路、云计算一体化的“数字孪生”绿色智慧交通系统。同时，通过小微智能传感器、融合智能终端、APP 等的开发应用，以5G、数据中心、人工智能、云计算等前沿信息技术为支撑，对“七网”运行数据进行全面采集、集中存储与处理，实现“七网”终端互联互通，推动能源、交通、数字、水利、生态、产业、文化各类数据跨平台共享，充分挖掘数据价值，为“七网”高效协同、供需灵活互动提供数据支持。能源、交通、数字、水利、生态、产业、文化跨学科交叉、跨领域融合，加速前沿技术突破创新与应用，推动形成“七网”融合的创新发展技术体系，打破能源、交通、数字、水利、生态、产业、文化间的行业壁垒。基于上述设施、数据与技术的融合，“七网”融合系统可全面分析掌握用户信息、习惯和意愿，精准描绘用户需求画像，为用户提供更便捷、高效的服务，形成“交融”、“数智”、“联通”的服务新模式、产业新生态。

“七网”均是惠及民生的重要基础设施网络，“七网”融合发展需要融合基础设施建设，以及跨学科交叉的技术创新。在基础设施建设方面，我国能源、交通、数字、水利、生态、产业、文化的基础设施网络已基本建成，“七网”融合发展具有良好的基础设施建设基础与创新技术支撑， 针对目前“七网”发展态势及各网要素之间和产业链之间融合程度，提出“1+N网”深度融合发展模式（简称“1+N”网模式）。

图1 “1+N网”深度融合发展模式

如图1所示，“1+N”网模式即以数字网为关键支撑，能源网、交通网、水利网、生态网、产业网、文化网“六网”灵活融合。例如：形成数字网+能源网+交通网+生态网的“1+3网”智慧绿色交通体系；形成数字网+能源网+水利网+生态网+产业网的“1+4网”智慧绿色能源体系等。“1+N网”模式突出跨界（产业间）融合、产业链融合、要素融合、区域融合、技术融合、数据融合，让融合无处不在，向着“交融”、“数智”、“联通”三大趋势蓬勃发展。

“1+N网”深度融合发展模式可分为三个阶段：第一阶段为“1+1网”融合发展阶段，“1+1网”融合发展阶段即以数字网为基础，深度整合发展能源、交通、水利、生态、产业、文化六大传统行业，构建“七网”深度融合发展基础。第二阶段为“1+N网”融合发展阶段，“1+N网”融合发展阶段即探索以数字网为基础的多行业交叉融合，打造新基建产业生态圈。第三阶段为“七网”深度融合发展阶段，实现真正意义上的深度融合、智慧协同、友好共享。

3“七网”融合系统架构

3.1 系统架构

“1+N网”融合系统架构由物理层、感