物理信息空间融合安全防护技术

5.3.1能源互联网物理信息空间融合系统

能源互联网本质上是一个信息物理空间融合系统，广泛使用计算机、通信、感知、控制等技术，实现增强电网供电可靠性、保持用户端电价最低化、互联各种可再生或者绿色新能源等，即包括电源、电网、储能、智能控制设备等物理设施，又包括互联网信息空间，其运行是一个执行、感知、控制、通信、计算有机融合的过程。比如一个家庭负荷管理系统，智能插座、智能电能表感知用电器的能耗，获取物理世界的信息，将其融合处理后传输到云端信息系统，信息系统基于大数据技术综合做出决策，产生控制命令返回给用电设备、智能电能表等执行器，执行器再做相应行为改变物理世界。

信息物理空间融合系统将计算资源与物理资源紧密结合、协调分配，实现了系统对物理环境的实时感知和动态分布式控制，最终形成了一个信息域与物理域深度融合的复杂系统。其主要特征，一是信息世界与物理世界的深度融合；二是计算与物理进程持续交互操作；三是嵌入计算、远程精准控制、实时通信三位一体；四是信息物理融合的新型计算、通信，控制等机制。信息物理空间融合系统帮助智能电网实现跨行业领城和地理空间的精准控制，从终端设备到整个电网系统、从能源材料到用户、从电网电价到需求侧响应化制等都需要控制系统参与来完成智能电网的绿色节能智慧服务。在智能建筑中部署信息物理空同融合系统可基于用户的行为模式建立智能调度系统，通过信息世界到物理世界的反馈调度实现减少能源浪费，同时可调度其他可再生能源(太阳能、风能等)等优化电价模型，并实现节能减排。

如图5-26所示，信息物理空间融合系统物理层包括传感器、执行器等设备，主要负责感知物理环境和执行控制命令；传输层负责对感知数据和控制命令进行传输；应用层包括控制决策系统和各种特定应用背景下的云计算软件和大数据分析系统。

图5-26  信息物理空间融合架构