交叉科学助推运营商打造绿色发展新模式

发稿时间: 2023-12-01 10:22 来源:中国电信业 作者: 李贝 王鑫炎 成晨 王鑫 王群青 魏汝翔 2023-12-01
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交叉科学是“学科际”或“跨学科”研究活动,是两个或多个不同学科专业间的取长补短。加强交叉科学研究,有望解决通信运营商的运营难题和发展矛盾。本文剖析了通信运营商绿色发展的必由之路以及交叉科学助推其发展的可行性,并提出了交叉科学推动通信运营商绿色发展的方案,供通信运营商借鉴。

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交叉科学被寄予厚望

节能减排重任在肩

气候变化是跨越国界的全球性挑战,2020年ITU发布1470号建议书《ICT 行业根据联合国气候变化框架公约 < 巴黎协定 > 采用的温室气体排放轨迹》 ,为了遵守《巴黎协定》,信息通信技术(ICT)行业需要在2020年至2030年期间将温室气体排放量减少45%。据研究估计,全球ICT能耗每年约以9%的速度增长。2021年中共中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出,“大力发展绿色低碳产业。加快发展新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源华体(中国)、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业。建设绿色制造体系。推动互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信(5G)等新兴技术与绿色低碳产业深度融合”。面向5G时代,通信运营商开展全面高效协同的绿色节能方案研讨非常重要。

可持续发展影响深远

5G能耗较4G大幅增长且网络话务量存在明显的潮汐效应,亟须解决“5G 性能好但网络能耗不断增长,业务量潮汐效应分布不均造成的资源浪费”难题。共享网络多模异构特征愈加明显,网络结构复杂,存在覆盖与感知平衡性、业务承载有序性和连续性、资源利用高效性和合理性、不同设备厂商兼容性等方面的挑战,对于保证用户感知不下降、跨运营商跨设备厂商实现智能化切换和业务均衡进而实现能耗控制,现有传统节能手段非常有限,多学科交叉与绿色低碳深度融合有助于解决共建共享降本增效与网络结构复杂之间、节能效果好与用户感知不下降之间的矛盾。

交叉科学前景广阔

全球交叉学科研究和应用历史悠远。我国交叉科学研究始于1985年在全国首届交叉科学学术讨论会提出的“迎接交叉科学的新时代”口号。2018年习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上指出 :“学科之间、科学和技术之间、技术之间、自然科学和人文社会科学之间日益呈现交叉融合趋势。”学科交叉融合是一个必然的途径 , 也是未来科学发展的必然趋势和加速科技创新的重要驱动力。2020年我国设置了“交叉学科”门类以及“集成电路科学与工程”和“国家安全学”两个一级学科。2022年我国国家自然科学基金委交叉科学部正式成立,并成立了融合科学等四个交叉科学处,这标志着国家在促进学科交叉融合方面步入了新阶段。

“集成电路科学与工程”和“国家安全学”分别从破解产业发展难题、维护国家安全的角度出发进行设立。目前在国家及省区市重大科技前沿难题、“卡脖子”关键核心技术问题等研究解决中,交叉学科研究越来越重要,例如非合作博弈论与信息和通信工程学科交叉是有价值、有前景的,信息科学在与人类动力学交叉融合后,不再是思维科学而是属于自然科学领域,此时再结合通信工程,预期有明确的应用前景。信息通信技术作用于人们生产生活中的各个方面,将通信与多学科交互,有助于实现“互联网+”,推广智能智慧,才能更好地造福人类社会。

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多举措实现交叉科学促进绿色发展

交叉学科的研究目标是培育新的科技突破点,培养复合型科技创新人才。随着科技创新不断进步,通信运营商坚决贯彻落实习近平总书记关于加快数字经济、数字社会、数字政府建设的重要论述,勇于承担科技创新责任,展现央企担当,正在加速推进自身的网络、业务、生态、运营、组织等数字化转型,这期间不乏网络重构适应变革、业务创新需求丰富、智慧网络运营等,需要运营商在制度、流程、机构、技术等方面进行创新突破,来满足数字化转型发展需求。

提前布局多学科交叉创新点

世界各国政府、科研机构及公司纷纷挖掘和布局交叉科学的理论研究与实践应用,美国1985年成立麻省理工学院媒体实验室、1998 年成立波士顿剑桥区医疗和科技创新整合中心,北京大学2006年成立前沿交叉学科研究院,浙江大学2003年成立跨学科社会研究中心,这些研究平台的建立为学科交叉提供了前沿阵地。国有企业肩负着推动中国经济发展和提高社会价值的重要责任,需要加快打造国有企业高质量发展“新引擎”。

通过信息与通信工程、电子科学与技术和计算机科学与技术等多学科交叉研究来解决通信及相关领域复杂工程技术问题,目前已熟知的有,第一,集成电路涉及比如微电子学、材料学、软件工艺、信息科学,以及化学、物理、数学理论等基础学科研究。第二,人工智能驱动各科学领域的快速发展,“可解释、可通用的下一代人工智能方法”有助于数学和信息等领域的科学家发展和完善该学科工具,以及来自物理、化学、生命科学等领域的科学家结合各领域的应用提出实际需求,共同推动下一代人工智能方法的发展。

下一步,通信运营商科研管理部门可基于文献法借鉴其他领域交叉学科研究经验对通信领域交叉科学应用进行研究,以提出更详细具体的交叉建议。以医学信息学为例,针对各个主题查阅近10年文献, 计算每一年的学科交叉测度指标以研究学科交叉发展态势,如医疗护理电子系统,该学科交叉程度在近5年呈现波动上升的趋势,医疗护理电子系统划分为计算机交叉科学、 计算机信息系统、电子电气学等与计算机科学和工程学相关的三个学科群体。上述学科群体节点间的联系紧密度、交叉学科程度和丰富度不尽相同,但都体现了利用计算机和工程学技术来解决医学信息学相关问题的趋势。

不拘一格吸纳“交叉学科”人才

学科交叉研究是以科学理念、科学思想、创新文化、科学精神融入科研行为来解决国家、企业重大科技问题为目标,因此企业应强调交叉科学与非交叉科学并重,形成一种鼓励交叉学科的学术氛围,做到“识才用才爱才”。目前,国家急需的高层次人才大多分布在交叉学科领域,交叉学科人才极其紧缺。以集成电路科学与工程为例,教育部文件中提到,2020年集成电路产业总需求量是72万人。

通信运营商人力、工会、财务部门打前阵,在交叉学科人才上落实以下措施。第一,对外招贤纳士,深耕行业和企业与交叉学科的融合点,对内发现和培养一批创新思维活跃、敢闯敢做技术扎实的青年人才,实施青年交叉科研人才、杰出青年科学家选拔等。

第二,优化调整人才结构,建立A级(企业首席科学家)、B级(企业专家)、C级(骨干人才)、D级(新锐人才)的创新人才梯队,以及开展青年交叉科研人才、杰出青年科学家的挂牌宣传,使人才便签化、展示化,增强人才的广度和厚度。 

第三,建立健全青年人才普惠性支持机制,实施交叉科学长周期项目。加强及优化优秀青年人才工作居住证和落户办理、青年交叉科研团队科研资金扶持,稳定支持一批青年科学家长期从事交叉科学研究,培养一批科技水平位于国家前沿的优秀青年科研人才。

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培育科技发展沃土

交叉科学研究的关键在于提出好的研究问题,在企业中建立科协组织 , 有利于增强企业科技工作者的创新意识,促进企业精神的培育和发扬。通信运营商通过成立企业科协,主动融入国家科技创新战略部署,每个专业线任命科技委专业组长,集团、省市公司自上而下成立科技创新组织,在组织架构上为科技创新突破提供了充分保障,下大力气去主动发现与组织好的项目,锚定通信运营商企业和产业发展目标,立足新时代新阶段新格局,探索新技术新产品新模式。

形成交叉科学研究产业链

为科研流程、成果孵化、奖惩机制建章立制。紧紧围绕企业特点、运营模式和发展目标,鼓励技术创新和科技项目攻关,鼓励校企联合、产业链联合申报国家及省区市重大专项,政策激励复合型人才攻关企业核心技术难题,以及国家及世界科技的前沿、热点技术问题。针对有些前沿交叉科学研究投资多、周期长、风险高的特点,优化长周期项目支持方式,同时对于长周期青年人才项目研究,在项目管理、评审等方面也应进行适当的“松绑”,充分调动广大科研人员的积极性。

外聘知名院士、专家成为企业科技委成员,把脉企业问题、发挥人才智力优势,提高企业的运行质量和创新水平,为通信产业带来创新性、突破性、颠覆性的发展助力,引领企业成为通信产业技术排头兵。

形成多行业多专业技术联盟,鼓励与高校、科研院所成立协同创新中心和交叉学科平台,集中不同学科和领域的力量,进行科技问题的突破性研究。鼓励通信运营商、通信设备商等产业链机构团队模式,校企联合、横纵贯通,实现技术研究、技术试点、现有网络的应用、长效管理保障机制创制的一条龙贯通,使科研及应用实现可持续性发展。周期性组织召开技术伙伴大会,跟踪和关注在交叉学科上全球通信运营商的新动态、新方向。

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机制创新促进科研创新

勇于探索“揭榜挂帅”的新机制,充分调动优秀科技人才的科研热忱。首先,突破专业、机构限制,针对“榜”自由组建团队,赛马竞聘,使优秀科技工作者能脱颖而出,做到“人尽其才”。其次,设置顺应国家和企业发展的“榜”,既能对标国家战略需求,引领世界信息技术发展潮流,又能推动创新突破,切实解决企业“卡脖子”难题。最后,优选创新精神的“帅”。团队带头人需要具备首创精神,勇于突破既定的思维定式、方法论、技术路径和实践规范的限制,敢闯“无人区”。 在“揭榜挂帅”中尤其张榜和标注“青年科学家”项目,鼓励青年科学家自主选题,自主确定技术路线,自主安排科研经费使用等。

鼓励通信运营商以研究院为主的科研单位“打破部门墙”,以项目为手段,人员行政归属部门,根据项目组建虚拟团队。可通过集团大范围内进行人才选拔,跨子公司、跨专业组组建交叉科研团队。根据项目需求组队进行多学科融合研究,可以先通过虚拟组织形式组建团队,采用双聘或者兼聘的方式,薪资兼职兼酬,研究成果归属原有机构,以调动各机构人员参与积极性,最终形成一批具有竞争力和知名度的交叉科研团队,例如可借鉴高校通信类多学科交叉融合专业实验室,形成通信专业与电子信息类专业等融合的通信电子电路科研组等。

形成科研及应用转化机制

企业应重视科研人员的“金点子”“新问题”,鼓励并挖掘科研人员的研究兴趣、研究思路,对还在萌芽期的方案开展培育及科研方案引导,并在项目中明确应用转化机制,包含应用时限、应用效果目标。形成成果转化奖励机制,使科研成果不再停留于“论著”,而实际有助于企业和国家发展。以某省联通为例,打造“职工创新工作室”,组织员工对绿色发展问题展开反复探讨、座谈、可行性分析后,组建以集团B级专家为代表的导师团队对科研雏形引导培育,最终成功立案,在全网络各场景开展节电时间窗口预测,网络质量和用户感知平稳,节电量是传统方法的1.5倍,区域节电效率平均可达9.24%单站每日,最大限度挖掘了基站节电潜能,其间,开展并完成分场景多张网络基站节能平台研发,平台已申请多项软件著作权及发明专利,绿色节能成果已在该省各地市成功推广,效果良好。

本文提出了基于交叉科学推进通信运营商企业发展的新观点,有助于信息通信业通过科技创新服务国家战略,推进生态文明可持续发展。通信运营商需深入研究并提出通信运营商学科交叉的研究方向,进一步加强多学科交叉与联动,还需加大政策和资金投入力度,进一步鼓励复合型人才攻关科技的前沿、热点、核心技术难题,重点解决一些“卡脖子”问题。

作者单位:中国联合网络通信有限公司研究院、中国联合网络通信有限公司浙江省分公司

(项目资助:国资委攻坚工程278项目)

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