基于大數(shù)據(jù)的智慧出行云服務(wù)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(鄭州輕工業(yè)大學(xué) 河南 鄭州 450000)

引言

鄭州綜合交通體系自緊密結(jié)合國家“十三五”規(guī)劃提出的五大發(fā)展理念以來，堅(jiān)持三網(wǎng)融合、內(nèi)捷外暢的立體交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提供全面、智慧的交通服務(wù)，營造低碳的交通環(huán)境，共享公平合理的交通資源，滿足多元化的交通需求，逐步進(jìn)入交通設(shè)施建設(shè)和品質(zhì)提升并重發(fā)展階段[1]。

現(xiàn)如今單一目的的服務(wù)難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的出行需求[2]，未來的智慧交通應(yīng)當(dāng)深刻理解公眾多樣化的出行需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和決策，以優(yōu)化資源配置、滿足居民出行需求[3]，并通過統(tǒng)一的交通云服務(wù)平臺向民眾提供高效、全面的出行服務(wù)。

目前交通信息服務(wù)平臺呈現(xiàn)零散化和各行其是的特點(diǎn)，很多信息系統(tǒng)和出行平臺往往自成一體，無法向民眾提供一個(gè)統(tǒng)一的信息服務(wù)入口，形成不了完整的出行鏈服務(wù)，不能提供針對公眾出行定制化需求的公共交通實(shí)時(shí)性服務(wù)[4]，導(dǎo)致出行者無法在第一時(shí)間得到最及時(shí)、最全面的交通信息，從而錯(cuò)過選擇最佳的出行路線和方式。

一、總體思路

(一)綜合大數(shù)據(jù)共享中心建設(shè)鄭州市綜合智慧交通云服務(wù)平臺

為解決目前跨平臺缺乏合作的問題，本文提出智能混合出行新模式，通過建立交通云服務(wù)平臺，深度整合公交車、地鐵、出租車等多種交通出行方式，讓民眾有更多、更省時(shí)、更合理的出行方式選擇，從根源上改變各交通運(yùn)輸獨(dú)立運(yùn)營、缺乏有效的系統(tǒng)整合的服務(wù)模式。

智慧出行云服務(wù)平臺應(yīng)具備的主要特征包括：(1)交通云服務(wù)平臺以大數(shù)據(jù)共享中心作為載體，并對這些大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理和管理，最終達(dá)到數(shù)據(jù)可共享的標(biāo)準(zhǔn)[5]。(2)云平臺的交通數(shù)據(jù)采集和處理能保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性、微觀性和可變性，使交通出行服務(wù)更加智能、精準(zhǔn)[6]。

二、實(shí)施方案

(一)云平臺系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

Cloud Foundry作為業(yè)界第一個(gè)開源PaaS平臺，提供了一套相對完善的PaaS平臺解決方案，無需擔(dān)心任何基礎(chǔ)架構(gòu)的問題。

Cloud Foundry內(nèi)具有豐富的功能可供使用，能直接使用Cloud Foundry內(nèi)含的服務(wù)架構(gòu)體系，在這套框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行定制化服務(wù)擴(kuò)展，以滿足功能需求。

本文將Cloud Foundry改造成一個(gè)提供智慧交通云服務(wù)的云計(jì)算平臺，在其已有的服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)上針對交通出行需求進(jìn)行個(gè)性化功能擴(kuò)展，不僅包含有基本服務(wù)功能，還進(jìn)一步設(shè)計(jì)了個(gè)性化出行服務(wù)和出行智慧應(yīng)用。

1.云服務(wù)平臺應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)

以Cloud Foundry平臺為基礎(chǔ)進(jìn)行智慧出行云服務(wù)平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)。通過對出行平臺的功能需求分析，對Cloud Foundry的服務(wù)框架進(jìn)行數(shù)據(jù)庫、計(jì)算資源等出行服務(wù)功能擴(kuò)展，為智慧出行應(yīng)用和功能開發(fā)提供服務(wù)支持；根據(jù)出行用戶的個(gè)性化需求確定擴(kuò)展的定制化服務(wù)，利用交通云服務(wù)平臺基礎(chǔ)服務(wù)和功能應(yīng)用提供的開放接口來設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用架構(gòu)體系，以便進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)。對于智慧出行應(yīng)用運(yùn)行在Cloud Foundry的DEA容器中，而通用的數(shù)據(jù)庫、計(jì)算資源等主要基于Cloud Foundry的服務(wù)架構(gòu)體系進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

(二)智慧出行云服務(wù)平臺大數(shù)據(jù)解決方案

為解決云平臺中大數(shù)據(jù)帶來的一系列問題，本文將HBase數(shù)據(jù)庫與到智慧出行云平臺結(jié)合起來，這樣不僅能實(shí)現(xiàn)對大數(shù)據(jù)的支持，還有利于將并行計(jì)算平臺Hadoop等融合進(jìn)入到云平臺中。

HBase服務(wù)節(jié)點(diǎn)提供創(chuàng)建、刪除、修改HBase表等功能。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫單服務(wù)器不同，HBase由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，但HBase只對外提供一個(gè)訪問地址，即HMaster的地址。當(dāng)交通信息服務(wù)節(jié)點(diǎn)在接到服務(wù)實(shí)例創(chuàng)建請求時(shí)，會緊接著在HBase上請求創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫表，然后在本地創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)實(shí)例的記錄表項(xiàng)來記錄服務(wù)信息。此外，DEA中的應(yīng)用在綁定服務(wù)實(shí)例后便能獲取HBase數(shù)據(jù)接入的信息，應(yīng)用就可以直接接入到HBase平臺。

三、平臺實(shí)現(xiàn)與案例分析

(一)云服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)

本文采用cfdo(Cloud Foundry Do)作為后臺管理工具，其功能包括日常使用中的安裝、配置、環(huán)境、執(zhí)行四個(gè)主要操作；安裝工具采用Cloud Foundry后臺管理工具提供的Chef，利用start、stop和restart工具對簡單的部署腳本進(jìn)行安裝操作和生命周期管理；此外，Cloud Foundry組件的配置文件集中在統(tǒng)一目錄中。此外，Cloud Foundry提供的部署工具都是基于Chef實(shí)現(xiàn)，但并不支持可定制化的部署，因此需要cfdo的install工具在Chef的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)充，以保證能實(shí)現(xiàn)可定制化功能。

智慧出行云服務(wù)平臺后臺管理工具功能完成情況，對于cfdo的三個(gè)二級命令exec、env、install都可以完全實(shí)現(xiàn)并得到驗(yàn)證在使用中運(yùn)行正常。Cloud Foundry后臺管理平臺的源碼以及依賴包所使用的服務(wù)器GitLab和批量管理工具dsh對服務(wù)器的管理操作也可以得到實(shí)現(xiàn)。

四、結(jié)語

隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，智慧出行產(chǎn)品的演進(jìn)逐步會向智慧化、標(biāo)準(zhǔn)化、開放化的方向發(fā)展。本文針對鄭州市交通出行體系的不足和弊端提出解決方案，提出智慧出行新模式，通過進(jìn)一步改進(jìn)和擴(kuò)展Cloud Foundry平臺，實(shí)現(xiàn)智慧出行云服務(wù)平臺大數(shù)據(jù)支持和交通信息數(shù)據(jù)共享，并通過實(shí)現(xiàn)兩個(gè)創(chuàng)新性的智慧出行功能模塊來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的智慧出行云服務(wù)平臺應(yīng)用架構(gòu)方案的可行性，塑造互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)行業(yè)的新業(yè)態(tài)與新模式。