云計算虛擬化技術在高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)建設中的應用

施俊靚

摘要：高速公路事業(yè)飛速發(fā)展，使得路網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，網(wǎng)絡化程度不斷提高，在全國范圍內逐步形成了“路路相通、環(huán)環(huán)相扣”的大交通格局，但也帶來了收費站之間的多義性路徑識別問題。文章結合具體工程案例，從高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)的構成出發(fā)，對云計算虛擬化技術的應用進行了分析，以期推動路徑識別系統(tǒng)的完善，為高速公路多義性路徑識別提供可靠支撐，促進我國高速公路收費系統(tǒng)性能的優(yōu)化。

關鍵詞：云計算虛擬化技術;高速公路;多義性;路徑識別;系統(tǒng)建設

0 引言

新時期經(jīng)濟快速發(fā)展，我國的高速公路路網(wǎng)日趨完善，為人們的日常出行提供了便利，即使在一些交通欠發(fā)達地區(qū)，也存在著路網(wǎng)成環(huán)的情況?；诰W(wǎng)絡的高速公路收費系統(tǒng)引發(fā)的多義性路徑問題，導致很多情況下難以依照車輛的實際行駛路徑進行費用的收取及拆分，對業(yè)主的利益產(chǎn)生了影響。在這種情況下，引入云計算虛擬化技術，構建高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)也就顯得非常重要。

1 工程概況

某省高速公路總里程于2017年年底達到4800km，收費模式也經(jīng)歷了較大的變化，從原本的最短路徑收費發(fā)展成為最小收費額收費，于環(huán)網(wǎng)斷面構建了相應的標識站，借助車牌識別設備，獲取車輛行駛的路由信息，然后通過路由拆分配合動態(tài)比例模型，對車輛通信費進行合理拆分，保護不同區(qū)域業(yè)主的合法利益。在進行高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)構建的過程中，為了保證信息的高效精準傳遞，采用了云計算虛擬化技術[1]。

2 系統(tǒng)構成

高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)屬于高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)中的一個子項目，包含了聯(lián)網(wǎng)中心、收費站、路段收費分中心、收費車道、標識點以及CPC收費卡等（如圖1所示）。在系統(tǒng)中，從聯(lián)網(wǎng)中心逐級下發(fā)相應的系統(tǒng)參數(shù)，如路徑標識編碼等，也可以向收費車道下發(fā)路徑基礎費率等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)本身也可以向聯(lián)網(wǎng)中心實時傳輸標識流水記錄以及相應的設備狀態(tài)信息。

系統(tǒng)構建完成后，除去基礎運行數(shù)據(jù)如收費流水、黑白名單等，還會收集大量的路徑信息以及車牌標識信息，這些信息可以從出入口車道、標識點等位置，經(jīng)過收費站、收費分中心以及相應的聯(lián)網(wǎng)中心，逐級傳遞，信息查詢非常方便[2]。為了能夠更好地適應業(yè)務發(fā)展需求，收費系統(tǒng)必須能夠實現(xiàn)對于路徑信息、收費流水等數(shù)據(jù)的高效處理，確保不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠實現(xiàn)即時交互。傳統(tǒng)系統(tǒng)構建模式下，采用的是一個業(yè)務對應一套IT基礎系統(tǒng)的做法，這樣不僅會導致成本的增加，還會增大管理難度，并不能適應收費系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)實需求，必須引入新的技術，提升收費系統(tǒng)的整體水平。

3 技術應用

3.1 原理

虛擬化技術是云計算的核心技術之一，借助虛擬化技術，能夠在同一臺計算機上，同時運行多個邏輯計算，采用不同的操作系統(tǒng)，程序也能夠在獨立空間運行，不會出現(xiàn)相互影響的情況[3]。隨著技術發(fā)展，高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)的功能會不斷拓展，系統(tǒng)復雜程度也會不斷提升，借助云計算虛擬化技術，能夠實現(xiàn)車道通行、收費系統(tǒng)與無感支付等的有機結合，在保證收費站通行效率的同時，也能夠提高用戶的使用體驗，強化有關部門對于系統(tǒng)的管理能力，推動系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

3.2 優(yōu)勢

（1）系統(tǒng)優(yōu)勢。借助虛擬化技術，能夠在同一個物理主機上，運行多個不同操作系統(tǒng)的虛擬機，每一個虛擬機都可以擁有自己的虛擬硬件[4]。虛擬機系統(tǒng)可以被封裝在文件中，實現(xiàn)保存、復制以及部署等相關操作，如果想要將虛擬機從一個物理服務器轉移到另一個物理服務器，只需要數(shù)秒的時間，這樣即便是維護也不需要停機，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。（2）安全優(yōu)勢。虛擬化技術的應用能夠顯著提升服務器的可用性和可靠性，也可以從基礎架構層獲取很多獨特的功能，在保證業(yè)務連續(xù)性的同時，能夠有效降低故障率。（3）管理優(yōu)勢。以虛擬化技術為支撐，技術人員可以完成對于多義性路徑識別系統(tǒng)基礎設施的有效管理，對基礎設施進行精簡，提高管理效率，同時也能夠實現(xiàn)注入管理、報告以及遠程訪問等操作，從統(tǒng)一視圖中，開展IT環(huán)境的整體組織和監(jiān)控，促進管理水平的提高。（4）成本優(yōu)勢。虛擬化技術能夠幫助技術人員對沒有被充分利用的服務器進行整合，這樣不再需要為新的業(yè)務系統(tǒng)另外購置硬件設施，能夠有效降低采購成本，同時對新設備的使用空間進行充分挖掘，提升設備使用率[5]。通過對收費站以及服務器數(shù)量的精簡，可以切實減少供電、制冷等方面的運用成本。（5）前瞻優(yōu)勢。信息化時代，對高速公路收費系統(tǒng)的建設提出了很多新要求，可以依托現(xiàn)有的、能夠實現(xiàn)對收費站和收費分中心進行全面覆蓋的虛擬化平臺，構建起完整的高速公路收費云管理平臺，以虛擬化技術、云計算技術、大數(shù)據(jù)技術等作為支撐，實現(xiàn)收費系統(tǒng)IT資源的分析，引入全壽命周期管理。借助IT資源的使用數(shù)據(jù)，可以同時就管理部門和維護機構的工作績效進行考核分析，生成相應的高速公路運營數(shù)據(jù)，為高速公路運營體系的建設提供可靠支撐。

3.3 應用

3.3.1 系統(tǒng)升級改造

處于不同時期的高速公路收費系統(tǒng)對于多義性路徑識別系統(tǒng)的支持能力有所不同，在運用云計算虛擬化技術的情況下，建設部門可以就現(xiàn)有的收費系統(tǒng)進行評估，針對系統(tǒng)IT資源進行整合，做好必要的補充完善，盡可能以最小的投入實現(xiàn)對系統(tǒng)的升級改造，確保其能夠滿足多義性路徑識別系統(tǒng)對于基礎設施的現(xiàn)實需求[6]。

3.3.2 資源優(yōu)化配置

以虛擬化技術為支撐，高速公路管理部門能夠為收費系統(tǒng)分配相應的虛擬資源池，依照當前以及未來一段時間內的業(yè)務發(fā)展需求，就組織資源進行管理分配。系統(tǒng)使用部門可以從收費業(yè)務的實際情況出發(fā)，就IT基礎資源進行動態(tài)分配和靈活利用，將資源優(yōu)勢切實發(fā)揮出來，保證關鍵業(yè)務系統(tǒng)運行的連續(xù)性，促進其工作效率的提高[7]。

3.3.3 管理平臺構建

借助虛擬化技術，可以對原本自成體系的業(yè)務模塊進行整合，在同一資源管理界面進行管理，這樣能夠有效避免繁瑣的操作和維護，技術人員可以在虛擬化的管理平臺上，對各個業(yè)務系統(tǒng)的資源進行管理及使用。新的業(yè)務部署方式快捷靈活，可以實現(xiàn)遠程部署，顯著提升系統(tǒng)的使用效率和運行安全。

3.3.4 完善保障機制

虛擬化技術的應用，能夠將原本支撐業(yè)務運行的物理服務器合并起來，形成具有共享資源池的集群。在這種情況下，即便其中一臺服務器或者虛擬機出現(xiàn)問題，物理服務器之間也能夠完成動態(tài)遷移，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。以虛擬機實時遷移技術為支撐，硬件維護環(huán)節(jié)不需要進行停機操作，也可實現(xiàn)虛擬機的自動優(yōu)化，促進硬件利用率的顯著提高[8]。

4 結語

總而言之，新的發(fā)展環(huán)境下，高速公路收費系統(tǒng)需要及時優(yōu)化以拓展通行費用的結算對象。而想要保證收費效果，需要構建起精確的高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)，技術人員可以利用云計算虛擬化技術，對系統(tǒng)建設中存在的缺陷和問題進行解決，為后續(xù)的業(yè)務部署以及應用拓展提供可靠支撐。

參考文獻：

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