基于云計(jì)算的交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的實(shí)際應(yīng)用

李麗萍 吳明宇 胡文

摘 要：在交通運(yùn)輸行業(yè)中，通過對(duì)海量交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集、歸類、統(tǒng)計(jì)、處理，挖掘數(shù)據(jù)資源的利用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)交通的智能化管理，既可以減輕交通管理部門的工作壓力，又能夠給廣大的用戶提供便利信息?；谠朴?jì)算技術(shù)建設(shè)交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心，可以保證數(shù)據(jù)的豐富度、真實(shí)性，為數(shù)據(jù)中心的各類功能的發(fā)揮與運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。分別從云計(jì)算架構(gòu)、數(shù)據(jù)中心組成模塊和關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用等方面，就交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;交通運(yùn)輸;數(shù)據(jù)中心;虛擬化技術(shù)

中圖分類號(hào)：F512? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1673-291X（2020）24-0120-02

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，交通運(yùn)輸信息化已經(jīng)成為一種常態(tài)，依托定位系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)等，可以收集各個(gè)路段、各個(gè)車輛的數(shù)據(jù)，為交通運(yùn)輸管理帶來了極大的便利。近年來，各地交通管理部門也在積極探索交通運(yùn)輸智能化管理系統(tǒng)，并且取得了較為喜人的成果。前沿技術(shù)的發(fā)展，特別是云計(jì)算、云存儲(chǔ)、AI等技術(shù)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用，一方面進(jìn)一步完善了交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)架構(gòu)，另一方面也提供了更加多樣和實(shí)用的功能，在交通執(zhí)法、物流服務(wù)等相關(guān)領(lǐng)域具有推廣使用價(jià)值。

一、云計(jì)算背景下建設(shè)交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的必要性

第一，提高了數(shù)據(jù)資源的利用率。隨著交通運(yùn)輸網(wǎng)的日益密集，以及各類電子設(shè)備、智能監(jiān)控設(shè)備的廣泛使用，交通運(yùn)輸信息管理系統(tǒng)每天都會(huì)接收海量的電子數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)以物理服務(wù)器作為主要存儲(chǔ)載體的模式下，這些海量數(shù)據(jù)不僅會(huì)占用較多的存儲(chǔ)空間，增加了服務(wù)器的運(yùn)行負(fù)荷，而且數(shù)據(jù)本身的價(jià)值沒有得到深度挖掘，造成了數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)。相比之下，基于云計(jì)算、云存儲(chǔ)的交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心，則使用虛假服務(wù)器，將各類硬件設(shè)備全部復(fù)制到虛擬平臺(tái)上，不僅節(jié)省了硬件購買與維護(hù)的費(fèi)用，而且擴(kuò)大了存儲(chǔ)容量，可隨時(shí)調(diào)用虛擬服務(wù)器中的數(shù)據(jù)資源，提高了數(shù)據(jù)利用率。

第二，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)信息的安全性。在交通運(yùn)輸管理信息化的背景下，如何保障電子數(shù)據(jù)的隱私與安全，是人們重點(diǎn)關(guān)注的問題?；谠朴?jì)算的交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心，采用虛擬服務(wù)器來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在安全等級(jí)和保密程度上，相比于一般的物理服務(wù)器來說更加高級(jí)。另外，虛擬服務(wù)器在數(shù)據(jù)的冗余備份方面，操作起來也十分方便。該系統(tǒng)可以每隔一定的時(shí)間，自動(dòng)對(duì)備份數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，從而提高了備份數(shù)據(jù)的可用性。同時(shí)，可以將備份數(shù)據(jù)與源數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同的虛擬服務(wù)器中，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)信息的安全性。

二、交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的建設(shè)

（一）云計(jì)算數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

基于云計(jì)算的交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心從為用戶服務(wù)角度考慮，提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Iaas）、平臺(tái)即服務(wù)（Paas）和軟件即服務(wù)（Saas）三種服務(wù)類型。這些抽象層可以看作是由底向上組成的多層服務(wù)形式，Iaas整合交通信息等數(shù)據(jù)資源，并提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、預(yù)處理等服務(wù)，建立數(shù)據(jù)資源池，Paas在此基礎(chǔ)上，為用戶提供部署、運(yùn)行和開發(fā)應(yīng)用軟件所需的環(huán)境，用戶可在Saas層上運(yùn)行各種應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)交通的智能化管理。

（二）數(shù)據(jù)中心的組成

1.用戶管理系統(tǒng)。所有具有操作權(quán)限的管理人員，其用戶信息都會(huì)被存儲(chǔ)到云服務(wù)器中。用戶信息主要包含了個(gè)人的登錄賬號(hào)、密碼以及從事職務(wù)、所在部門等基礎(chǔ)信息。不同的用戶會(huì)根據(jù)其實(shí)際職務(wù)，被設(shè)定不同的訪問權(quán)限。權(quán)限越高，在交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)上的操作范圍越廣泛，這樣就可以避免越級(jí)操作，對(duì)確保重要交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)的安全也有一定作用。在正常登錄數(shù)據(jù)中心后，可以查看道路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、車輛定位數(shù)據(jù)、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)等。同時(shí)，可以對(duì)各臺(tái)虛擬機(jī)進(jìn)行管理，根據(jù)交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)的采集需要，確定連接或斷開虛擬機(jī)。

2.安全系統(tǒng)。用戶管理系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)相連時(shí)，為了保障操作環(huán)境的安全性，在兩個(gè)系統(tǒng)之間增加了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)。當(dāng)用戶提交操作指令后，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備會(huì)首先核實(shí)操作環(huán)境是否安全，以及操作指令的發(fā)出者是否具有相應(yīng)的權(quán)限。如果發(fā)現(xiàn)用戶存在越權(quán)操作或非法訪問，則網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備會(huì)自動(dòng)禁止操作。相反，如果網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)確認(rèn)為系統(tǒng)環(huán)境安全及具有操作權(quán)限，則允許執(zhí)行操作。在安全系統(tǒng)的組成上，除了防火墻外，還有各類的殺毒軟件、檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，以及權(quán)限認(rèn)證系統(tǒng)等。

3.應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用系統(tǒng)是整個(gè)交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的核心組成，幾乎涵蓋了道路交通管理的所有需求。例如聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，目前可以實(shí)現(xiàn)省內(nèi)各個(gè)高速路口收費(fèi)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，通過同步傳輸?shù)姆绞?，可以隨時(shí)隨地獲取任意一個(gè)高速路口的收費(fèi)信息，保證了道路收費(fèi)的透明度和規(guī)范性。道路監(jiān)控系統(tǒng)主要采集常規(guī)的路況信息、行車信息，如某個(gè)路段有無擁堵情況等，可以通過廣播等形式提醒駕乘人員。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)地反映道路實(shí)時(shí)狀況，特別是在交通事故處理等方面，為交通管理人員提供了充足的現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)。除了這些主要的應(yīng)有功能外，還有統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)、應(yīng)急處理系統(tǒng)等等。

4.虛擬資源池。使用虛擬服務(wù)器是交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心在設(shè)計(jì)中的一大亮點(diǎn)。這樣就可以并聯(lián)若干臺(tái)虛擬機(jī)，可以分擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸壓力，即便是在數(shù)據(jù)流量較大的情況下，也不至于像傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)那樣出現(xiàn)崩潰、宕機(jī)的情況，保證了交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和連續(xù)性。同時(shí)，還可以根據(jù)交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)變化的具體情況，隨時(shí)增加或斷開虛擬機(jī)，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性和靈活的操作性。

虛擬資源池主要由許多臺(tái)性能比較高的服務(wù)器組成，這些服務(wù)器統(tǒng)一由虛擬化軟件進(jìn)行管理，在具體的管理工作中，需要結(jié)合各個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際情況，計(jì)算出各系統(tǒng)的需求，然后虛擬出多臺(tái)虛擬服務(wù)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分主要由多臺(tái)磁盤陣列組成，通過光線存儲(chǔ)交換機(jī)可以將這些磁盤陣列連接到虛擬資源池中的服務(wù)器之上，完成數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)工作。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要指的是以網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為中心構(gòu)建起來的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

三、交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵技術(shù)

第一，虛擬化技術(shù)。對(duì)于交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心這類數(shù)據(jù)來源多樣、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)豐富的管理系統(tǒng)來說，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可以在減輕系統(tǒng)運(yùn)行壓力，提高運(yùn)行流暢度的同時(shí)，從系統(tǒng)構(gòu)建和運(yùn)行維護(hù)方面降低成本。運(yùn)用虛擬化技術(shù)，在虛擬服務(wù)器中，可以根據(jù)交通運(yùn)輸管理需要，分別部署相應(yīng)的應(yīng)用程序，安裝虛擬化的應(yīng)用軟件。這樣就能夠在虛擬環(huán)境下，模擬硬件運(yùn)行，從而解決了硬件設(shè)備運(yùn)行故障或是設(shè)備之間不兼容的問題。多臺(tái)虛擬機(jī)采用獨(dú)立連接的方式，每臺(tái)虛擬機(jī)分別對(duì)應(yīng)著一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，相互之間不會(huì)發(fā)生串?dāng)_，保證了數(shù)據(jù)的完整性與真實(shí)性。

第二，云存儲(chǔ)技術(shù)。交通運(yùn)輸系統(tǒng)每天產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)需要占用較多的物理存儲(chǔ)空間，無形中增加了存儲(chǔ)成本。相比之下，在使用云存儲(chǔ)技術(shù)后，利用虛擬存儲(chǔ)器提供了更大容量的存儲(chǔ)空間。同時(shí)，虛擬存儲(chǔ)器具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可以隨著交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)的增長需要，以較低的成本不斷新增存儲(chǔ)空間，滿足了使用需求。除此之外，近年來，云存儲(chǔ)技術(shù)的成熟，也為交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了新的渠道，無論是在存儲(chǔ)容量還是數(shù)據(jù)安全方面，其都有著獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。云存儲(chǔ)環(huán)境下還支持?jǐn)?shù)據(jù)分類存儲(chǔ)，例如程序數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等，分別存放于不同的單元，這樣既可以提高數(shù)據(jù)調(diào)用與管理效率，又方便進(jìn)行備份。

第三，數(shù)據(jù)共享技術(shù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果的充分共享和整合利用，是建立交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的目的之一?；谠朴?jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)中心，可以保證不同平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)格式保持一致，從而為數(shù)據(jù)的跨平臺(tái)傳輸與共享利用帶來了便利。同時(shí)，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算相結(jié)合，還可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)本身的時(shí)效性，保證了從某個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生的交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)，可以無障礙地傳輸?shù)椒植加诓煌貐^(qū)的交通運(yùn)輸信息管理系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)共享技術(shù)的運(yùn)用，在支持交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心內(nèi)部重要數(shù)據(jù)的協(xié)同更新方面也有重要價(jià)值。通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在不同的平臺(tái)之間保證數(shù)據(jù)資源的一致性，進(jìn)一步提高了跨平臺(tái)管理的水平，為群眾的出行提供更為全面的信息服務(wù)。

四、云時(shí)代交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用前景

第一，在交通執(zhí)法方面的應(yīng)用前景。交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用系統(tǒng)中，包含了道路信息子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、車輛定位子系統(tǒng)等。利用這些系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地收集交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)，可以為交通執(zhí)法提供數(shù)據(jù)參考。例如可對(duì)一些石油化工材料運(yùn)輸車、大噸位貨車等車輛進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，掌握其行駛路線。如果根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)違法車輛，則發(fā)出警示信息，提醒交通管理部門及時(shí)采取措施，保障道路暢通以及維護(hù)其他駕乘人員的安全。

第二，在物流服務(wù)方面的應(yīng)用前景。近幾年，我國物流行業(yè)在電子商務(wù)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下發(fā)展迅速，這也讓道路交通運(yùn)輸壓力成倍地增加。為了更好地服務(wù)于物流工作的開展，應(yīng)結(jié)合云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，完善各種運(yùn)輸方式的信息采集體系，建立物流公共信息服務(wù)系統(tǒng)，達(dá)到物流全程可視可控、貨物實(shí)時(shí)跟蹤，開展網(wǎng)上運(yùn)輸服務(wù)、物流配送、電子支付結(jié)算、從業(yè)人員信息認(rèn)證、服務(wù)質(zhì)量記錄、信用等級(jí)評(píng)價(jià)、在線咨詢、投訴和救助等多項(xiàng)服務(wù)。

為了更好地順應(yīng)交通運(yùn)輸管理信息化的發(fā)展趨勢(shì)，近年來越來越多的省份開始建立和使用交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心。將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等前沿技術(shù)，應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與運(yùn)行中，以道路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、車輛定位信息等為參照，進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合、分析與利用，為交通運(yùn)輸管理工作更好地開展提供決策支持。未來，應(yīng)關(guān)注前沿信息技術(shù)，將5G技術(shù)、AI技術(shù)等應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心的開發(fā)中，支持交通運(yùn)輸事業(yè)的更好發(fā)展。

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