高速公路智慧云平臺(tái)安全架構(gòu)研究

◆翟澤 鐘磊 王欣

行業(yè)與應(yīng)用安全

高速公路智慧云平臺(tái)安全架構(gòu)研究

◆翟澤1鐘磊2王欣2

（天津市高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)管理中心 天津 300304）

當(dāng)前云計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展，它的優(yōu)勢(shì)不斷展現(xiàn)，因此各個(gè)行業(yè)都在加速應(yīng)用云計(jì)算的技術(shù)。在交通領(lǐng)域，以云計(jì)算作為基礎(chǔ)的高速公路管理配備了大量的傳感裝置，可以很快捕捉到高速公路內(nèi)外的環(huán)境信息，這樣提升了對(duì)于高速公路車輛的監(jiān)控能力，并可以使用4G通信技術(shù)與下一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將所獲取的監(jiān)控與安全信息即時(shí)地傳送到控制中心，以進(jìn)行分析。同時(shí)信息終端也可以在通信技術(shù)的支持下，收到控制中心發(fā)送的信息，并且進(jìn)行反饋，這樣可以保證交通暢通與駕駛?cè)藛T的安全。

高速公路；云計(jì)算；智慧交通

大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的興起奠定了未來(lái)行業(yè)的發(fā)展方向。公路行業(yè)同樣面對(duì)著由傳統(tǒng)應(yīng)用向大數(shù)據(jù)應(yīng)用的轉(zhuǎn)型，下一步就是智慧公路的高速發(fā)展期，傳統(tǒng)低端存儲(chǔ)產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法滿足公路飛速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)容量需求。高速公路打造云計(jì)算智慧云統(tǒng)一資源平臺(tái)，并深入公路信息化應(yīng)用，致力于構(gòu)建高速公路云數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一資源平臺(tái)。打造智慧公路云平臺(tái)中心。

1 高速公路智慧云平臺(tái)安全構(gòu)建的重要意義

高速公路對(duì)行車安全、道路維護(hù)和公路服務(wù)有更高要求，在沒(méi)有對(duì)高速公路進(jìn)行信息化建設(shè)之前，高速公路在管理和服務(wù)上水平都不是很高。而將高速公路管理和服務(wù)與多種信息技術(shù)結(jié)合在一起時(shí)，智慧管理和智慧服務(wù)云平臺(tái)形式就出現(xiàn)了，這使得高速公路交通現(xiàn)代化、更加智慧化、安全化。在這其中，最關(guān)鍵的是智慧交通云平臺(tái)的安全構(gòu)建，畢竟只有優(yōu)質(zhì)的平臺(tái)，才會(huì)實(shí)現(xiàn)以上交通平臺(tái)安全架構(gòu)優(yōu)勢(shì)。研究高速公路云平臺(tái)的安全保護(hù)體系，有助于推動(dòng)云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用和推廣，既是我國(guó)高速公路產(chǎn)業(yè)升級(jí)、由弱變強(qiáng)的重要支撐，也是保障高速公路交通信息云平臺(tái)安全的必由之路。通過(guò)對(duì)目前高速公路面臨的安全問(wèn)題分析，提出高速公路智慧云平臺(tái)安全體系架構(gòu)，形成從設(shè)計(jì)研發(fā)到運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程的安全防護(hù)能力。

2 高速公路智慧云平臺(tái)安全構(gòu)建

2.1 建設(shè)技術(shù)

以云計(jì)算作為基礎(chǔ)運(yùn)行的交通云平臺(tái)提供了多樣的安全管理服務(wù)，與過(guò)去相比，綜合了不同的信息科技，特別是云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)，此類新的科技主要以發(fā)達(dá)的通信網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，它可以及時(shí)獲取高速公路上的各種數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行多層次分析，這樣的技術(shù)可以很快地獲取公路的交通狀況，同時(shí)相關(guān)人員也不必再親自到高速公路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣的便利均來(lái)源于以云計(jì)算為代表的新技術(shù)運(yùn)用到交通管理領(lǐng)域的結(jié)果，極大地提升了管理與服務(wù)水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也有利于獲取高速公路上發(fā)生的數(shù)據(jù)，并且可以即時(shí)地進(jìn)行傳輸與分析。感應(yīng)設(shè)備負(fù)責(zé)獲取數(shù)據(jù)。并且云計(jì)算技術(shù)中也提供了海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，可以將大量的歷史與當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，并且也可以進(jìn)行分享，這樣附近的高速公路人員通過(guò)登錄系統(tǒng)，來(lái)獲得相關(guān)利息，也就提升了信息的利用效率。云計(jì)算技術(shù)也以進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算與分析，滿足不同職能工作人員的工作需求。通過(guò)這些技術(shù)的應(yīng)用，智慧交通平臺(tái)才可以順利運(yùn)行。

2.2 建設(shè)框架

智慧交通云平臺(tái)的運(yùn)行以兩種信息技術(shù)為前提，可以對(duì)高速公路的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)地獲取與分析。同時(shí)將獲取到的信息進(jìn)行上傳與分享也可以通過(guò)此平臺(tái)來(lái)完成。因此以這樣的流程作為基礎(chǔ)，可以將此平臺(tái)的功能分為兩個(gè)部分來(lái)分析，首先是基礎(chǔ)設(shè)施，也就是通過(guò)布置大量的感應(yīng)器與云計(jì)算的使用，將高速公路的信息，比如車輛運(yùn)行的狀態(tài)等進(jìn)行收集，因此需要使用車輛的智能終端技術(shù)及其他技術(shù)。在對(duì)這些信息傳遞時(shí)，此交通云平臺(tái)與周圍的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，這樣就會(huì)出現(xiàn)多種信息的通信，對(duì)于這些信息的傳遞與處理也逐步開(kāi)始實(shí)現(xiàn)智能化，這也為隨后的數(shù)據(jù)分析與處理打下了基礎(chǔ)。其次是具備綜合功能業(yè)務(wù)平臺(tái)，云計(jì)算技術(shù)廣泛應(yīng)用于此平臺(tái)，并且云計(jì)算技術(shù)中的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能也可以充分發(fā)揮作用，平臺(tái)的使用者可以通過(guò)此功能，及時(shí)地獲取關(guān)于交通運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)，隨后進(jìn)行分析與作出決策。

2.3 邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分，第一是數(shù)據(jù)層，第二是應(yīng)用支撐層，最后一層是應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層的主要功能是存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份；支撐層是通過(guò)中間件、企業(yè)總線等，促進(jìn)數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)傳輸正常；同時(shí)應(yīng)用層面由多個(gè)子程序構(gòu)成，它們滿足使用者的需求。

2.4 平臺(tái)設(shè)計(jì)

對(duì)于智慧交通平臺(tái)的設(shè)計(jì)，需要保證在數(shù)據(jù)通信與交互的過(guò)程中，所有功能均可以完整地實(shí)現(xiàn)，因此在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)的設(shè)計(jì)時(shí)，將分為兩個(gè)層面，來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集與傳輸。這兩個(gè)層面來(lái)完成數(shù)據(jù)的收集與傳輸功能。在數(shù)據(jù)的收集過(guò)程中，要充分利用云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)功能，在信息傳輸時(shí)，保證相關(guān)的傳輸設(shè)備與無(wú)線網(wǎng)進(jìn)行充分連接，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。綜合服務(wù)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)多種職能，比如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析與處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與備份，實(shí)現(xiàn)與用戶的即時(shí)交流，最終達(dá)到智慧型管理。因此對(duì)于平臺(tái)的設(shè)計(jì)主要從三個(gè)層面進(jìn)行，第一是基礎(chǔ)設(shè)施層面、第二是提供平臺(tái)服務(wù)最終是提供軟件服務(wù)。

2.5 安全保證

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用都不能規(guī)避的一個(gè)問(wèn)題就是數(shù)據(jù)安全。保證數(shù)據(jù)安全要求高速公路視頻云存儲(chǔ)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)安全的保證不依賴任何硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，以保證云平臺(tái)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全保證。

3 高速公路智慧交通云平臺(tái)應(yīng)用

3.1 智慧管理

高速公路智慧交通平臺(tái)建設(shè)后，在管理層次，其智慧性主要體現(xiàn)在三方面，建設(shè)、運(yùn)營(yíng)以及養(yǎng)護(hù)。在建設(shè)方面，高速公路從項(xiàng)目提出到施工竣工全過(guò)程全部在該平臺(tái)的監(jiān)控中，相關(guān)的管理系統(tǒng)有施工進(jìn)度管理系統(tǒng)以及竣工管理系統(tǒng)等。在運(yùn)營(yíng)方面，主要對(duì)高速公路的通車狀況以及公路安全方面進(jìn)行管理。在養(yǎng)護(hù)方面，主要包括公路所路過(guò)的隧道和橋梁等工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以增加行車安全和道路的質(zhì)量。

3.2 智慧服務(wù)

智慧服務(wù)的對(duì)象有三種，一種是交通管理人員和高速公路管理人員，第二種是行車用戶，第三種是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商等。不同的服務(wù)對(duì)象，提供不同的服務(wù)。比如在行車用戶服務(wù)中，該平臺(tái)會(huì)將用戶行車附近的高速公路各種環(huán)境狀況顯示出來(lái)，比如天氣信息、交通暢通狀況等，極大方便了用戶行車順利。

3.3 平臺(tái)應(yīng)用分析

高速公路智慧管理云平臺(tái)可以及時(shí)監(jiān)測(cè)與分析引起交通事故與災(zāi)害的相關(guān)因素，這樣可以起到預(yù)先控制的作用，也可以來(lái)有效地監(jiān)控可以導(dǎo)致交通事故的外部環(huán)境，來(lái)保障交通系統(tǒng)有序進(jìn)行，免受外界的干擾。常見(jiàn)的、需要監(jiān)控的因素有以下幾個(gè)方面：在交通運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的自然環(huán)境的突發(fā)變化、運(yùn)載工具不能有效得到控制、駕駛員對(duì)于車輛的駕駛操作失控等。對(duì)于預(yù)防交通災(zāi)害主要以監(jiān)控與糾正人的行為作為重點(diǎn)。同時(shí)交通安全的預(yù)警管理主要以分析與控制措施兩個(gè)方面組成，首先是對(duì)于可能出現(xiàn)的交通災(zāi)害因素進(jìn)行識(shí)別與分析，以此作為基礎(chǔ)，來(lái)做出預(yù)警，它通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，第一是對(duì)于危險(xiǎn)因素的監(jiān)測(cè)與識(shí)別，第二是對(duì)于這些因素的分析。

（1）安全指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系

高速公路智慧云平臺(tái)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系主要包括：人的安全性、車輛的安全性、道路的安全性和對(duì)于道路安全的管理。其具體指標(biāo)如表1所示。

（2）車輛防控體系

國(guó)家公共安全管理中的重點(diǎn)是對(duì)于車輛的管控，因此建立數(shù)字化管理體系，即時(shí)管理車輛在各個(gè)環(huán)節(jié)中的狀態(tài)。此平臺(tái)可以完成以下功能，如何防止車輛被盜竊，加強(qiáng)對(duì)于車輛的稽查、緊急狀況下的求助功能、車內(nèi)情況的監(jiān)控、對(duì)于發(fā)生事故車輛的調(diào)查、迅速定位超速的車輛、鎖定與排除可疑的車輛等，此類功能均可以很好地提升交通管理的能力與提升公共安全。

（3）高速公路交通公共GPS信息系統(tǒng)

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要從以智慧交通云計(jì)算技術(shù)作為技術(shù)基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)綜合的管理平臺(tái)，最終可以實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一共享、信息的統(tǒng)一傳輸，并且具備統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行信息的管理，管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)可以在各個(gè)部門進(jìn)行共享，比如公交系統(tǒng)、物流運(yùn)輸、客運(yùn)體系、危險(xiǎn)品車輛運(yùn)輸?shù)取?/p>

4 結(jié)語(yǔ)

高速公路智慧交通平臺(tái)建設(shè)是高速公路實(shí)現(xiàn)智慧化和現(xiàn)代化的必然手段，也是高速公路發(fā)展變化的必然趨勢(shì)，所以將關(guān)注重點(diǎn)放在平臺(tái)建設(shè)以及平臺(tái)應(yīng)用中是十分有必要的。

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