云計算在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

林 琛，班定東，覃良純，曾曉雨

（上汽通用五菱汽車股份有限公司廣西汽車新四化重點實驗室，廣西 柳州 545000）

引言

隨著新能源、人工智能以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展，人們的交通出行需求發(fā)生了極大的改變，駕駛員與乘客們對汽車的需求往往不再局限于單純的交通載具，而對于車輛的智能化及娛樂服務(wù)提出了更高的要求。除了用戶需求之外，為了提高汽車企業(yè)在汽車的零部件供應(yīng)、生產(chǎn)以及銷售等環(huán)節(jié)的運行效率，汽車企業(yè)對實現(xiàn)自身智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求也越來越迫切。這些新的訴求都對汽車企業(yè)的IT計算能力提出了新的更高的要求，尤其強調(diào)企業(yè)的IT資源需要具備彈性的、可以橫向和縱向自由伸縮的能力[1-2]。

云計算是當(dāng)今計算機技術(shù)飛速發(fā)展的成果，被認為是計算機領(lǐng)域一次新的技術(shù)變革。伴隨著云計算在各個領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，其在汽車行業(yè)的深入推廣也成為必然趨勢。

1 云計算的概念

云計算是基于網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交互模式，一般是利用互聯(lián)網(wǎng)對外提供動態(tài)且易于進行擴展的服務(wù)。同時，云計算所提供的服務(wù)常常是虛擬化的資源，它的服務(wù)既可是IT、軟件和網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)的服務(wù)，也可以是其他服務(wù)。云計算的出現(xiàn)，意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進行流通。同時，因為云計算是把計算能力以及存儲能力等資源及服務(wù)集中起來，通過軟件平臺進行統(tǒng)一的調(diào)度和自動化管理，可以將大量的服務(wù)器等資源集中協(xié)調(diào)調(diào)用。意味著只需要較少的人員參與資源的分配及管理，使用者就能高效而又迅速地得到云端的所提供的服務(wù)。并且，在云平臺的統(tǒng)一調(diào)度下，也極大程度地提高了計算和存儲資源的利用率。同時利用了虛擬化、分布式存儲等技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的物理計算資源，也大幅提高了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可靠性、可用性和拓展性。

2 云服務(wù)的分類

簡單來說，云服務(wù)是將企業(yè)使用的硬件、業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及各類數(shù)據(jù)等都放到云上。通過互聯(lián)網(wǎng)，得以實現(xiàn)在任意時間以及場所，使用不同的本地計算機設(shè)備實現(xiàn)對云端計算及存儲等資源的訪問，在云端達成數(shù)據(jù)運算的目的或是對實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存取。目前，行業(yè)內(nèi)按云服務(wù)所屬的性質(zhì)，普遍將云服務(wù)劃分為公有云和私有云。

2.1 公有云

公有云是指第三方的服務(wù)提供商利用自己的數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施為用戶提供的云資源及服務(wù)的模式。公有云通常是將資源及服務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)提供給不同的用戶訪問，所以共享資源服務(wù)也是公有云最核心的屬性。在公有云上的多個客戶可共享公有云所提供的系統(tǒng)資源，不需要自行準備IT設(shè)備場地，也不需要架設(shè)任何設(shè)備及配備基礎(chǔ)設(shè)施管理人員，便可享有專業(yè)的IT服務(wù)。公有云還可細分為三個類別，包括Software-as-a-Service，SaaS（軟件即服務(wù)），在這種類別中，云服務(wù)商是將云平臺的硬件資源，如計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò)資源提供給用戶；Platform-as-a-Service，PaaS（平臺即服務(wù)），該模式的不同是它為用戶提供的是一個完整的開發(fā)環(huán)境，使用戶能基于云計算平臺構(gòu)建并運行適合企業(yè)的應(yīng)用；Infrastructure-as-a-Service，IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)），這種模式是將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在云上，將應(yīng)用軟件作為服務(wù)直接提供給用戶[3-4]。

人們平日生活中常用的郵箱、云盤以及云相冊都屬于SaaS的范疇，以軟件服務(wù)為主導(dǎo)；至于PaaS則以服務(wù)形式提供應(yīng)用開發(fā)、部署平臺，加快用戶自行編寫CRM（客戶關(guān)系管理）、ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）等系統(tǒng)的功能。IaaS架構(gòu)主要通過虛擬化技術(shù)與云服務(wù)結(jié)合，提供軟硬件及服務(wù)，例如服務(wù)器資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源以及軟件組件資源等。

用戶企業(yè)選擇公有云的服務(wù)模式可以為企業(yè)帶來許多優(yōu)勢。首先，企業(yè)不需要為準備IT設(shè)備運行場地而進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，節(jié)省了前期龐大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入，同時也節(jié)省了漫長的場地建設(shè)時間。其次，依靠公有云龐大的資源池，企業(yè)能夠依據(jù)其業(yè)務(wù)實時發(fā)展的規(guī)模、需求，動態(tài)調(diào)配其所需的資源規(guī)模及資源類型[5-6]。再者，當(dāng)云計算領(lǐng)域出現(xiàn)技術(shù)迭代時，企業(yè)能夠直接根據(jù)業(yè)務(wù)情況靈活地評估是否遷移到使用了新技術(shù)的云資源上，不必再去考慮老舊的IT硬件資源處置問題；最后，公有云服務(wù)提供商會擁有一支專業(yè)的運維服務(wù)團隊對公有云進行統(tǒng)一的維護，公有云上的各個用戶企業(yè)可以不需要再獨立建立專業(yè)的硬件設(shè)備保障團隊，節(jié)省了人力成本。

2.2 私有云

私有云是指單獨為一個使用方構(gòu)建的云計算服務(wù)，通常構(gòu)建在企業(yè)自己的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，面向企業(yè)內(nèi)部組織用戶服務(wù)，因而具有數(shù)據(jù)安全性高，IT基礎(chǔ)架構(gòu)可控制能力強、合規(guī)等特點。與公有云不同的是，企業(yè)需要為私有云準備數(shù)據(jù)中心等硬件基礎(chǔ)設(shè)施，包括服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機、防火墻等）等IT硬件設(shè)備，以及支撐這些IT設(shè)備正常運行所需的機柜、機房以及水電、暖通等基礎(chǔ)設(shè)施。因此，建設(shè)私有云，企業(yè)前期需要對私有云基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做較大投入。除硬件投入外，建設(shè)企業(yè)私有云還需要建立起一支專業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施及IT軟硬件設(shè)備保障團隊。

3 云服務(wù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

近年來，云計算的理念正被快速地應(yīng)用到汽車行業(yè)中。例如，在新車型研發(fā)中，車企通常面臨十分復(fù)雜的研發(fā)環(huán)境，往往一款新車型的研發(fā)涉及到企業(yè)自身的各個部門以及多家外部企業(yè)和單位。如果沒有很好的機制協(xié)調(diào)研發(fā)流程中的各個單位，讓它們形成良好的協(xié)作，就會導(dǎo)致各部門、單位間協(xié)同效率低，難以形成強大的競爭力。為解決上述研發(fā)過程中的協(xié)同配合問題，目前許多車企都選擇利用云計算技術(shù)建立自身研發(fā)體系的信息系統(tǒng)，以便打通企業(yè)研發(fā)體系中的上下游各個環(huán)節(jié)，很好地解決了各研發(fā)單位間研發(fā)信息無障礙共享以及實現(xiàn)了研發(fā)過程中各流程階段的良好銜接。除研發(fā)系統(tǒng)外，云計算還廣泛地滲透到了汽車的制造及銷售環(huán)節(jié)當(dāng)中。

目前，云計算除在車輛前期的研發(fā)、制造及銷售環(huán)節(jié)中發(fā)揮了重要作用外，在車輛售出后，用戶日常使用中的車輛狀態(tài)信息采集、車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中也承擔(dān)了重要的角色。為加強新能源汽車推廣應(yīng)用與安全監(jiān)管，充分運用信息化手段實現(xiàn)對新能源汽車運行情況的實時監(jiān)控，近年來出臺了國家標(biāo)準《電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，標(biāo)準中提出電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)由公共平臺（包括國家監(jiān)管平臺和地方監(jiān)管平臺）、企業(yè)平臺和車載終端組成。在這三者間，由車輛的車載終端連接到生產(chǎn)企業(yè)的企業(yè)平臺，企業(yè)平臺再按照平臺交換協(xié)議，將車載終端采集的數(shù)據(jù)及相關(guān)統(tǒng)計信息傳輸給公共平臺，公共平臺再對企業(yè)平臺提供的車輛信息進行管理，提供監(jiān)管服務(wù)，并向車輛管理、質(zhì)量監(jiān)督等部門提供相關(guān)信息[7-8]。

汽車企業(yè)在實現(xiàn)《電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》要求的過程中，對于實現(xiàn)其企業(yè)平臺的部分，需要面對的往往是不同地域萬級甚至百萬級的接入車輛數(shù)，這對汽車企業(yè)的企業(yè)平臺提出了極高的要求，不僅要求云服務(wù)器的可靠性，還需要企業(yè)平臺面對不同地域的車輛都要擁有良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。對此，各汽車企業(yè)往往選擇通過利用公有云來搭建自己的企業(yè)平臺，在公有云上，會有更好的服務(wù)可靠性及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。汽車企業(yè)還可以通過公有云節(jié)點往往遍及各地的特性，通過采用兩地三中心等的云架構(gòu)設(shè)計，使企業(yè)平臺從架構(gòu)設(shè)計上得到更高的業(yè)務(wù)可靠性。兩地三中心是指同城雙中心加異地災(zāi)備一種商用容災(zāi)備份解決方案。其中，同城雙中心是指在同城或鄰近城市建立兩個可獨立承擔(dān)關(guān)鍵系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)中心，雙中心具備基本等同的業(yè)務(wù)處理能力并通過高速鏈路實時同步數(shù)據(jù)，日常情況下可同時分擔(dān)業(yè)務(wù)及管理系統(tǒng)的運行，并可切換運行；災(zāi)難情況下可在基本不丟失數(shù)據(jù)的情況下進行災(zāi)備應(yīng)急切換，保持業(yè)務(wù)連續(xù)運行。與異地災(zāi)備模式相比較，同城雙中心具有投資成本低、建設(shè)速度快、運維管理相對簡單、可靠性更高等優(yōu)點，可以實現(xiàn)火災(zāi)防范、建筑物破壞、供電故障、計算機系統(tǒng)及人為破壞引起的災(zāi)難[9-10]。異地災(zāi)備中心是指在異地的城市建立一個備份的災(zāi)備中心，用于雙中心的數(shù)據(jù)備份，當(dāng)雙中心出現(xiàn)洪災(zāi)、地震等大規(guī)模區(qū)域性災(zāi)難而同時不能提供服務(wù)時，異地災(zāi)備中心可以用備份數(shù)據(jù)進行業(yè)務(wù)的恢復(fù)，如下頁圖1所示。

用于車輛數(shù)據(jù)采集的企業(yè)平臺從車輛上采集到的數(shù)據(jù)除用于滿足《電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中要求外，這些海量的數(shù)據(jù)本身也具有極高的價值，所以汽車企業(yè)通常也會將采集到的這些數(shù)據(jù)用于數(shù)據(jù)的分析及價值挖掘。例如，用于分析用戶的用車習(xí)慣，并提供反饋給企業(yè)研發(fā)部門，以便于開發(fā)出更貼近用戶需求的產(chǎn)品等。若車企已經(jīng)建設(shè)有自己的私有云基礎(chǔ)設(shè)施，對于該企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署在私有云上，只需要再支付一次性的設(shè)備購買費用及日常電費，幾乎只需要半年的同量公有云服務(wù)器租用成本就可以完成相應(yīng)私有云設(shè)備的增加。于是可以把這部分面向企業(yè)內(nèi)部研發(fā)、生產(chǎn)及銷售環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)部署到企業(yè)私有云中，以節(jié)省公有云資源的租用成本。同時，對于企業(yè)平臺為滿足規(guī)范要求所存儲的海量數(shù)據(jù)，譬如幾個月前所采集到的數(shù)據(jù)，調(diào)用的頻次及服務(wù)的實時可靠性要求往往相對較低，為節(jié)省公有云存儲成本，也可將企業(yè)平臺中一定日期前的歷史數(shù)據(jù)遷移到企業(yè)私有云中。同時，將與公有云上相同的計算服務(wù)也部署到私有云中，當(dāng)需要使用私有云數(shù)據(jù)時，通過公有云上的統(tǒng)一平臺來調(diào)用在私有云中部署的計算服務(wù)得到數(shù)據(jù)結(jié)果，既降低了對公有云上計算服務(wù)的壓力，也避免了公有云中計算服務(wù)直接調(diào)取私有云中的歷史數(shù)據(jù)會造成公有云和私有云間巨大的網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。企業(yè)平臺通過將一套業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不同功能模塊，采用了按各自的業(yè)務(wù)特性分別部署到公有云、私有云，形成了混合云部署方式，實現(xiàn)了在保證企業(yè)平臺運行可靠性的前提下，降低了企業(yè)平臺的運行成本。

4 結(jié)語

云計算技術(shù)現(xiàn)已深入到汽車行業(yè)的方方面面中，隨著其在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的不斷擴展和支撐的車輛數(shù)不斷增加，汽車企業(yè)也將面臨越來越多的云上業(yè)務(wù)穩(wěn)定性的問題。需要不斷地根據(jù)業(yè)務(wù)擴展優(yōu)化自身的云架構(gòu)及業(yè)務(wù)架構(gòu)，才能更好地應(yīng)對車企向電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。