基于云計算的智能交通系統的研究

摘 要：智能交通系統（ITS）在我國的發展處于起步階段，面臨著諸多問題：海量數據不能有效整合、偏遠地區設備落后、各省各部門各自為戰等。而云計算技術的發展將為智能交通系統的發展帶來新的發展空間；兩者的結合必將是未來的發展趨勢。本文通過研究云計算技術在智能交通系統中的應用，提出了基于云計算技術的ITS平臺（智能交通云），解決了交通信息共享、設備落后等問題。

關鍵詞：云計算；智能交通系統；智能交通云；應用

1 引言

隨著經濟的快速發展，交通運輸管理也面臨著種種問題：交通擁擠、交通事故頻發、城市空氣污染惡化等。嚴重影響了人們的正常生活，造成人力、物力、財力的巨大浪費。面對交通管理方面的諸多問題，智能交通系統應運而生[1]。

智能交通系統是將先進的信息技術、通訊技術、傳感技術、控制技術以及計算機技術等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，從而建立起的一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效、綜合的運輸和管理系統。

目前，我國的智能交通系統處在初步發展階段，面臨著交通信息分散、海量數據不能有效整合、大量人力、物力、財力浪費等諸多問題。云計算技術以其海量存儲、資源統一管理、信息安全等優勢，可以有效的解決交通信息系統面臨的諸多問題，成為今后交通業的發展方向。

2 云計算技術簡介

2.1 云計算的定義[2]

云計算，通過網絡將計算機資源（軟件、存儲功能等）作為服務按需提供給用戶。所有資源都存儲在一個虛擬的、龐大的資源池中，被稱為“云端”；用戶端只需一個能上網的終端（筆記本、手機等），便可以通過網絡獲得所需要的所有資源，不必再擔心硬件配置低、存儲空間小、病毒入侵、數據丟失等，而用戶只需要提供非常少量的使用費便可。

2.2 云計算的發展現狀

自2006年8月9日，Google首席執行官埃里克·施密特在搜索引擎大會上首次提出“云計算”的概念后，世界上幾大IT業公司便陸續開始了“云計算”的研究，并首先在大學校園里推廣云計算的計劃。發展到至今，云計算已不再是一個概念，而是實際的應用在生活及工作中。云計算應用到各個領域將是今后的一個發展趨勢。

2.3 云計算的特點

2.3.1 按需服務

“云”是一個龐大的資源池，涵蓋了除硬件基礎設置外的所以計算機資源。用戶在使用計算機時，只需要一個個人計算機、手機等能上網的終端設備，其他所需要的應用軟件、系統軟件都不需要安裝，而是由互聯網上的云端提供，用戶只按需付一定的服務費。用戶所處理的數據或資料也可不必存儲在本地，而是保存在云端的數據中心處。用戶可以在任何時間、任何地點繼續自己的工作或查找所需要的信息，從而實現隨用隨取，就像自來水、電、煤氣等一樣按需使用、按需服務、按需付費。

2.3.2 強大的存儲、計算能力

云端的管理系統規模非常龐大，一般擁有上百萬臺服務器；即便是企業的私有云一般也擁有數百上千臺服務器。因此，云能賦予用戶前所未有的計算能力和存儲能力，可以完成用戶的各種業務需求。

2.3.3 高可靠性

云端提供了最可靠、安全的數據存儲中心，有最專業的團隊來管理信息。因此，用戶不必擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩。同時，嚴格的權限管理策略可以確保用戶信息的保密性和與指定其他用戶的數據共享。

2.3.4 分層服務

云計算包括以下幾個層次的服務：基礎設施級服務（IaaS），平臺級服務（PaaS）和軟件級服務（SaaS）[3]。

基礎設施級服務：是將計算、存儲和網絡資源通過虛擬化形成資源池，為用戶提供基礎的運算和存儲服務。

平臺級服務：將軟件研發的平臺（如編程軟件）作為一種服務，提供給用戶。在平臺層上提供了海量的文件系統、數據庫系統、消息系統和并行計算環境。

軟件級服務：為用戶提供各種應用軟件。

3 云計算應用于智能交通系統

3.1 智能交通系統的發展現狀

我國的智能交通系統（ITS）的研究起步較晚。1994年，我國參加了在法國巴黎召開的第一屆ITS世界大會后，才拉開了我國ITS的發展序幕。經過十幾年的發展，我國已經在智能交通領域取得了重大進展，高速公路監控系統、不停車收費系統、安全保障系統等已經在一些大城市使用運行[4]。但由于發展時間短、技術基礎薄弱等原因，我國的智能交通系統仍處在起步階段，還有很多不足之處：

3.1.1 缺少智能交通研發、管理人才[5]

由于我國在智能交通系統方面研究時間短，而且該方面的人才既需要懂得計算機技術，又需要了解交通知識的復合型人才。所以對這方面的人才培養還不足，這樣非常不利于智能交通系統的深入研究與應用

3.1.2 缺少ITS協調組織機構

目前，我國的交通體制仍處于各部門、各省和地區分頭管理、各自為戰的狀況。這樣，不利于ITS的整體發展，同時也造成了極大的資源浪費。在人才短缺的情況下，更是不利于ITS的長遠發展。

3.1.3 地區之間發展不平衡

由于生產力、資源分布不均，經濟發展不平衡，ITS的發展出現區域不平衡性。

3.1.4 高速收費管理不完善

在一些偏遠地區，高速收費管理不完善，經常出現亂收費現象。相關部分也沒有統一的監控和相關的道路收費管理明細提供給車主。

3.2 云計算應用于智能交通系統

智能交通云的設計主要包括存儲、查詢下載和管理上傳三個模塊，如圖1所示。

“存儲”模塊，主要是將車輛信息、路況信息、公路設施信息、物流信息等保存到云端的存儲服務器中，又稱為“資源云”。資源云的存儲模型如圖2所示。云計算數據中心可以自動管理和動態分配信息資源；用戶也可以在權限范圍內自定義所需的資源結構，并通過“申請服務界面”向云計算數據中心提交請求。

“查詢下載”模塊，同時面向公眾和管理部門。可查詢內容主要包括：路況信息、公路設施信息、停車收費信息、物流信息、相關管理政策信息、車輛信息和人員信息等。但是根據登陸人員的身份不同，可查詢的內容也會有所不同。

“管理上傳”模塊，也是面向公眾和管理部門。公眾主要是將一些臨時的路況信息或反饋意見上傳到相關模塊；管理部門需要根據查詢或提示信息及時處理突發事件，保障道路安全、暢通。同時也可以對其他信息進行集中管理并及時更新存儲模塊中的相應信息。

由于用戶登錄身份不同，人機交互界面中可操作或顯示的內容也會有所不同，因此，需要設計幾個子系統來支持不同身份的用戶使用，如圖3所示。

云計算技術應用于智能交通系統，加大了各部門、各省和地區之間的協調管理。當然，不同的部門都會設有不同的權限，從而使各部門既做到統一管理又做到各盡其職、互不干擾，這樣也有利于國家的統籌管理。所有軟、硬件資源都由云端提供，從而免去了地方部門或偏遠地區因設備落后無法實現交通管理智能化的困擾；所有資源統一管理，也有利于信息的及時更新。公眾也可以隨時隨地了解到最新的路況信息，或周邊的公共設施信息等。

4 結束語

云計算技術應用到智能交通系統，能夠實現資源的最大融合與共享；各管理部門統一組織、統一管理，使整個交通系統實現一體化；同時也使更多的公眾參與到智能交通系統的維護中。云計算技術與智能交通系統結合將是未來的發展趨勢。

[參考文獻]

[1]錢哨，張云鵬，黃少波.智能交通云：基于云計算的智能交通系統[J].計算機與現代化.2010（11）：168-171.

[2]唐箭.云存儲系統的分析與應用研究[J].電腦知識與技術.2009（20）：5337-5338，5340.

[3]豐江帆，熊雨虹.云計算環境下的數字城市建設.數字通信.2011（6）：23-27.

[4]胡發明.基于云計算的智能交通系統平臺研究[J].人工智能與識別技術.2011（6）：56，57.

[5]Peter Mell and Tim Grance，”The NIST definition of cloud computing”.Version 15，October 7，2009.