高速公路指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)模式研究

孫斌　汪立鶴　李玉萍

摘要：將云計(jì)算技術(shù)綜合應(yīng)用在高速公路管理，使各類資源抽象成虛擬的云服務(wù)資源，解決高速公路指揮調(diào)度資源要素分散的問(wèn)題，并構(gòu)建現(xiàn)代理念先進(jìn)、面向服務(wù)的高速公路指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的指揮調(diào)度體系，達(dá)到任意人在任意時(shí)間、任意地點(diǎn)通過(guò)任意通訊終端都可獲取任意交通信息的無(wú)邊界交通信息服務(wù)能力。文章對(duì)高速公路指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)的模式進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：高速公路；指揮調(diào)度；云服務(wù)平臺(tái)；云計(jì)算技術(shù)；交通信息；無(wú)邊界 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U495 文章編號(hào)：1009-2374（2015）01-0015-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0008

高速公路指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)將信息采集技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)與先進(jìn)的交通信息融合技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合，既可為高速公路運(yùn)營(yíng)管理單位指揮調(diào)度提供決策依據(jù)，又可為高速公路各類交通參與者提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的交通信息服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)高速公路營(yíng)運(yùn)管理單位對(duì)交通事件的網(wǎng)上指揮調(diào)度，提高科學(xué)決策能力，從而推進(jìn)突發(fā)事件管理工作的信息化進(jìn)程，最大限度地減少突發(fā)交通事件造成的災(zāi)害和損失。

1 研究背景

1.1 高速公路運(yùn)營(yíng)管理效能有待進(jìn)一步提升

國(guó)家“十二五”規(guī)劃明確提出需要加快推進(jìn)現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展，加快交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式。各級(jí)交通運(yùn)輸部門(mén)在綜合管理和公共服務(wù)方面都需要履行職能，高速公路信息化建設(shè)為交通運(yùn)輸管理提供了有效手段，它在提高交通運(yùn)輸管理效能的同時(shí)，還通過(guò)對(duì)交通運(yùn)輸信息資源的深度開(kāi)發(fā)利用，為管理決策提供有效支撐，提高交通運(yùn)輸管理的決策水平、調(diào)控、監(jiān)管和處置能力以及服務(wù)質(zhì)量，全方位提高高速公路日常運(yùn)營(yíng)和突發(fā)事件處理的能力。

1.2 高速公路信息化面臨創(chuàng)新變革

高速公路交通運(yùn)輸通行量不斷增長(zhǎng)，但基礎(chǔ)設(shè)施所提供的通行能力無(wú)法在短期內(nèi)大幅提升，在主線道路、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)無(wú)法擴(kuò)容的條件下要想提高通行能力，必須走數(shù)字化、信息化、智能化的道路。高速公路信息智能化水平仍然偏低，突出表現(xiàn)在信息共享率低，信息設(shè)備低效率使用，信息孤島大量存在。高速公路管理者需要多臺(tái)終端、多套系統(tǒng)才能全面了解營(yíng)運(yùn)管理全貌等，非集成化的IT管理所帶來(lái)的運(yùn)維成本也居高不下。

1.3 新技術(shù)為創(chuàng)新變革帶來(lái)了無(wú)窮可能

隨著高速公路萬(wàn)兆網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的日益成熟，將這些技術(shù)綜合應(yīng)用在高速公路管理，可最大程度地實(shí)現(xiàn)高效、快捷、安全、便捷的可持續(xù)發(fā)展，以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)架，整合現(xiàn)有高速公路運(yùn)營(yíng)管理單位的分散資源要素，使其虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化，組建總體資源池，實(shí)現(xiàn)高速公路資源統(tǒng)一

調(diào)度。

2 體系結(jié)構(gòu)

云計(jì)算是一種用戶可配置、按需從網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)計(jì)算資源池的共享模型，并可快速供應(yīng)和發(fā)布該模型的新型信息處理模式。典型的云計(jì)算服務(wù)體系包含三層結(jié)構(gòu)，即IaaS層（基礎(chǔ)設(shè)施，即服務(wù)層），將基礎(chǔ)設(shè)施（計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)等資源）作為服務(wù)提供給用戶；PaaS層（平臺(tái)，即服務(wù)層），提供API或開(kāi)發(fā)平臺(tái)供用戶在云中創(chuàng)建自己的應(yīng)用，用戶不需要關(guān)注底層的云基礎(chǔ)設(shè)施；SaaS層（軟件，即服務(wù)層），提供給用戶的服務(wù)是運(yùn)行在云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上的應(yīng)用程序，可以在各種用戶端設(shè)備上通過(guò)用戶端界面訪問(wèn)。

建立高速公路指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)就是運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，改造原有高速公路數(shù)據(jù)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)功能和模式，與外場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、流量感知系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)合，將所有能夠共享的數(shù)據(jù)、視頻圖片資料、決策知識(shí)庫(kù)等連接成為共享資源池，實(shí)現(xiàn)高速公路營(yíng)運(yùn)管理的全面數(shù)字化，對(duì)高速公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)、交通監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的可視化管理。需要在現(xiàn)有高速公路信息化中建立以下四大內(nèi)容，涵蓋云計(jì)算的三大部分（Iaas，Paas，Saas），它們是：

2.1 建立IT基礎(chǔ)設(shè)施資源統(tǒng)一調(diào)度的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)

系統(tǒng)提供基于云計(jì)算的IT基礎(chǔ)設(shè)施資源池服務(wù)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一調(diào)度能力，提升IT設(shè)備的使用效率、促進(jìn)上層高速公路業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)和部署能力，從而提升管理效率和服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)虛擬化資源池由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和虛擬化軟件等IT軟硬件設(shè)備組成，提供的各類IT資源相互協(xié)作對(duì)外提供完整的資源使用環(huán)境。上層業(yè)務(wù)可根據(jù)自身需求申請(qǐng)對(duì)應(yīng)的資源環(huán)境，資源到位之后即可部署對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)軟件。虛擬化技術(shù)極大地提高服務(wù)器整合的效率，大幅簡(jiǎn)化了服務(wù)器群管理的復(fù)雜性，提高了整體系統(tǒng)的可用性，同時(shí)還明顯地減少了投資成本，具有很好的技術(shù)領(lǐng)先性和性價(jià)比。虛擬技術(shù)由于采用了將傳統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)用程序環(huán)境封裝成可移動(dòng)的檔案文件的技術(shù)，很容易實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的連續(xù)不間斷運(yùn)行，針對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用和資源訪問(wèn)量靈活部署。

2.2 建立信息資源整合與高效利用的信息采集和數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)

信息采集平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心的采集數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，在采集的過(guò)程中可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)清洗和格式轉(zhuǎn)換，該功能對(duì)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要求較高。

數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)是數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換的核心平臺(tái)，是業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、其他外部系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享的中介。數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)支持各級(jí)部門(mén)間、各類內(nèi)部、外部應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和共享和校驗(yàn)審核機(jī)制，并構(gòu)建上下級(jí)數(shù)據(jù)中心以及其他相關(guān)單位和部門(mén)數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)交換共享標(biāo)準(zhǔn)通道。

2.3 建立支撐指揮調(diào)度業(yè)務(wù)協(xié)同開(kāi)展的協(xié)同支撐平臺(tái)

協(xié)同支撐平臺(tái)提供了基礎(chǔ)支撐服務(wù)、云GIS服務(wù)、大屏幕綜合控制系統(tǒng)以及應(yīng)用安全保障服務(wù)等功能模塊。通過(guò)協(xié)同支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序和服務(wù)的統(tǒng)一部署與管理，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)總線向指揮調(diào)度應(yīng)用程序提供應(yīng)用功能服務(wù)接口，對(duì)跨部門(mén)、跨領(lǐng)域的信息維護(hù)、業(yè)務(wù)處理、流程編排進(jìn)行管理和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)同工作。

2.4 建立滿足高速公路營(yíng)運(yùn)管理和應(yīng)急保障的指揮調(diào)度應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)

建設(shè)指揮調(diào)度應(yīng)用服務(wù)，整合相關(guān)資源，實(shí)現(xiàn)高速公路指揮調(diào)度的“可視、可控、可調(diào)度、可跟蹤、可分析”，通過(guò)對(duì)道路日常營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計(jì)、挖掘、實(shí)時(shí)分析來(lái)提前預(yù)知掌握高速公路全線的實(shí)時(shí)路況。同時(shí)，將相關(guān)事件的關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、挖掘，對(duì)事件相關(guān)因素進(jìn)行一系列的有針對(duì)性的挖掘分析，提前通過(guò)公眾信息發(fā)布、限速、交通管制等手段來(lái)警示相關(guān)駕乘人員，降低事件發(fā)生的概率。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 高速公路指揮調(diào)度應(yīng)用技術(shù)研究

研究面向高速公路營(yíng)運(yùn)管理單位的云服務(wù)模式和平臺(tái)體系架構(gòu)，涉及高速公路跨指揮層級(jí)的調(diào)度管理、普適人機(jī)交互、應(yīng)急資源虛擬化、云端適配接入、高可靠業(yè)務(wù)協(xié)同、突發(fā)事件預(yù)案多層次優(yōu)化、智能監(jiān)測(cè)與主動(dòng)告警、交通態(tài)勢(shì)分析與預(yù)測(cè)以及與已有信息系統(tǒng)集成等應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高速公路融合數(shù)據(jù)的發(fā)布與共享，支持路網(wǎng)、路橋公司、管理處間的指揮調(diào)度業(yè)務(wù)協(xié)同與

應(yīng)用。

3.2 云計(jì)算協(xié)同支撐平臺(tái)研究

云計(jì)算能夠提供更強(qiáng)大的應(yīng)用支撐能力，開(kāi)發(fā)高速公路服務(wù)平臺(tái)支撐引擎套件、通用組件、管理工具集，并制定相關(guān)接口規(guī)范。在內(nèi)部管理、公眾服務(wù)等方面，將原來(lái)相互獨(dú)立的多個(gè)應(yīng)用平臺(tái)及信息孤島中的流程進(jìn)行有效整合，向應(yīng)用層的開(kāi)發(fā)者屏蔽下層信息細(xì)節(jié)和計(jì)算模型，支撐更大規(guī)模的應(yīng)用和數(shù)據(jù)，從而為指揮調(diào)度應(yīng)用提供更好的平臺(tái)。

3.3 云計(jì)算數(shù)據(jù)共享交換技術(shù)研究

云計(jì)算能夠解決信息高效處理的問(wèn)題，高速公路路網(wǎng)內(nèi)交通路況信息是互相分割的，在不同路段公司甚至各管理處，云計(jì)算技術(shù)可以建起路網(wǎng)綜合路況信息服務(wù)，將路網(wǎng)的全部信息進(jìn)行整合，使得交通信息的價(jià)值發(fā)揮到最大。用戶在出行前、出行中都可以通過(guò)各類渠道，獲取整個(gè)路網(wǎng)的交通信息，以及相關(guān)誘導(dǎo)信息。

4 建設(shè)效果

云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)效果主要體現(xiàn)在對(duì)資源的全面整合、高度可視化和高效利用等方面：

4.1 有效的數(shù)據(jù)資源全面整合，實(shí)時(shí)監(jiān)控高速公路運(yùn)行狀態(tài)及指揮調(diào)度資源

以云計(jì)算為基礎(chǔ)，整合指揮調(diào)度各類資源要素，使其虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化，組建總體資源池，將“一個(gè)平臺(tái)”、“一個(gè)網(wǎng)絡(luò)”統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化，提高了指揮調(diào)度響應(yīng)處理能力。解決目前困擾高速公路信息化建設(shè)中存在的數(shù)據(jù)分散、重復(fù)建設(shè)、信息安全性低、升級(jí)麻煩、擴(kuò)充業(yè)務(wù)成本高、對(duì)外互聯(lián)不暢等多種問(wèn)題。

4.2 實(shí)現(xiàn)資源高度可視化，提供處置高效、操作便捷的指揮平臺(tái)

通過(guò)在云GIS服務(wù)基礎(chǔ)上的高度集成，使高速公路各類信息資源融為“一張圖”，不僅圖文并茂、準(zhǔn)確高效，而且易于動(dòng)態(tài)更新，從而大大提高了高速公路管理工作的效率和質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)由車輛故障、交通事故等引起的各種交通異常情況，實(shí)時(shí)做出判斷和確定實(shí)施處理方案，以保證道路的服務(wù)水平、通行能力，減少行車延誤。

4.3 實(shí)現(xiàn)資源高效利用，智能聯(lián)動(dòng)提供信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的指揮體系

通過(guò)面向用戶的圖形化界面，結(jié)合大屏幕投影、監(jiān)視器屏墻、操作臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)緊急突發(fā)事件處理的調(diào)度預(yù)案和全過(guò)程跟蹤。使各指揮調(diào)度小組快速、準(zhǔn)確地交換危機(jī)狀況信息，爭(zhēng)取有限人力、時(shí)間資源。在高速公路發(fā)生緊急事件時(shí)，通過(guò)該平臺(tái)調(diào)度救援車輛、清排障車輛及時(shí)到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)聯(lián)絡(luò)交警、路政、醫(yī)院、消防等外部單位協(xié)同救援，切實(shí)提高事件協(xié)同處置能力。

5 結(jié)語(yǔ)

高速公路指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)模式充分利用云計(jì)算技術(shù)，匯聚高速公路運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和共享交換數(shù)據(jù)，滿足任何事件、任何地點(diǎn)、全天候的高速信息訪問(wèn)，以安全、快速的方式提供無(wú)縫的、可靠的通訊，提升指揮調(diào)度應(yīng)急處置能力。云計(jì)算作為一個(gè)全新的信息技術(shù)，給公路交通運(yùn)輸行業(yè)帶來(lái)諸多嶄新的指揮調(diào)度平臺(tái)建設(shè)模式，能高效地為高速公路日常運(yùn)營(yíng)和突發(fā)事件處理提供支持。

參考文獻(xiàn)

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[2] 錢(qián)哨.智能交通云：基于云計(jì)算的智能交通系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010，（11）.

作者簡(jiǎn)介：孫斌（1982—），男，江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院工程師，碩士，研究方向：信息化規(guī)劃與咨詢、智慧交通。

（責(zé)任編輯：周 瓊）