云計算技術在智慧交通中的應用研究

張 勇 王 海 劉思陽

1.陸軍軍事交通學院學員五大隊研究生隊，天津 300161；2.陸軍軍事交通學院聯合投送系，天津 300161

隨著計算機技術、電子傳感技術、控制技術和通信技術等先進技術在交通運輸領域的集成應用，交通運輸的管理模式向著智能化、網絡化、一體化方向發展。云計算技術提供了一種新的信息處理和服務模式，具有數據處理效率高、資源共享率高、擴展性強等諸多優點，尤其在計算和信息處理方面具有極大的優勢，在智慧交通領域的應用必然成為趨勢。

1 云計算技術與智慧交通概述

1.1 云計算技術

從2006年Google首次提出云計算概念起，經過多年的發展，云計算在各個領域都有了廣泛應用，形成了多種服務模式和部署模式。云計算并不是一種新技術，而是硬件技術和網絡技術發展到一定階段出現的新技術模型，包括網格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等技術。云計算通過虛擬化技術將計算資源池化，利用網絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的系統，并借助SaaS、PaaS、IaaS等先進的商業模式把計算能力分布到終端用戶手中，以更小的資源粒度向使用者提供服務。

云計算技術將終端與信息分離，方便很好地管理云中的信息。用戶的應用和數據分布在不同的服務器上，即使單點服務器崩潰，仍然可以動態擴展和部署新的節點作為輔助資源和計算能力添加進來，自動處理失敗節點，保證應用和計算的正常進行。云計算平臺提供的服務基于網絡進行柵格狀組織，不是基于單點提供，能夠進行全天候全天時實時響應。

1.2 智慧交通

智慧交通是在智能交通的基礎上發展起來的。智慧交通是指充分運用物聯網、大數據、云計算、自動控制、人工智能等高新技術匯集、篩檢、融合和分析交通信息，使交通運輸系統具備自我感知、自動互聯、智能分析和綜合判斷等能力，以此充分發揮道路交通基礎設施效能，緩解交通壓力，提升交通系統運行效率，減少交通事故，充分保證交通安全。其目標是在現有交通基礎設施的基礎上，將各種高新技術與先進的交通理論集成運用于交通運輸全過程中，加強人車路協同發展，建立一個安全、高效、環保的綜合運輸系統，提升公共交通服務水平，為通暢的公眾出行和可持續的經濟發展服務。

2 云計算技術在智慧交通的應用前景

經過長期的交通運輸信息化建設，交通運輸領域發展已經取得一系列成果，先后開發了多套信息系統，極大方便了交通用戶。但是各信息系統自成體系，這些系統的架構、開發語言以及數據格式各不相同，彼此無法聯通交互，各個信息系統比較封閉，信息共享程度不充分，信息標準不統一，信息交換不理想，形成了一個個“信息孤島”。目前交通領域存在交通信息處理低效、信息不實時、交通流預測不準確等一系列問題。與傳統的單機和網絡應用模式相比，云計算具有虛擬化、高靈活性和高可靠性等特點。云計算平臺利用軟件實現硬件資源的虛擬化管理、調度及應用，擴展、遷移、備份等各項應用操作均在虛擬化層完成。運用虛擬化技術，通過整合交通運輸領域各種業務資源、行業信息和業務系統，實現資源的集中管理。

2.1 構建交通云平臺

運用云計算技術對交通運輸系統數據中心進行改造，整合各種交通信息資源，融合交通運輸信息系統，使數據中心具備資源池彈性擴張能力，提升資源利用率。采用虛擬化技術、海量數據存儲、數據跨平臺共享等云計算技術，接入智能監控系統、公眾出行系統等采集前端獲取的海量交通數據，并對這些信息進行統一的組織、規劃和協調，經過篩檢、融合和分析處理后，為交通運輸領域各應用系統提供數據支撐。構建交通云計算服務平臺，加快整合信息系統，加強系統之間的信息共享，提高系統數據處理能力，為各類交通運輸信息系統運行提供硬件平臺、集成交互環境支撐，確保各類信息系統能夠互聯、互通、互操作。在交通云平臺上部署多套應用系統，共享交通云數據中心的海量交通數據，直接調用數據分析結果，構建交通GIS平臺、交通管理及仿真決策支持系統、安全監管與應急處置平臺、物流公共信息服務系統、衛星定位綜合管理與服務系統、公眾出行服務信息平臺和最優路徑誘導系統等系統。用戶按需通過網絡訪問交通云資源池，為交通參與者提供各種服務。

2.2 交通信息分析與發布

交通云計算平臺能夠實現交通信息采集、處理、存儲、分析、調用、發布和反饋全過程的優化，具有超強的計算能力、分布式存儲和信息共享等優勢，可充分發揮交通基礎設施效能，提供全新的交通信息管理模式，實現交通統一管理和資源數據共享，為交通運輸行業各信息系統提供計算服務，為交通參與者、交通管理部門提供高效和準確的交通信息，為廣大用戶提供交通信息分析與發布服務，提高智慧交通系統信息時效性和準確性。

2.3 交通指揮控制

通過物聯網等技術，實時監控交通參與者的交通行為，實時采集道路狀況，如車輛行駛狀態、交通擁堵情況以及車流速度，并將交通流量、密度和擁堵狀況等實時情況匯集至交通云平臺，借助交通云計算平臺的分布式存儲、動態冗余存儲等技術，通過對人、車、路等綜合交通因素數據的分析、處理與融合，應用一定的交通流預測算法、基于云模型預測短時交通流，提供動態導航服務和最優路徑誘導信息，為交通參與者提供科學的出行路線，極大節約公民出行時間，最大程度地緩解交通擁堵，降低環境污染，提高道路交通安全和使用效率。通過地感線圈、RFID、視頻監控等技術實時監測區域內各個路口各方向的交通車流量，由交通云平臺對這些數據進行集中處理，依賴實時可靠的交通流形成精確、聯動的區域交通控制方案，統一調控聯網信號燈，實現基于云計算的智能交通信號控制。

2.4 交通管理預警

道路車輛通過車聯網等設備，將車輛地理位置、車牌信息、車主信息等車輛狀態信息實時匯集在交通云平臺，實現車輛聯網在線管理。交通云平臺以服務的形式向各種用戶提供車輛信息服務，實現違反規章車輛的整治管理，實時保證車輛的安全。此外，基于交通云計算平臺，在任何時間、任何地點，應急救援人員通過網絡的形式都可獲取交通應急事件報警情況、救援資源和方案，隨時查看事故現場情況，并及時做出應急處理，進而控制交通事故的發展，快速恢復交通，實現基于交通云平臺的應急救援在線管理。通過交通云平臺，實時預警交通突發事件，保證交通運輸系統安全有序運行。

2.5 交通規劃建設

云計算技術能適應用戶對資源不斷變化的需求，按照用戶的應用需求部署相應的資源和計算能力，對虛擬資源池進行統一管理，可隨時對應用進行擴展，節省硬件資源開支，減少軟硬件資源建設和維護費用，大大降低運營維護成本。基于交通云平臺的交通基礎設施運營狀態安全檢查監測方面，無需支付高額的費用建立實體監控中心，可以共享交通云計算平臺，租賃交通云計算平臺提供的各項服務，能大幅降低交通領域系統建設成本，實現統一管理和維護，使路聯網市場能夠真正形成。

3 結語

交通云平臺可將交通管理者、交通運營企業和交通用戶緊密聯系起來。隨著云計算技術的日趨成熟，運用云計算技術對交通領域人車路等復雜情況進行統一管理，統籌整合各種交通運輸資源，構建交通云計算平臺，為智慧交通領域提供一種全新的服務方式，引領未來交通向高度智能化方向發展，實現安全、便捷、高效、環保的智慧交通，提升交通運輸行業的服務水平。但是，云計算技術也面臨著一定的安全問題，交通信息數據具有實時動態、大量復雜的特點，如何高效處理這些非結構化數據，需要進一步加強和研究。