基于云計算的交通運輸數據中心的實際應用

李麗萍 吳明宇 胡文

摘 要：在交通運輸行業中，通過對海量交通運輸數據的實時收集、歸類、統計、處理，挖掘數據資源的利用價值，實現交通的智能化管理，既可以減輕交通管理部門的工作壓力，又能夠給廣大的用戶提供便利信息。基于云計算技術建設交通運輸數據中心，可以保證數據的豐富度、真實性，為數據中心的各類功能的發揮與運用奠定基礎。分別從云計算架構、數據中心組成模塊和關鍵技術運用等方面，就交通運輸數據中心的建設與應用進行簡要分析。

關鍵詞：云計算;交通運輸;數據中心;虛擬化技術

中圖分類號：F512? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2020）24-0120-02

在“互聯網+”時代，交通運輸信息化已經成為一種常態，依托定位系統、智能監控系統等，可以收集各個路段、各個車輛的數據，為交通運輸管理帶來了極大的便利。近年來，各地交通管理部門也在積極探索交通運輸智能化管理系統，并且取得了較為喜人的成果。前沿技術的發展，特別是云計算、云存儲、AI等技術在交通運輸行業的應用，一方面進一步完善了交通運輸數據中心的系統架構，另一方面也提供了更加多樣和實用的功能，在交通執法、物流服務等相關領域具有推廣使用價值。

一、云計算背景下建設交通運輸數據中心的必要性

第一，提高了數據資源的利用率。隨著交通運輸網的日益密集，以及各類電子設備、智能監控設備的廣泛使用，交通運輸信息管理系統每天都會接收海量的電子數據。在傳統以物理服務器作為主要存儲載體的模式下，這些海量數據不僅會占用較多的存儲空間，增加了服務器的運行負荷，而且數據本身的價值沒有得到深度挖掘，造成了數據資源的浪費。相比之下，基于云計算、云存儲的交通運輸數據中心，則使用虛假服務器，將各類硬件設備全部復制到虛擬平臺上，不僅節省了硬件購買與維護的費用，而且擴大了存儲容量，可隨時調用虛擬服務器中的數據資源，提高了數據利用率。

第二，增強了數據信息的安全性。在交通運輸管理信息化的背景下，如何保障電子數據的隱私與安全，是人們重點關注的問題?；谠朴嬎愕慕煌ㄟ\輸數據中心，采用虛擬服務器來存儲數據，在安全等級和保密程度上，相比于一般的物理服務器來說更加高級。另外，虛擬服務器在數據的冗余備份方面，操作起來也十分方便。該系統可以每隔一定的時間，自動對備份數據進行更新，從而提高了備份數據的可用性。同時，可以將備份數據與源數據分別存儲在不同的虛擬服務器中，進一步提高了數據信息的安全性。

二、交通運輸數據中心的建設

（一）云計算數據中心架構

基于云計算的交通運輸數據中心從為用戶服務角度考慮，提供基礎設施即服務（Iaas）、平臺即服務（Paas）和軟件即服務（Saas）三種服務類型。這些抽象層可以看作是由底向上組成的多層服務形式，Iaas整合交通信息等數據資源，并提供數據存儲、預處理等服務，建立數據資源池，Paas在此基礎上，為用戶提供部署、運行和開發應用軟件所需的環境，用戶可在Saas層上運行各種應用程序，實現交通的智能化管理。

（二）數據中心的組成

1.用戶管理系統。所有具有操作權限的管理人員，其用戶信息都會被存儲到云服務器中。用戶信息主要包含了個人的登錄賬號、密碼以及從事職務、所在部門等基礎信息。不同的用戶會根據其實際職務，被設定不同的訪問權限。權限越高，在交通運輸數據中心系統上的操作范圍越廣泛，這樣就可以避免越級操作，對確保重要交通運輸數據的安全也有一定作用。在正常登錄數據中心后，可以查看道路監控數據、車輛定位數據、聯網收費數據等。同時，可以對各臺虛擬機進行管理，根據交通運輸數據的采集需要，確定連接或斷開虛擬機。

2.安全系統。用戶管理系統與應用系統相連時，為了保障操作環境的安全性，在兩個系統之間增加了一個網絡安全系統。當用戶提交操作指令后，網絡安全設備會首先核實操作環境是否安全，以及操作指令的發出者是否具有相應的權限。如果發現用戶存在越權操作或非法訪問，則網絡安全設備會自動禁止操作。相反，如果網絡安全系統確認為系統環境安全及具有操作權限，則允許執行操作。在安全系統的組成上，除了防火墻外，還有各類的殺毒軟件、檢測識別系統，以及權限認證系統等。

3.應用系統。應用系統是整個交通運輸數據中心的核心組成，幾乎涵蓋了道路交通管理的所有需求。例如聯網收費系統，目前可以實現省內各個高速路口收費系統的聯網，通過同步傳輸的方式，可以隨時隨地獲取任意一個高速路口的收費信息，保證了道路收費的透明度和規范性。道路監控系統主要采集常規的路況信息、行車信息，如某個路段有無擁堵情況等，可以通過廣播等形式提醒駕乘人員。視頻監控系統能夠更加精準地反映道路實時狀況，特別是在交通事故處理等方面，為交通管理人員提供了充足的現場證據。除了這些主要的應有功能外，還有統計分析系統、車輛定位系統、應急處理系統等等。

4.虛擬資源池。使用虛擬服務器是交通運輸數據中心在設計中的一大亮點。這樣就可以并聯若干臺虛擬機，可以分擔系統運行和數據傳輸壓力，即便是在數據流量較大的情況下，也不至于像傳統的管理系統那樣出現崩潰、宕機的情況，保證了交通運輸管理系統運行的穩定性和連續性。同時，還可以根據交通運輸數據變化的具體情況，隨時增加或斷開虛擬機，具有很強的可擴展性和靈活的操作性。

虛擬資源池主要由許多臺性能比較高的服務器組成，這些服務器統一由虛擬化軟件進行管理，在具體的管理工作中，需要結合各個系統的實際情況，計算出各系統的需求，然后虛擬出多臺虛擬服務器。數據存儲部分主要由多臺磁盤陣列組成，通過光線存儲交換機可以將這些磁盤陣列連接到虛擬資源池中的服務器之上，完成數據的高速存儲工作。網絡設備主要指的是以網絡交換機為中心構建起來的數據中心網絡。

三、交通運輸數據中心的關鍵技術

第一，虛擬化技術。對于交通運輸數據中心這類數據來源多樣、實時數據豐富的管理系統來說，虛擬化技術的應用可以在減輕系統運行壓力，提高運行流暢度的同時，從系統構建和運行維護方面降低成本。運用虛擬化技術，在虛擬服務器中，可以根據交通運輸管理需要，分別部署相應的應用程序，安裝虛擬化的應用軟件。這樣就能夠在虛擬環境下，模擬硬件運行，從而解決了硬件設備運行故障或是設備之間不兼容的問題。多臺虛擬機采用獨立連接的方式，每臺虛擬機分別對應著一個應用系統，相互之間不會發生串擾，保證了數據的完整性與真實性。

第二，云存儲技術。交通運輸系統每天產生的海量數據需要占用較多的物理存儲空間，無形中增加了存儲成本。相比之下，在使用云存儲技術后，利用虛擬存儲器提供了更大容量的存儲空間。同時，虛擬存儲器具有較強的可擴展性，可以隨著交通運輸數據的增長需要，以較低的成本不斷新增存儲空間，滿足了使用需求。除此之外，近年來，云存儲技術的成熟，也為交通運輸數據存儲提供了新的渠道，無論是在存儲容量還是數據安全方面，其都有著獨特的應用優勢。云存儲環境下還支持數據分類存儲，例如程序數據、歷史數據、基礎數據等，分別存放于不同的單元，這樣既可以提高數據調用與管理效率，又方便進行備份。

第三，數據共享技術。實現數據分析結果的充分共享和整合利用，是建立交通運輸數據中心的目的之一?；谠朴嬎慵夹g的數據中心，可以保證不同平臺之間的數據格式保持一致，從而為數據的跨平臺傳輸與共享利用帶來了便利。同時，大數據與云計算相結合，還可以增強數據本身的時效性，保證了從某個點產生的交通運輸數據，可以無障礙地傳輸到分布于不同地區的交通運輸信息管理系統中。數據共享技術的運用，在支持交通運輸數據中心內部重要數據的協同更新方面也有重要價值。通過實現數據共享，在不同的平臺之間保證數據資源的一致性，進一步提高了跨平臺管理的水平，為群眾的出行提供更為全面的信息服務。

四、云時代交通運輸數據中心的應用前景

第一，在交通執法方面的應用前景。交通運輸數據中心的應用系統中，包含了道路信息子系統、視頻監控子系統、車輛定位子系統等。利用這些系統動態地收集交通運輸數據，可以為交通執法提供數據參考。例如可對一些石油化工材料運輸車、大噸位貨車等車輛進行重點監控，掌握其行駛路線。如果根據監控系統發現違法車輛，則發出警示信息，提醒交通管理部門及時采取措施，保障道路暢通以及維護其他駕乘人員的安全。

第二，在物流服務方面的應用前景。近幾年，我國物流行業在電子商務經濟的推動下發展迅速，這也讓道路交通運輸壓力成倍地增加。為了更好地服務于物流工作的開展，應結合云計算數據中心，應用物聯網技術，完善各種運輸方式的信息采集體系，建立物流公共信息服務系統，達到物流全程可視可控、貨物實時跟蹤，開展網上運輸服務、物流配送、電子支付結算、從業人員信息認證、服務質量記錄、信用等級評價、在線咨詢、投訴和救助等多項服務。

為了更好地順應交通運輸管理信息化的發展趨勢，近年來越來越多的省份開始建立和使用交通運輸數據中心。將大數據、云計算等前沿技術，應用到數據中心的建設與運行中，以道路監控數據、車輛定位信息等為參照，進行數據的整合、分析與利用，為交通運輸管理工作更好地開展提供決策支持。未來，應關注前沿信息技術，將5G技術、AI技術等應用到數據中心的開發中，支持交通運輸事業的更好發展。

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