以大數據分析為支持的智慧交通運維設計

徐憶懷

（海寧市交通投資集團有限公司,浙江 海寧 314400）

0 引言

為提高智慧交通運維效率，擬設計一種基于大數據技術的交通路段管理和運維方案，以支持交通事業的健康發展。該技術方案設計有移動端口和后臺端口，工作人員可以依靠電腦、手機等電子設備隨時登錄系統，獲取交通路段的監控信息，打破時間和空間限制，實現隨時隨地監管路段的即時性監管和即時化辦公。

1 大數據對智慧交通運維的意義

我國的交通事業發達，交通量爆發式增長，根據觀點地產網發布的數據顯示，我國在2021 年中營業性客運量是83 億人，營業性貨運量是521 億t。數據一方面說明我國的交通經濟發展迅速，另一方面表明交通事業的信息量正在臃腫化。為在龐大繁雜的信息背景下降低交通運維的難度，提高管理效率，擬基于大數據分析技術進行智慧交通運維架構設計，以推動產業發展。

智慧交通的建設是改善傳統交通運維的主要手段，也是“互聯網+”背景下行業轉型的必經之路，為保障信息技術在交通運維管理中的順利融入，確保管理效能提升，須結合大數據技術對數據信息的抓取和過濾特點，設計符合交通行業發展需要的智慧運維模式，幫助傳統交通運維盡快實現信息化、科技化的轉變。

車輛行駛狀態的監管涉及諸多內容，如車輛在行駛時的油耗情況、駕駛的路線和行駛途中的停留點等。依靠大數據技術搭建用于運維的智慧平臺，可以對駕駛人員的駕駛狀態做全方位和全過程的監控，有關單位也可以根據檢測信息分析具體的運營計劃，依照交通段的通車量合理安排車次方案[1]。例如，以大數據技術建立路段采集平臺，依托互聯網大數據對路段車次、大小汽車的分布情況、貨車進出和運輸情況、貨源吞吐量等信息進行抓取，根據數據得到路段的擁擠情況，有選擇性地對交通做優化處理，規定白天和傍晚時分的大小貨車、轎車入城情況，避免路段擁擠等現象發生。

2 系統設計

2.1 移動端總體架構技術方案

系統的移動端設計架構如圖1 所示，運維系統采用以太網架構，服務器根據應用功能部署，地市終端與省中心機房之間的數據傳輸通過電力VPN 專網通道，確保數據傳輸安全。大數據運維系統移動端技術框架采用MVP 開發模式搭建，將其細化為了五個層次，即數據同步及數據存儲模塊、數據管理模塊、基礎公共模塊、各個子交通運維模塊、數據展示模塊[1]。其中，數據同步及數據存儲模塊主要是通過KSyncLib 數據同步框架將主站端數據同步到移動終端SQLite 數據庫進行存儲，框架的設計目的是照顧部分路段缺少基站，存在無網絡或是弱網絡環境的問題，在框架下，即使環境的網絡信號過弱，也不影響程序的穩定性[2]。

圖1 移動端總體設計架構

數據管理模塊是依靠數據查詢、數據同步服務以及網絡框架進行底層數據的查詢和變換功能模塊，模塊負責交通數據信息的儲備和共享，從而使智慧交通運維系統的運作情況邏輯能符合交通路段的通車現狀，并更好進行運維工作和平臺運行。

基礎公共模塊是各個關于交通運維情況的子模塊運作的基礎模塊，其中包括了不同交通模塊的組件、交通模塊的工具類、各個模塊之間相同的路段管理情況邏輯代碼，而BaseModule 又依賴了核心庫，通過公共模塊的提取能使應用程序更加輕量、運行效率也更快。各交通運維模塊是各個主要功能模塊的核心，其中通過ARouter框架實現各個交通運維模塊之間的通信，反映不同路段的通車情況。

數據展示模塊由系統與管理人員交互的各個界面組成，管理人員從界面的窗口了解平臺對路段的監測情況，并從監測情況中篩選和提煉關于汽車通車的信息，制定符合路況需求的管理方案，保障路段的暢通無阻。

2.2 后臺端(PC)總體架構技術方案

系統的后臺端設計架構如圖2 所示，大數據運維系統主站端的技術架構主要包含三個層次，即交互層、插件層、技術層。交互層主要負責數據持久化操作，對于運維系統的結構化數據采用使用非常廣泛的MySQL 數據庫，并采用1 主2 從1 備的技改策略，保證數據的安全；對于運維系統的非結構化數據采用Minio 文件存儲服務存儲，Minio 是一個基于golang 語言開發的AWS S3 存儲協議的開源實現，適用于大型分布式文件服務系統，在保證文件高效、高并發訪問的同時還能保證文件安全、可控。

圖2 后臺端（PC）總體架構

基礎框架是運維系統運行的基礎配置管理層，采用Jdk8 和WebLogic 來運行運維系統、使用Spring 框架解決項目中的IOC、AOP、TX 需求，采用HTTP 協議作為模塊間的數據交互協議，同時基于KWEB 框架解決基礎運維系統的數據管理功能，插件層是運維系統穩定運行的基礎，對基礎框架的靈活運用可以提高運維系統的可擴展性。

技術層包含交通運維模塊中用到各類組件、各模塊需要提供的服務器接口，以及模塊中用到的工作流引擎等信息，技術層為整個系統的運作提供支撐作用，整個智慧交通平臺在框架層上搭建并運作。

2.3 系統總體架構分析

智慧交通運維系統的總體系統架構如圖3 所示。應用運維系統總體構架由“基礎支撐板塊”“運維系統服務板塊”和“應用板塊”三大板塊組成，其中“基礎支撐板塊”以數據共享為牽引為決策和監測提供支撐，將現有的和將來擴展的服務器、存儲器、網絡硬件、移動終端、大數據傳感器等作為資源池進行統一管理，形成企業統一的計算資源、存儲資源、網絡資源和終端資源，將運用設施管理運維系統對資源按需分配，對資源的利用進行監控，構建一體化、分等級的安全防護體系，并對數據進行有組織有規律的定期備份[3]。

圖3 大數據運維系統的系統總體架構

“運維系統服務板塊”作為對“應用板塊”的集成，對所有應用系統進行運行運維，使各應用系統對于管理人員而言成為一個有機的整體，統一認證和單點登錄組件讓管理人員在所有系統中擁有唯一的身份和統一的權限管理，使各系統的交通運維情況功能按使用者的角色進行定義，只需要一次登錄后便可在個人門戶中處理所有系統的相關工作。工作流引擎主要體現在核心監測層跨部門流程的集成，可將交通運維情況過程進行表單化實現靈活定義，并可采用圖形化的方式將管理流程在運維系統中進行定義，交通運維情況表達清晰，使用門檻低。統一代辦引擎主要體現在輔助應用層跨部門業務集成，解決了計劃、通知、提醒、預警等內容主動向使用者進行推送，將路段通車情況劃分重要程度、預警等級，方便管理人員進行交通運維情況的集中辦理。統一消息引擎主要體現在展觀層各界面平臺交互和數據層共享解決了各系統中交通運維情況的銜接，使跨系統的交通運維情況保持良好。搜索服務引擎提供給管理人員對整個系統中的海量信息進行快速搜索，并通過鏈接引導管理人員獲取路段信息。系統日志組件對整個運維系統的所有系統的運行狀況、使用狀況進行記錄。報表分析工具采用直觀的圖形與報表的方式，將數據加工成信息、將信息轉化成知識的強大工具，是管理決策的得力補充工具。文件上傳組件不僅為文檔上傳提供標準化的接口，兼顧圖片、音頻、視頻的壓縮處理，使系統帶寬使用更高效。數據導入、導出組件是為已有的數據化的文檔提供進入系統快速通道，為系統中數據提供標準化文檔的實用工具。數據交換組件是各應用系統中進行計劃、工單、交通信息等基礎數據和交通運維情況數據的統一接口，為系統融合提供了支撐。

2.4 設計優勢

運維平臺以大數據為基礎，可以依靠大數據技術的抓取能力幫助管理人員快速鎖定和提取需要的交通實時信息，讓管理人員迅速了解和掌握交通運維實況。系統有良好的擴充性和開放性，交通部門或企業可以依靠自己或者第三方研發系統App，并下載和安裝到員工手機，讓員工從移動端進行路段監測和維護，打破時間和控制對路段運維的限制性，提高運維效率。系統兼容了報表生成功能，在完成運維后可自動生成文檔格式，讓管理人員快速填寫和上報交通路段的運維信息，實現運維工作的標準化、高效化和便捷化。

3 結語

設計方案以大數據分析技術為支持，打造移動端監控管理系統，系統依靠App 實現即時性監控，突破時間和空間限制，在電腦、手機等移動端獲取路段運維信息。適用于多元化、復雜化交通運維管理場景下，可在通車量較大的路段精確抓取和篩選出有效數據，并生成報表，使運維工作一體化和高效化。