王 欣，吳 菲

(南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院移動網(wǎng)絡(luò)學(xué)院，江蘇南京210000)

1 云計算技術(shù)簡介

1.1 云計算的概念

云計算，即將軟件以及存儲功能等計算機(jī)資源利用網(wǎng)絡(luò)提供給用戶。所謂“云端”，即在一個龐大的虛擬的資源池中對所有的資源進(jìn)行存儲。只需要一個可以上網(wǎng)的如手機(jī)及計算機(jī)的終端作為客戶端，用戶就能夠利用網(wǎng)絡(luò)搜索到全部有價值的資源。用戶完全不用擔(dān)心諸如數(shù)據(jù)丟失、木馬入侵、存儲空間不足以及配置較低等問題，只要按時繳納使用費即可獲得所需資源［1］。

1.2 云計算的特點

作為一個規(guī)模非常大的資源池，“云”幾乎涵蓋全部的計算機(jī)資源(硬件基礎(chǔ)配置除外)。用戶上網(wǎng)使用的終端設(shè)備，可以是一部手機(jī)，也可以是一臺電子計算機(jī)，不需要再安裝其他系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件等，只需要將終端設(shè)備設(shè)置于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)端即可。并且，用戶不必在本地存儲需要處理的各種資料和數(shù)據(jù)，只要在云端的數(shù)據(jù)中心對其進(jìn)行保存，在任意地點以及任意時間，用戶都可以對信息進(jìn)行查找或處理。

1.3 云計算的核心技術(shù)以及服務(wù)內(nèi)容

云計算系統(tǒng)的核心技術(shù)包括云計算平臺管理技術(shù)、虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)以及編程模型等［2］。利用虛擬化技術(shù)，云計算系統(tǒng)可以隔離底層硬件以及軟件應(yīng)用，其中包括采用多個虛擬資源的裂分模式對單個資源進(jìn)行劃分，還可以采用一個虛擬資源的聚合模式對多個資源進(jìn)行整合。

云計算的服務(wù)形式主要包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)、平臺即服務(wù)(PaaS)以及軟件即服務(wù)(SaaS)。其中，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)是指向客戶提供計量服務(wù)的“云端”基礎(chǔ)設(shè)施，這種“云端”基礎(chǔ)設(shè)施由數(shù)量較多的服務(wù)器一同構(gòu)成的;平臺即服務(wù)(PaaS)指向客戶提供硬件資源、服務(wù)器平臺以及開發(fā)環(huán)境等;軟件即服務(wù)(SaaS)就是在自身的服務(wù)器上統(tǒng)一部署各種應(yīng)用軟件，從而向用戶提供各種相關(guān)的服務(wù)［3］。

2 云計算技術(shù)在智能交通系統(tǒng)平臺的有效應(yīng)用

智能交通系統(tǒng)平臺用于存儲和處理交通應(yīng)急仿真決策支持系統(tǒng)、交通綜合檢測系統(tǒng)、道路交通綜合調(diào)控系統(tǒng)、交通運行指揮系統(tǒng)、交通運輸管理系統(tǒng)以及公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)等所用的數(shù)據(jù)。建設(shè)云計算數(shù)據(jù)中心可以承載交通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最終保證交通數(shù)據(jù)的共享與交換，同時還可以使交通業(yè)務(wù)的各種需求得到充分的滿足，從而有針對性地解決交通信息數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支撐、共享以及統(tǒng)一存儲的各種問題，最終促進(jìn)交通信息決策支持體系的快速形成。

2.1 智能交通系統(tǒng)的組網(wǎng)

智能交通系統(tǒng)平臺云計算數(shù)據(jù)中心對車輛營運信息、道路客運信息、公路信息、鐵路信息、港航信息、物流信息以及道路交通信息等進(jìn)行收集，交通應(yīng)急仿真決策支持系統(tǒng)、交通綜合檢測系統(tǒng)、道路交通綜合調(diào)控系統(tǒng)、交通運行指揮系統(tǒng)、交通運輸管理系統(tǒng)以及公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)等就可以對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

2.2 智能交通系統(tǒng)平臺的管理模式

可以利用分級的管理模式建設(shè)智能交通云計算數(shù)據(jù)中心，其中負(fù)責(zé)調(diào)度整個云平臺內(nèi)存儲資源以及計算的是云管理節(jié)點;負(fù)責(zé)調(diào)度集群內(nèi)計算資源的是計算集群管理節(jié)點;負(fù)責(zé)調(diào)度集群內(nèi)存儲資源的是存儲集群管理節(jié)點。

2.3 智能交通系統(tǒng)平臺的網(wǎng)絡(luò)層次

在智能交通系統(tǒng)平臺云計算解決方案中，利用模塊化以及層次化的設(shè)計方式針對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計，對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行四個層次的劃分。其中互聯(lián)網(wǎng)接入層負(fù)責(zé)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，主要保證內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對互聯(lián)網(wǎng)的高速訪問，同時還不斷地轉(zhuǎn)換和維護(hù)外網(wǎng)以及內(nèi)網(wǎng)的路由信息。向下負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的匯聚層交換設(shè)備進(jìn)行匯聚的是核心層，其主要作用是使交換設(shè)備之間高速交換，并負(fù)責(zé)與出口路由設(shè)備向上的互聯(lián)。向下負(fù)責(zé)對業(yè)務(wù)接入層交換設(shè)備進(jìn)行匯聚的是匯聚層，同時其還負(fù)責(zé)與核心交換設(shè)備實現(xiàn)相互之間的互聯(lián)。

各業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備以及主機(jī)設(shè)備都包括在接入層中。在通常情況下，將網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備劃分為虛擬接入設(shè)備和物理接入設(shè)備，其中物理接入設(shè)備主要負(fù)責(zé)存儲以及物理等設(shè)備的接入，而虛擬接入設(shè)備主要負(fù)責(zé)物理設(shè)備內(nèi)的虛擬設(shè)備的接入［4］。

2.4 智能交通云系統(tǒng)的三個模塊

在智能交通云系統(tǒng)中，主要存在存儲、管理上傳以及查詢下載等三個模塊:(1)存儲模塊的作用是在云端的存儲服務(wù)器中對物流信息、公路設(shè)施信息、路況信息以及車輛信息等進(jìn)行保存，所以其又被稱為“資源云”。云計算數(shù)據(jù)中心能夠?qū)π畔①Y源進(jìn)行動態(tài)分配以及自動管理;在權(quán)限范圍之內(nèi)，用戶也可以根據(jù)所需資源的自身結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行自定義，并請求于云計算數(shù)據(jù)中心。(2)查詢下載模塊主要是面對管理部門和公眾的。用戶可以使用查詢下載模塊查詢車輛和人員的信息、物流信息、停車收費信息、相關(guān)政策信息、公路設(shè)施和路況等信息。不同身份的人員登陸所查詢到的最終信息也會有所差別。(3)管理上傳模塊的主要受眾是管理部門以及公眾。管理部門可以使用該模塊對突發(fā)事件進(jìn)行處理，查詢并提示相關(guān)的事件處理信息，以確保道路交通的暢通。并將這些信息集中起來，進(jìn)行統(tǒng)一管理，按時更新和儲存。公眾可以利用該模塊上傳反饋意見和臨時路況信息，對道路交通安全非常有利。在所有模塊中，不同的登陸身份會對整個模塊信息產(chǎn)生影響，人機(jī)交互界面中的顯示內(nèi)容和操作內(nèi)容也會有所不同。因此，在云計算系統(tǒng)中還有一些子系統(tǒng)，以滿足不同登陸身份用戶的使用需求。

2.5 交通信息云計算模式的應(yīng)用

在交通工程行業(yè)中對云計算概念的應(yīng)用就是所謂的交通信息云計算，其從本質(zhì)上來講屬于新型的信息處理和服務(wù)模式。

2.5.1 交通信息云計算模式的邏輯架構(gòu)

交通信息云計算模式能夠?qū)⒔煌ǚ抡婺M以及決策支持等信息提供給交通指揮、交通企業(yè)增值服務(wù)、交通信息發(fā)布以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)虛擬化層在硬件設(shè)備資源層的基礎(chǔ)上建立起來之后，將虛擬化層以及硬件設(shè)備資源層等作為基礎(chǔ)，可提供出虛擬機(jī)，并可組成虛擬機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。云計算服務(wù)管理與三個層相結(jié)合，就能夠形成LaaS云。然后以LaaS云作為基礎(chǔ)，又可以構(gòu)建PaaS云，PaaS云就是所謂的平臺云，其主要作用是提供主流軟件產(chǎn)品的部署，而能夠?qū)崿F(xiàn)其它系統(tǒng)在PaaS上的順利運行［5］。

圖1 交通信息云計算模式的邏輯架構(gòu)示意圖

2.5.2 交通信息云計算模式的組織架構(gòu)

廣大的用戶、交通運營企業(yè)以及交通管理單位等在云計算平臺中被聯(lián)系在一起，云計算平臺將交通信息云的基礎(chǔ)架構(gòu)利用服務(wù)交付的方式提供給各種各樣的用戶，其基本組織機(jī)構(gòu)為:(1)包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備以及服務(wù)器在內(nèi)的云計算資源;(2)云計算平臺，其主要作用是統(tǒng)一地管理和調(diào)度收集到的各種交通數(shù)據(jù);(3)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，其能夠利用交通數(shù)據(jù)資源池針對硬件資源進(jìn)行相應(yīng)的處理，并且以交通數(shù)據(jù)的不同類型作為根據(jù)，提供虛擬網(wǎng)絡(luò)的存儲、虛擬服務(wù)器、虛擬存儲以及小型虛擬機(jī);(4)服務(wù)管理平臺，其能夠利用各種監(jiān)控工具監(jiān)控平臺中的交通數(shù)據(jù)，匯總監(jiān)控結(jié)果，使系統(tǒng)的穩(wěn)定運行得到保障;(5)平臺服務(wù)，其主要作用是以交通基礎(chǔ)設(shè)施的需求作為根據(jù)，提供相應(yīng)的平臺服務(wù)，其中主要包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺等各種內(nèi)容;(6)服務(wù)門戶，在構(gòu)建好交通云計算數(shù)據(jù)中心之后，其可以提供一個集中的服務(wù)門戶，使出行的用戶或者交管部門能夠根據(jù)需求對服務(wù)進(jìn)行自行選擇。

2.6 基于云計算智能交通的動態(tài)導(dǎo)航應(yīng)用

作為最重要的智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用方式之一，動態(tài)導(dǎo)航可以帶來非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?；谠朴嬎愕闹悄芙煌ㄏ到y(tǒng)不僅能夠保證動態(tài)導(dǎo)航應(yīng)用的實現(xiàn)，還能夠針對云端提供一些與用戶出行有關(guān)系的信息，比如車輛保養(yǎng)信息、天氣狀況以及停車位的預(yù)訂信息等，同時用戶還可以針對3G影音服務(wù)進(jìn)行請求，這樣用戶就能夠從真正意義上享受到3G生活帶來的樂趣。

2.6.1 預(yù)定停車位的應(yīng)用

目前，很多人已經(jīng)受到出行后停車問題的困擾，通過對基于云計算的智能交通系統(tǒng)的運用，車主能夠享受到停車位預(yù)訂帶來的方便。車主用戶可以提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，利用終端設(shè)備將要停車的位置從地圖當(dāng)中選出來，服務(wù)端就會對該選擇范圍內(nèi)的全部停車場進(jìn)行標(biāo)識，利用顏色標(biāo)明停車場是否有空車位。通過觸摸操作，車主用戶就可以選定停車場，然后將預(yù)定車位信息發(fā)送到智能交通系統(tǒng)的服務(wù)端，系統(tǒng)服務(wù)端則會向終端設(shè)備發(fā)出再次確認(rèn)短信，最后由車主用戶根據(jù)指令進(jìn)行確認(rèn)性的操作，這樣就能夠成功地預(yù)訂到車位，同時系統(tǒng)還會將預(yù)訂憑據(jù)返回給車主，車主在停車場停車的時候出示憑據(jù)即可［6］。

2.6.2 在車輛門禁管理中的應(yīng)用

RFID作為物聯(lián)網(wǎng)中非常重要的一項技術(shù)變得越來越成熟。在基于云計算的智能交通系統(tǒng)的門禁管理中引進(jìn)RFID，是能夠有效地區(qū)別其他RFID車輛門禁的解決方案，用戶憑借一張卡片就能夠?qū)崿F(xiàn)無障礙地通行于停車場、單位以及住宅小區(qū)，這樣突破了只在一個閉環(huán)內(nèi)使用原有RFID的方式，從而實現(xiàn)了簡單的物聯(lián)網(wǎng)概念。圖2為基于云計算的智能交通系統(tǒng)車輛門禁管理系統(tǒng)［7］。

圖2 基于云計算的智能交通系統(tǒng)車輛門禁管理系統(tǒng)

通過對RFID技術(shù)的有效運用，車輛門禁管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛不停車就可以進(jìn)出小區(qū)，這樣車主就可以不用再下車刷卡了。與此同時，車主持有的RFID標(biāo)簽具有在單位以及住宅小區(qū)通用的性質(zhì)，這不僅降低了人力成本的支出，還有效地解決了由于人力管理而造成的各種疏漏，最終實現(xiàn)了車輛管理效率的不斷提升。

3 結(jié)語

云計算技術(shù)是一種新興的數(shù)字化管理技術(shù)，云計算技術(shù)在交通系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效地改善交通系統(tǒng)各部門間的聯(lián)系情況，增強(qiáng)協(xié)調(diào)程度。而云計算技術(shù)中不同的權(quán)限設(shè)置也完全可以滿足不同的管理部門對交通系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，有利于智能交通系統(tǒng)的統(tǒng)籌規(guī)劃。云計算技術(shù)給了公眾更多地參與交通管理的機(jī)會，對智能交通系統(tǒng)的維護(hù)有著重要的作用，是未來交通系統(tǒng)管理的發(fā)展方向。

［1］常賀勇.基于SOA的城市交通動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)的研究與實現(xiàn)［D］.北京:北京交通大學(xué)，2012.

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［5］北京工業(yè)大學(xué).交通誘導(dǎo)(車輛導(dǎo)航)系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備研究總報告［R］.北京:北京工業(yè)大學(xué)，2011:12－15.

［6］張國強(qiáng)，晏克飛.車輛動態(tài)導(dǎo)航中Braess悖論的解決方法及其算法設(shè)計［J］.西安公路交通大學(xué)學(xué)報，2013(4):29－32.

［7］蘇永云，晏克飛，黃翔，等.車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的動態(tài)最優(yōu)路徑搜索方法研究［J］.系統(tǒng)工程，2011(4):32－37.