尹蔚峰，王 棟

(江蘇交通控股有限公司 江蘇南京210000)

0 引 言

江蘇高速公路信息化建設(shè)一直在探索中不斷前進(jìn)，近幾年在信息技術(shù)發(fā)展日新月異，互聯(lián)網(wǎng)思維內(nèi)涵越來(lái)越豐富的大環(huán)境下，逐漸面臨一些新的問題：第一，各單位信息化系統(tǒng)大部分是“煙囪式”搭建架構(gòu)，各系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和信息難交換、難融合，流程和功能不協(xié)同、不統(tǒng)一；第二，各單位各自研發(fā)、同一業(yè)務(wù)多方建設(shè)、重復(fù)投入的現(xiàn)象嚴(yán)重，不可持續(xù)的問題突出；第三，各條高速公路建成時(shí)間不同，所配備的終端、設(shè)備技術(shù)性能相差很大，且大都圍繞“技術(shù)導(dǎo)向”而非“業(yè)務(wù)導(dǎo)向”開展平臺(tái)建設(shè)，系統(tǒng)不好用、不實(shí)用、不管用；第四，高速公路信息化系統(tǒng)基于路段維度開展建設(shè)，從路網(wǎng)層面的考量有所不足；第五，以硬件視角推動(dòng)信息化建設(shè)，自建機(jī)房、自購(gòu)硬件，費(fèi)用高昂且效率低下；第六，原有的技術(shù)支撐手段和信息服務(wù)能力不能滿足社會(huì)公眾日益增長(zhǎng)的高速出行信息需求。

2016年底，江蘇交通控股有限公司(管理江蘇87%的高速公路)重新設(shè)立信息中心，整體把控、通盤考慮信息化發(fā)展總體架構(gòu)和建設(shè)節(jié)奏，按照創(chuàng)新理念、創(chuàng)新路徑，采用創(chuàng)新技術(shù)、創(chuàng)新模式，建設(shè)“協(xié)同指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)”并在江蘇高速公路網(wǎng)應(yīng)用。

1 協(xié)同指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

1.1 平臺(tái)定位

協(xié)同指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)(簡(jiǎn)稱“調(diào)度云”)面向高速公路的全體管理者與使用者，通過一個(gè)云平臺(tái)，直接服務(wù)于交通運(yùn)輸部、各省級(jí)交通管理部門、各路段管理單位以及社會(huì)公眾，開創(chuàng)了高速公路路網(wǎng)指揮調(diào)度新時(shí)代、新場(chǎng)景、新應(yīng)用。通過調(diào)度云平臺(tái)(圖1)，可以幫助全國(guó)高速公路管理機(jī)構(gòu)在極短的時(shí)間內(nèi)，以極低的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上云、業(yè)務(wù)上云，直接引入先進(jìn)的管理模式和業(yè)務(wù)功能，推進(jìn)路網(wǎng)管理與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、智能化，圍繞全面感知、泛在互聯(lián)、深度融合、科學(xué)決策、智能響應(yīng)和主動(dòng)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)高速公路智慧式管理和運(yùn)行，為駕乘人員創(chuàng)造更美好的出行體驗(yàn)，助力數(shù)字化交通和現(xiàn)代化綜合交通運(yùn)輸體系建設(shè)。

圖1 調(diào)度云綜合界面Fig.1 Scheduling cloud integrated interface

1.2 平臺(tái)總體架構(gòu)

調(diào)度云平臺(tái)建設(shè)以“互聯(lián)網(wǎng)+交通”為思路，采用“云、管、端”的總體架構(gòu)，“云”是公有云服務(wù)，“管”是互聯(lián)網(wǎng)管道，“端”既包括執(zhí)行推流上云任務(wù)的前置機(jī)終端，又包括互聯(lián)網(wǎng)用戶使用的各種移動(dòng)終端。

高速公路網(wǎng)感知體系中的視頻、情報(bào)板、語(yǔ)音、路況、氣象等信息都在云端匯集。以高速公路網(wǎng)各路段調(diào)度分中心作為上云連接節(jié)點(diǎn)，部署上云前置機(jī)終端，前置機(jī)作為接入網(wǎng)關(guān)將傳輸協(xié)議與數(shù)據(jù)流封裝類型標(biāo)準(zhǔn)化，支持不同廠家品牌、不同封裝格式、不同通信協(xié)議數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入。接入三大運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)網(wǎng)專線，配置 IP隧道作為信息上云管道。路網(wǎng)感知信息被推送到云端，在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚與分發(fā)。調(diào)度云平臺(tái)的控制及管理同樣布設(shè)在云端，云平臺(tái)通過協(xié)議與前置機(jī)終端實(shí)時(shí)交互，下發(fā)指令任務(wù)。

1.3 云端應(yīng)用架構(gòu)

調(diào)度云平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)充分采用云計(jì)算技術(shù)：底層使用IaaS基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)技術(shù)，租用云上服務(wù)器、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，形成存儲(chǔ)資源池和計(jì)算資源池；中間層采用 PaaS基礎(chǔ)平臺(tái)相關(guān)應(yīng)用，使用 MySQL開源數(shù)據(jù)庫(kù)、負(fù)載均衡器、消息中間件等平臺(tái)應(yīng)用構(gòu)建系統(tǒng)；上層結(jié)合業(yè)務(wù)需求調(diào)用各項(xiàng) SaaS服務(wù)，實(shí)現(xiàn)更加靈活豐富的應(yīng)用模式。

調(diào)度云平臺(tái)對(duì)登錄用戶進(jìn)行統(tǒng)一身份驗(yàn)證和權(quán)限管理，通過互聯(lián)網(wǎng)終端和瀏覽器為用戶提供服務(wù)。根據(jù)江蘇協(xié)同指揮調(diào)度平臺(tái)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，該架構(gòu)體系可滿足監(jiān)控管理、資源管理、服務(wù)管理、用戶管理的有效性，以及環(huán)境安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全的可靠性(圖2)。

圖2 云端應(yīng)用架構(gòu)Fig.2 Cloud application architecture

1.4 平臺(tái)功能架構(gòu)

如圖3所示，平臺(tái)應(yīng)用軟件系統(tǒng)框架可用“四梁八柱”概括：四梁包括事件處置系統(tǒng)，智能偵測(cè)系統(tǒng)，協(xié)同聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)；八柱包括視頻監(jiān)控、情報(bào)板、語(yǔ)音、里程樁、綜合路況、氣象、單兵、視頻對(duì)講八大功能版塊。

圖3 平臺(tái)功能架構(gòu)Fig.3 Platform functional architecture

“四梁八柱”里的每一個(gè)模塊或系統(tǒng)都是基于公共云平臺(tái)開發(fā)而成，每一個(gè)又都可以單獨(dú)抽出形成一個(gè)專項(xiàng)功能的“行業(yè)云”對(duì)外提供服務(wù)。

2 協(xié)同指揮調(diào)度云服務(wù)平臺(tái)特點(diǎn)

2.1 云端平臺(tái)，接入自由

在云端搭建全國(guó)通用的統(tǒng)一平臺(tái)，不同單位性質(zhì)、不同管理模式、不同崗位級(jí)別的用戶，均可直接訪問云平臺(tái)開展指揮調(diào)度工作，平臺(tái)通過權(quán)限管理系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別登錄人員身份，賦予其相應(yīng)的操作權(quán)限，既能通過統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，又能完全支撐將來(lái)的組織結(jié)構(gòu)變化或管理層級(jí)壓縮。

2.2 數(shù)據(jù)匯集，多方共享

調(diào)度云平臺(tái)匯集路網(wǎng)監(jiān)控視頻、情報(bào)板、氣象等外場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及突發(fā)事件處置過程中產(chǎn)生的圖片、語(yǔ)音和當(dāng)事人通信等數(shù)據(jù)。首先，路網(wǎng)單位可查看彼此信息，實(shí)時(shí)進(jìn)行互動(dòng)，消除信息孤島，開展協(xié)同調(diào)度；其次，適當(dāng)向出行公眾開放，幫助其提前規(guī)劃出行時(shí)間和路線，樹立高速良好服務(wù)形象；第三，各級(jí)管理者均可通過視頻通話、即時(shí)通信等手段直接指揮事故救援；最后，通過數(shù)據(jù)分析，既可提升指揮調(diào)度水平，又可挖掘道路事故隱藏規(guī)律，開展針對(duì)性預(yù)防。

2.3 功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單

對(duì)于出行人員，自動(dòng)推送救援到達(dá)時(shí)間、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等信息，并通過視頻、語(yǔ)音、圖片、文字等形式和當(dāng)事人進(jìn)行互動(dòng)，掌握詳細(xì)信息，緩解其焦慮情緒。對(duì)于操作人員，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了路網(wǎng)突發(fā)事件自動(dòng)預(yù)警、自動(dòng)關(guān)聯(lián)、自動(dòng)錄入、自動(dòng)發(fā)布等功能，極大減輕了調(diào)度人員工作強(qiáng)度，提高了路網(wǎng)突發(fā)事件智能感知、快速響應(yīng)和主動(dòng)介入能力。對(duì)于管理人員，各級(jí)管理者既能實(shí)時(shí)掌握道路現(xiàn)場(chǎng)情況，又能通過設(shè)置打分規(guī)則貫徹管理標(biāo)準(zhǔn)，還能通過數(shù)據(jù)應(yīng)用支撐領(lǐng)導(dǎo)層的管理、分析和決策。

2.4 費(fèi)用低廉，部署方便

調(diào)度云平臺(tái)為各單位提供統(tǒng)一 SaaS服務(wù)，各單位本地不需要建設(shè)機(jī)房，甩開硬件包袱。一是建設(shè)費(fèi)用極低，應(yīng)用云服務(wù)方式費(fèi)用低廉；二是建設(shè)速度極快，只需約 15天完成本地?cái)?shù)據(jù)上云、人員配置等工作后即可投入應(yīng)用；三是拓展升級(jí)極易，云調(diào)度平臺(tái)采用敏捷開發(fā)模式，不斷增加新功能、新服務(wù)。

2.5 安全可控，網(wǎng)絡(luò)可靠

調(diào)度云平臺(tái)已應(yīng)用多項(xiàng)云安全服務(wù)，配置一萬(wàn)多條安全策略，進(jìn)行攻擊攔截和漏洞掃描預(yù)警，防止入侵，確保主機(jī)群安全。云上外場(chǎng)設(shè)備通過 IP隧道方式與云平臺(tái)互聯(lián)，確保通信管道安全。

3 平臺(tái)創(chuàng)新性

3.1 理念創(chuàng)新

摒棄了封閉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)慣性，本著開放、平等、協(xié)作、敏捷、分享的互聯(lián)網(wǎng)思維，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨層級(jí)、跨組織架構(gòu)的數(shù)據(jù)匯聚與共享輸出，采納最廣泛的互聯(lián)網(wǎng)訪問通道，向系統(tǒng)內(nèi)外不同性質(zhì)的相關(guān)管理與服務(wù)主體、社會(huì)公眾輸出信息，提供創(chuàng)造更大的社會(huì)價(jià)值的基礎(chǔ)條件。

3.2 路徑創(chuàng)新

在國(guó)有企業(yè)體制框架下，突破傳統(tǒng)瀑布開發(fā)模式，創(chuàng)新吸收互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最新方法，采用模塊化設(shè)計(jì)、敏捷模型進(jìn)行開發(fā)；以我為主、主動(dòng)擔(dān)當(dāng)，改變一貫以來(lái)的外包開發(fā)模式，堅(jiān)持自主編寫頂層設(shè)計(jì)方案、自主搭建云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)、自主開展軟件產(chǎn)品設(shè)計(jì)、自主管理應(yīng)用服務(wù)后臺(tái)。

3.3 技術(shù)創(chuàng)新

根據(jù)“云、管、端”總體架構(gòu)凝練平臺(tái)建設(shè)和服務(wù)模型、網(wǎng)絡(luò)接入規(guī)范和設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。廣泛使用開源技術(shù)和產(chǎn)品，圍繞人工智能的應(yīng)用需求，以算法部署為核心，以數(shù)據(jù)和環(huán)境為基礎(chǔ)，形成相對(duì)成熟的技術(shù)體系。

3.4 模式創(chuàng)新

借鑒輕資產(chǎn)創(chuàng)業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)精神，從產(chǎn)品開發(fā)向平臺(tái)服務(wù)轉(zhuǎn)型，平臺(tái)從云上來(lái)、到云上去，快速實(shí)現(xiàn)“交通+信息服務(wù)”的專業(yè)化平臺(tái)輸出，信息服務(wù)生態(tài)正在形成。

4 結(jié) 語(yǔ)

作為全國(guó)第一個(gè)立足“云、管、端”架構(gòu)，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”理念的調(diào)度云平臺(tái)，不僅在研發(fā)建設(shè)中充分使用了云上 IaaS、PaaS、SaaS服務(wù)，其平臺(tái)軟件自身同時(shí)也成為了云上的 SaaS服務(wù)，具有非常重要的示范意義。

目前調(diào)度云平臺(tái)已經(jīng)在江蘇省全面應(yīng)用，極大提升了路網(wǎng)指揮調(diào)度水平和一路多方協(xié)同能力，優(yōu)化了駕乘人員出行體驗(yàn)。調(diào)度云平臺(tái)現(xiàn)已走出江蘇，走向全國(guó)，正在發(fā)展成為全國(guó)高速公路調(diào)度管理的標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)云，產(chǎn)生廣泛影響。