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云计算给城市交通植入智慧大脑

在政策与民意的驱动下,城市交通事业开始迈入智能化时代。而建立在互联网基础上的云计算也会随之顺势而生,凭借着海量数据存储、高可靠性、无限可能性等优点,正当时地应用于交通行业,向世人展示基于云计算的全新管理解决方案,为交通行业的智能化发展提供强硬的后台保障。
  

  文/曾虹云 金三立视频科技(深圳)有限公司 责任编辑/付留芳

  

  近年来,各地都掀起了“智慧城市”规划浪潮,这也给城市交通提出了“智慧化”的要求。因为所谓的智慧城市,其最终目的也就是为了让市民住得舒适、行得方便。

  在政策与民意的驱动下,城市交通事业开始迈入智能化时代。而建立在互联网基础上的云计算也会随之顺势而生,凭借着海量数据存储、高可靠性、无限可能性等优点,正当时地应用于交通行业,向世人展示基于云计算的全新管理解决方案,为交通行业的智能化发展提供强硬的后台保障。

  何谓“云计算”?

  所谓云计算,其概念直接起源于Amazon EC2(Elastic Compute Cloud的缩写)产品和Google分布式计算项目,是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多台服务器所组成的庞大系统,经计算分析之后将处理结果回传给用户。通过云计算技术,网络服务提供者可以在数秒之内,处理数以千万计甚至亿计的信息,达到和“超级计算机”同样强大的网络服务。

  从应用模式而论,云计算可以分成IaaS、PaaS和SaaS。IaaS就是给使用者提供最简单的计算存储和网络服务等能力,让用户自己搭建自己的业务平台,如亚马逊的AWS(Elastic Compute Cloud)。PaaS,在云计算平台之上抽象出一些比较简单易用的接口和能力,让用户能够在这个平台上快速搭建自己的应用,如Salesforce.com的Force.com,Force.com 是 Salesforce 整体架构的核心,因为它首先整合和控制了底层的物理的基础设施,接着给上层的Sales Cloud,Service Cloud,Chatter和基于Force.com的定制应用提供PaaS服务,最后,那些Force.com上层的应用以SaaS形式供用户使用。SaaS,把应用或者软件作为服务传送给用户,用户可以通过任何网络设备使用这个程序,如Google的Gmail, Gmail邮件服务拥有上百万用户同时在线,这充分显示云计算能力,对Google来说,Gmail上用户所有信息、数据、邮件内容等,都可以存储在这个庞大网络上,而非传统PC的硬盘中,用户可以随时随地通过任何一台计算机来访问数据。

  简而言之,云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使用户能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务,具有分布式、超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、极其低廉等特点,将会保障轨道交通的安全、高速、智能化发展。

  云计算在交通行业的作为

  交通控制是一个十分庞杂的系统,包括车辆控制系统、轨道信号系统、电力系统、动力系统、视频监控系统等多个子系统,每个系统都包含成百上千的各种传感器和信号采集终端,这些传感器时刻都会产生各种类型的信息,如车辆的车数、位置等信息,这些信息有的是文本信息,有的是二进制的各种信令和数据包,有的是图像或视频。为了高效处理这些类型多样的半结构化和非结构化数据,反应系统的真实运行状态,为城市交通系统的各个职能部门提供及时、准确的数据依据, 智能交通应运而生。

  智能交通整体框架主要包括物理感知层、软件应用平台、分析预测及优化管理应用,其中物理感知层主要是对交通状况和交通数据的感知采集;软件应用平台是将各感知终端的信息进行整合、转换处理,以支撑分析预警与优化管理的应用系统建设;分析预测及优化管理应用主要包括交通规划、交通监控、智能诱导、智能停车等应用系统。整个系统建设的核心是数据的采集、存储与计算,其中最重要的核心思想就是“数据是价值”,目前很重要的问题就是如何把数据转换成价值,这就成为一个技术问题。

  从这个角度看,城市交通系统面临的问题,正好是云计算所要解决的问题之一,因此,云计算技术是现代城市交通系统的一个可行的技术途径。事实上,依托云计算相关技术,很大程度上将会提升整个城市交通系统的响应能力,真正意义上实现城市智能交通。

  高速时代的海量数据处理

  2014年4月,由中国南车打造的新一代高速动车组相继在沪杭线创造了416.6公里、在京沪线先导段创造了486.1公里的时速,刷新了世界铁路运营的最高时速。在速度上取得新突破的同时,轨道路网安全等级与精细维护的要求大大提升,此外,不能忽略的是,高速意味着更快的即时数据处理压力,这对轨道交通信息系统的管理与运作能力无疑是一次挑战。

  针对高速移动环境下的海量数据分析,云提供商针对铁路行业的ICT融合的管理信息解决方案,在支持云计算百万级服务器集群上,提供了在云端的铁道系统办公管理与铁路数据中心,确保了更加安全、准时、优质的高铁服务。期间,基于云计算的CMC(云式移动计算)应运而生。CMC体系架构涵盖了B3G宽带移动通信技术、云计算软件基础架构及关键技术、CMC安全以及可观可控技术三大技术核心,从根本上突破了宽带无线通信环境下的超高速移动计算的关键技术,能够排除高铁速度对信号数据的干扰,准确地收集并处理各种路面、空中等信息数据,为绿色环保、高效运营的高铁信息系统保驾护航。

  物联网下的高清信号提供

  “7•23”甬温线动车追尾事故仍历历在目,南京、上海等地地铁脱轨事件触目惊心,接连的城市公交事故提及后怕……在倡导安全出行的今天,交通安全是第一要义,而系统的稳定是轨道交通安全的根本。面对各种交通事故,必定要进行即时的事故处理,而这就要充分利用交通系统的综合监控。

  传统的交通综合监控系统主要是以单个车站为单位的单条线路的设备监控和数据处理,信息量较少,且多条线路之间以及轨道网与公交接驳等配套系统之间无法实现信息共享,难免出现“信息孤岛”等问题,在预防与处理交通事故时,很难即时提供全面准备的信息数据。引入云计算,建立全新的交通管理解决方案,以虚拟化技术为基础,把传统的交通信息应用系统、管理系统迁移到云计算的大平台上,能够达成交通信息资源的全面整合与共享,并在第一时间将各层信息进行准确分析与反馈。

  此外,其采用的分布式存储系统,数据可以互备、快速备份和恢复。当事故破坏相关数据时能够进行容灾应用,助力交通事故发生后的即时处理与恢复,能更好地满足平安城市交通和信息管理的要求,使得城市交通管理和运行从单一监控功能向性能可靠、功能强大、高度可扩展的基础设施型分布式监控平台发展,真正织就一张平安城市的“天网”。

  智慧城市中的车辆云调度

  每个出行者选择交通工具时,必然会考虑线路与时间,都希望走最短的线路用最少的时间,而这牵扯到一个问题:车辆调度。在智慧城市的发展过程中,车辆调度渐渐摆脱原始的人工分析状态,向借助于计算机的智能配送模式转变。

  交通车辆的调度,离不开车况、路况、客流量在各时间段的数据反馈以及每条线路上车辆的运行时间分析,从而满足乘客、司机、调度员等不同的信息需求,在各种错综复杂的信息数据分析过程中制定出高执行度的车辆配送程序。就数据的采集与反馈来说,采用云计算技术,城市监控系统能够对各监控视频进行智能分析:云计算可以在后端通过发动网络内闲置节点进行智能化分析,从而以较小的设备投入换回更多的智能化工作回报,实现高效率的交通智能监控;同时可以针对不同的用户提供相对应的服务,针对不同的需求采用不同的Qos参数,保证每个用户的需要。在车辆配送程序的制定方面,云计算提供的平台服务形成了一个虚拟资源库,存储着各个硬件和软件的各种信息资源,简化了调度作业和分配的过程,也就是将在车辆调度中负责调度的复杂问题留给虚拟化技术,通过准确地捕捉车地间信息、车辆间距,利用超强的虚拟计算能力,并加以解决,形成高效的云配送模式。

  结语

  如今,大家都在提倡“开源节流”,而这正是云计算的核心价值所在。

  所谓的“开源”,主要是指云计算集合了所有互联网上的服务器资源,包括硬件资源(服务器、存储器、CPU 等)与软件资源(如应用软件、集成开发环境等),本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息,远端就会有成千上万的计算机提供需要的资源并将结果传输至本地计算机。

  而“节流”体现在用户在运用IT 技术时无需建设成本昂贵的数据中心,最大程度上节省了硬件成本,软件开发成本也可以基于云计算的庞大资源,为用户尤其是中小企业节省庞大开支。

  伴随着城市的迅速发展,各种交通枢纽的蔓延,相关的交通事故、交通污染也愈加肆虐,这给城市交通管理系统提出了更高的要求。如何从源头上保障每一次的出行,解决交通“梗塞”问题,为每一位城市居民提供贴心的出行方案,需要一颗智慧的交通管理头脑。目前,从实际意义上,让云计算切实植入城市交通控制系统,借助云计算的超强大脑,智能交通的普及指日可待。

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