云计算技术在智慧交通中的应用研究

张 勇 王 海 刘思阳

1.陆军军事交通学院学员五大队研究生队，天津 300161；2.陆军军事交通学院联合投送系，天津 300161

随着计算机技术、电子传感技术、控制技术和通信技术等先进技术在交通运输领域的集成应用，交通运输的管理模式向着智能化、网络化、一体化方向发展。云计算技术提供了一种新的信息处理和服务模式，具有数据处理效率高、资源共享率高、扩展性强等诸多优点，尤其在计算和信息处理方面具有极大的优势，在智慧交通领域的应用必然成为趋势。

1 云计算技术与智慧交通概述

1.1 云计算技术

从2006年Google首次提出云计算概念起，经过多年的发展，云计算在各个领域都有了广泛应用，形成了多种服务模式和部署模式。云计算并不是一种新技术，而是硬件技术和网络技术发展到一定阶段出现的新技术模型，包括网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等技术。云计算通过虚拟化技术将计算资源池化，利用网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS等先进的商业模式把计算能力分布到终端用户手中，以更小的资源粒度向使用者提供服务。

云计算技术将终端与信息分离，方便很好地管理云中的信息。用户的应用和数据分布在不同的服务器上，即使单点服务器崩溃，仍然可以动态扩展和部署新的节点作为辅助资源和计算能力添加进来，自动处理失败节点，保证应用和计算的正常进行。云计算平台提供的服务基于网络进行栅格状组织，不是基于单点提供，能够进行全天候全天时实时响应。

1.2 智慧交通

智慧交通是在智能交通的基础上发展起来的。智慧交通是指充分运用物联网、大数据、云计算、自动控制、人工智能等高新技术汇集、筛检、融合和分析交通信息，使交通运输系统具备自我感知、自动互联、智能分析和综合判断等能力，以此充分发挥道路交通基础设施效能，缓解交通压力，提升交通系统运行效率，减少交通事故，充分保证交通安全。其目标是在现有交通基础设施的基础上，将各种高新技术与先进的交通理论集成运用于交通运输全过程中，加强人车路协同发展，建立一个安全、高效、环保的综合运输系统，提升公共交通服务水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务。

2 云计算技术在智慧交通的应用前景

经过长期的交通运输信息化建设，交通运输领域发展已经取得一系列成果，先后开发了多套信息系统，极大方便了交通用户。但是各信息系统自成体系，这些系统的架构、开发语言以及数据格式各不相同，彼此无法联通交互，各个信息系统比较封闭，信息共享程度不充分，信息标准不统一，信息交换不理想，形成了一个个“信息孤岛”。目前交通领域存在交通信息处理低效、信息不实时、交通流预测不准确等一系列问题。与传统的单机和网络应用模式相比，云计算具有虚拟化、高灵活性和高可靠性等特点。云计算平台利用软件实现硬件资源的虚拟化管理、调度及应用，扩展、迁移、备份等各项应用操作均在虚拟化层完成。运用虚拟化技术，通过整合交通运输领域各种业务资源、行业信息和业务系统，实现资源的集中管理。

2.1 构建交通云平台

运用云计算技术对交通运输系统数据中心进行改造，整合各种交通信息资源，融合交通运输信息系统，使数据中心具备资源池弹性扩张能力，提升资源利用率。采用虚拟化技术、海量数据存储、数据跨平台共享等云计算技术，接入智能监控系统、公众出行系统等采集前端获取的海量交通数据，并对这些信息进行统一的组织、规划和协调，经过筛检、融合和分析处理后，为交通运输领域各应用系统提供数据支撑。构建交通云计算服务平台，加快整合信息系统，加强系统之间的信息共享，提高系统数据处理能力，为各类交通运输信息系统运行提供硬件平台、集成交互环境支撑，确保各类信息系统能够互联、互通、互操作。在交通云平台上部署多套应用系统，共享交通云数据中心的海量交通数据，直接调用数据分析结果，构建交通GIS平台、交通管理及仿真决策支持系统、安全监管与应急处置平台、物流公共信息服务系统、卫星定位综合管理与服务系统、公众出行服务信息平台和最优路径诱导系统等系统。用户按需通过网络访问交通云资源池，为交通参与者提供各种服务。

2.2 交通信息分析与发布

交通云计算平台能够实现交通信息采集、处理、存储、分析、调用、发布和反馈全过程的优化，具有超强的计算能力、分布式存储和信息共享等优势，可充分发挥交通基础设施效能，提供全新的交通信息管理模式，实现交通统一管理和资源数据共享，为交通运输行业各信息系统提供计算服务，为交通参与者、交通管理部门提供高效和准确的交通信息，为广大用户提供交通信息分析与发布服务，提高智慧交通系统信息时效性和准确性。

2.3 交通指挥控制

通过物联网等技术，实时监控交通参与者的交通行为，实时采集道路状况，如车辆行驶状态、交通拥堵情况以及车流速度，并将交通流量、密度和拥堵状况等实时情况汇集至交通云平台，借助交通云计算平台的分布式存储、动态冗余存储等技术，通过对人、车、路等综合交通因素数据的分析、处理与融合，应用一定的交通流预测算法、基于云模型预测短时交通流，提供动态导航服务和最优路径诱导信息，为交通参与者提供科学的出行路线，极大节约公民出行时间，最大程度地缓解交通拥堵，降低环境污染，提高道路交通安全和使用效率。通过地感线圈、RFID、视频监控等技术实时监测区域内各个路口各方向的交通车流量，由交通云平台对这些数据进行集中处理，依赖实时可靠的交通流形成精确、联动的区域交通控制方案，统一调控联网信号灯，实现基于云计算的智能交通信号控制。

2.4 交通管理预警

道路车辆通过车联网等设备，将车辆地理位置、车牌信息、车主信息等车辆状态信息实时汇集在交通云平台，实现车辆联网在线管理。交通云平台以服务的形式向各种用户提供车辆信息服务，实现违反规章车辆的整治管理，实时保证车辆的安全。此外，基于交通云计算平台，在任何时间、任何地点，应急救援人员通过网络的形式都可获取交通应急事件报警情况、救援资源和方案，随时查看事故现场情况，并及时做出应急处理，进而控制交通事故的发展，快速恢复交通，实现基于交通云平台的应急救援在线管理。通过交通云平台，实时预警交通突发事件，保证交通运输系统安全有序运行。

2.5 交通规划建设

云计算技术能适应用户对资源不断变化的需求，按照用户的应用需求部署相应的资源和计算能力，对虚拟资源池进行统一管理，可随时对应用进行扩展，节省硬件资源开支，减少软硬件资源建设和维护费用，大大降低运营维护成本。基于交通云平台的交通基础设施运营状态安全检查监测方面，无需支付高额的费用建立实体监控中心，可以共享交通云计算平台，租赁交通云计算平台提供的各项服务，能大幅降低交通领域系统建设成本，实现统一管理和维护，使路联网市场能够真正形成。

3 结语

交通云平台可将交通管理者、交通运营企业和交通用户紧密联系起来。随着云计算技术的日趋成熟，运用云计算技术对交通领域人车路等复杂情况进行统一管理，统筹整合各种交通运输资源，构建交通云计算平台，为智慧交通领域提供一种全新的服务方式，引领未来交通向高度智能化方向发展，实现安全、便捷、高效、环保的智慧交通，提升交通运输行业的服务水平。但是，云计算技术也面临着一定的安全问题，交通信息数据具有实时动态、大量复杂的特点，如何高效处理这些非结构化数据，需要进一步加强和研究。