基于物联网技术的智能交通运维云服务模式探讨

2019-08-05原良晓冯杰徐文扬

中国公共安全 2019年6期

□ 文/原良晓冯杰徐文扬

智能交通运维现状

随着交通信息化的推进和深入，交通管理部门（交警部门、交通运输管理部门、高速公路运营部门、大型桥隧运营部门等）建设了数以万计的交通设施来实现道路交通的监测和管理。这些交通设施直接关系到交通的安全有序畅通运行，为各部门的管理和应急等业务提供强有力的支撑。

目前，各部门的交通设施的运维总体处于“专业化水平不足、管理制度不规范、管理效率不高、智能化水平低”的状态，已成为了管理过程中的难点和焦点问题。

物联网发展现状

物联网可实现信息的共享与交换，进而智能化与实时化的管理物体，可做到以下内容：（1）物体的识别与标识，比如当前得到人们普遍认可的识别技术就是射频识别技术。该技术主要是利用射频信号对目标对象进行自动识别及得到有关数据，其构成部分有芯片、耦合原件及标签。每个标签有不同的电子编码，标签附着在需标识的物体上。在读取标签上的信息时，需要借助固定式或手持式的阅读器来实现。（2）信息的采集与传输。所采用的传输手段为有线传输和无线传输，这两种传输方式能够有效采集物联网中的数据，并传输至后台处理中心。（3）后台智能化处理。在后台中心里，可收集、转换、分析前端采集的信息与数据，并结合用户的实际需求来触发事件与适配信息。因为由末梢节点得到诸多原始数据，用户可通过对这些原始数据进行分析处理、筛选及转换后，其才具备实际价值，而后台中心主要负责这项工作，并依据具体服务内容对这些数据进行按类别处理，同时依据用户接触到的事件做出对应的响应。（4）处理结果的应用或展示。后台中心处理过的有效信息可通过各种手段进行展示，比如信息发布、数据再利用等。

结合物联网技术的智慧运维可行性

一是在数据采集方面，物联网技术有着天然的优势，只要嵌入电子标签，任何物体都可以成为被采集的对象。这相比较传统运维通过人工报修、人工接单有更大的优势，采集的数据也更多更丰富。但正因为如此，智慧运维正好可以利用互联网技术采集的数据做更多更充分的数据分析。

再有是在数据传输方面。物联网是重要的传输渠道，是一张巨大的传输网络，可为运维设备数据提供收集和分析的平台。无论是信息传输的广度还是深度,物联网都具有其他方式所无法比拟的优势。采用物联网技术与运维服务无缝的对接，可以充分利用物联网的底层的传输体系，通过有线和无线传输方式，达到上下传达的目的。

针对地面道路、快速路、高速公路和大型桥隧等的交通设施，基于“互联网+”理念，综合利用云计算、大数据、物联网感知、人工智能等技术，紧紧围绕交通设施运维的三大要素“物—事—人”（物—交通设施、信息、系统，事—资产资源管理、故障预警、运维活动管理、绩效评估，人—交管部门、运维服务提供商、设备提供商、监理单位、其他部门），有必要研究物联技术支撑和云服务条件下的交通设施运维新模式，打造全新的运维业态。

构建交通设施运维 “物—事—人”三要素的管理模式，开展交通设施主动运维技术研究和物联运维终端的研制，实现“主动检测、主动发现问题、提前预防、科学评估”的目标，提高被运维设施的可靠性和可用性；研发基于自建混合云的、面向多租户的交通设施主动运维云平台，既保证云的访问便利性，又确保对云基础设施的掌控，实现多租户信息接入，开展应用示范。通过本项目的实施，可为交通管理部门提供一种全新的交通设施运维模式，显著提高运维的专业化水平和智能化水平，提升运维品质和效率，减少运维的费用投入。

以创造一种全新的基于云服务的运维生态为目标，以“O2O”模式为框架，云计算和互联网技术为基础，结合智能交通行业特性，对互联网与传统运维进行深度融合，研究得出了基于云服务模式的运维服务解决方案，为运维活动涉及的相关角色如服务提供商、集成商、业主、厂商等提供统一管理平台、双向供需渠道及三种服务模式。

自助模式

自助模式的特点是业主依靠自身运维团队，仅使用平台提供的各项功能，自行完成运维业务协作和数据收集与分析。这种模式下，业主需要自身具备较完善的运维流程体系和完整的运维团队，并掌握云平台的运维功能。

半托管模式

半托管模式的特点是业主有运维监控队伍，可通过使用平台相关功能完成平台日常运维监控及巡检，专业化运维工作通过平台自主选择服务商完成。这种模式下，业主也需要培养专门的运维技术人员、建立针对设施的运维流程体系。相比自助模式，半托管模式可以让业主在专业运维服务提供商选择方面有更多自主权，支撑的力度比较大。

全托管模式的特点是业主如果缺乏运维管理职能或编制不足以支撑，或者期望将精力集中在运营和业务拓展上，通过购买全托管服务，将系统运维全部打包交于云平台，由平台组织专业的运维团队、制定云运维流程、部署专业运维工具进行全方位的运维管理。这种模式下，业主需要事先通过平台进行详细的运维SLA定义。当然，即使采用全托管运维模式，业主也需要配备一名运维经理来监控平台的实际运维执行情况和运维质量。

实现智能交通运维云服务关键技术

基于混合云的IT基础环境搭构

为支持物联网数据传输、存储、分析，使用私用云与公有云结合的技术，构建计算平台和分布式存储平台，为租户提供云计算支撑服务，同时构建业务平台。交通专网有其网络环境封闭的特殊需求，但私有云容量算法均有限，故需借助公有云的计算及存储能力，结合公、私有云各自的特点，搭建最优的基础环境。随着业务扩展，公司可以不改变平台业务属性，而通过添加服务器方式扩展整个平台规模。该云中心既是一个企业云，也可以对外提供服务，扩展成公有云。

多租户条件下交通设施数据管理技术

在统一的用户界面下，利用docker技术隔离用户程序和数据，同时实现共享数据和专用数据分类存储。Docker是开源应用容器引擎，可以让开发者把应用打包到一个可移植的容器中，实现发布和虚拟化，是一项较为成熟的技术。容器完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

云平台的网络、系统、数据安全技术

为了提高专网的网络安全，公司开发专用设备，通过改造物理连接，研发专用软件，从而保证专网安全的前提下实现专网、互联网数据互通。对云平台进行网络安全管理，进行服务器间网络安全检查，服务模块进程监控管理，系统性能监控管理，并对系统日志、系统运行状态及报警进行分析处理。对系统安全进行评估，将硬件设备进行冗余配置，软件平台则使用shiro进行统一的权限和安全认证。

支撑物联技术研究

运维平台通过数据探针实现智能设备运行监控和智能故障发现，租户接入平台后，可以在配置管理中心下载数据探针，探针启动后根据配置信息自动采集内场网络设备、服务器、机房动力和外场信号机、情报板、电子警察等智能交通设备的运行状态数据，并通过安全协议上报至云平台。数据探针是实现云上运维的基础，打通互联网与内部网络的通信壁垒，实现双向数据传输。

监控探针的采集原理是通过各个设备开放的通讯协议，获得该设备的运行状态。

物联网络则主要基于NB-IoT技术。NB-IoT是基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT），是万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

软件平台使用的是Ruff平台。Ruff是一个JavaScript运行时环境，专为硬件开发而设计。它对硬件进行了抽象，使用了基于事件驱动、异步I/O的模型，使硬件开发变得轻量而高效。除了使用JavaScript作为开发语言，它还拥有自己的软件仓库，从模块到驱动一应俱全。提高软件兼容性、降低硬件开发门槛。