基于云计算的交通运输数据中心的实际应用

李丽萍 吴明宇 胡文

摘 要：在交通运输行业中，通过对海量交通运输数据的实时收集、归类、统计、处理，挖掘数据资源的利用价值，实现交通的智能化管理，既可以减轻交通管理部门的工作压力，又能够给广大的用户提供便利信息。基于云计算技术建设交通运输数据中心，可以保证数据的丰富度、真实性，为数据中心的各类功能的发挥与运用奠定基础。分别从云计算架构、数据中心组成模块和關键技术运用等方面，就交通运输数据中心的建设与应用进行简要分析。

关键词：云计算;交通运输;数据中心;虚拟化技术

中图分类号：F512        文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2020）24-0120-02

在“互联网+”时代，交通运输信息化已经成为一种常态，依托定位系统、智能监控系统等，可以收集各个路段、各个车辆的数据，为交通运输管理带来了极大的便利。近年来，各地交通管理部门也在积极探索交通运输智能化管理系统，并且取得了较为喜人的成果。前沿技术的发展，特别是云计算、云存储、AI等技术在交通运输行业的应用，一方面进一步完善了交通运输数据中心的系统架构，另一方面也提供了更加多样和实用的功能，在交通执法、物流服务等相关领域具有推广使用价值。

一、云计算背景下建设交通运输数据中心的必要性

第一，提高了数据资源的利用率。随着交通运输网的日益密集，以及各类电子设备、智能监控设备的广泛使用，交通运输信息管理系统每天都会接收海量的电子数据。在传统以物理服务器作为主要存储载体的模式下，这些海量数据不仅会占用较多的存储空间，增加了服务器的运行负荷，而且数据本身的价值没有得到深度挖掘，造成了数据资源的浪费。相比之下，基于云计算、云存储的交通运输数据中心，则使用虚假服务器，将各类硬件设备全部复制到虚拟平台上，不仅节省了硬件购买与维护的费用，而且扩大了存储容量，可随时调用虚拟服务器中的数据资源，提高了数据利用率。

第二，增强了数据信息的安全性。在交通运输管理信息化的背景下，如何保障电子数据的隐私与安全，是人们重点关注的问题。基于云计算的交通运输数据中心，采用虚拟服务器来存储数据，在安全等级和保密程度上，相比于一般的物理服务器来说更加高级。另外，虚拟服务器在数据的冗余备份方面，操作起来也十分方便。该系统可以每隔一定的时间，自动对备份数据进行更新，从而提高了备份数据的可用性。同时，可以将备份数据与源数据分别存储在不同的虚拟服务器中，进一步提高了数据信息的安全性。

二、交通运输数据中心的建设

（一）云计算数据中心架构

基于云计算的交通运输数据中心从为用户服务角度考虑，提供基础设施即服务（Iaas）、平台即服务（Paas）和软件即服务（Saas）三种服务类型。这些抽象层可以看作是由底向上组成的多层服务形式，Iaas整合交通信息等数据资源，并提供数据存储、预处理等服务，建立数据资源池，Paas在此基础上，为用户提供部署、运行和开发应用软件所需的环境，用户可在Saas层上运行各种应用程序，实现交通的智能化管理。

（二）数据中心的组成

1.用户管理系统。所有具有操作权限的管理人员，其用户信息都会被存储到云服务器中。用户信息主要包含了个人的登录账号、密码以及从事职务、所在部门等基础信息。不同的用户会根据其实际职务，被设定不同的访问权限。权限越高，在交通运输数据中心系统上的操作范围越广泛，这样就可以避免越级操作，对确保重要交通运输数据的安全也有一定作用。在正常登录数据中心后，可以查看道路监控数据、车辆定位数据、联网收费数据等。同时，可以对各台虚拟机进行管理，根据交通运输数据的采集需要，确定连接或断开虚拟机。

2.安全系统。用户管理系统与应用系统相连时，为了保障操作环境的安全性，在两个系统之间增加了一个网络安全系统。当用户提交操作指令后，网络安全设备会首先核实操作环境是否安全，以及操作指令的发出者是否具有相应的权限。如果发现用户存在越权操作或非法访问，则网络安全设备会自动禁止操作。相反，如果网络安全系统确认为系统环境安全及具有操作权限，则允许执行操作。在安全系统的组成上，除了防火墙外，还有各类的杀毒软件、检测识别系统，以及权限认证系统等。

3.应用系统。应用系统是整个交通运输数据中心的核心组成，几乎涵盖了道路交通管理的所有需求。例如联网收费系统，目前可以实现省内各个高速路口收费系统的联网，通过同步传输的方式，可以随时随地获取任意一个高速路口的收费信息，保证了道路收费的透明度和规范性。道路监控系统主要采集常规的路况信息、行车信息，如某个路段有无拥堵情况等，可以通过广播等形式提醒驾乘人员。视频监控系统能够更加精准地反映道路实时状况，特别是在交通事故处理等方面，为交通管理人员提供了充足的现场证据。除了这些主要的应有功能外，还有统计分析系统、车辆定位系统、应急处理系统等等。

4.虚拟资源池。使用虚拟服务器是交通运输数据中心在设计中的一大亮点。这样就可以并联若干台虚拟机，可以分担系统运行和数据传输压力，即便是在数据流量较大的情况下，也不至于像传统的管理系统那样出现崩溃、宕机的情况，保证了交通运输管理系统运行的稳定性和连续性。同时，还可以根据交通运输数据变化的具体情况，随时增加或断开虚拟机，具有很强的可扩展性和灵活的操作性。

虚拟资源池主要由许多台性能比较高的服务器组成，这些服务器统一由虚拟化软件进行管理，在具体的管理工作中，需要结合各个系统的实际情况，计算出各系统的需求，然后虚拟出多台虚拟服务器。数据存储部分主要由多台磁盘阵列组成，通过光线存储交换机可以将这些磁盘阵列连接到虚拟资源池中的服务器之上，完成数据的高速存储工作。网络设备主要指的是以网络交换机为中心构建起来的数据中心网络。

三、交通运输数据中心的关键技术

第一，虚拟化技术。对于交通运输数据中心这类数据来源多样、实时数据丰富的管理系统来说，虚拟化技术的应用可以在减轻系统运行压力，提高运行流畅度的同时，从系统构建和运行维护方面降低成本。运用虚拟化技术，在虚拟服务器中，可以根据交通运输管理需要，分别部署相应的应用程序，安装虚拟化的应用软件。这样就能够在虚拟环境下，模拟硬件运行，从而解决了硬件设备运行故障或是设备之间不兼容的问题。多台虚拟机采用独立连接的方式，每台虚拟机分别对应着一个应用系统，相互之间不会发生串扰，保证了数据的完整性与真实性。

第二，云存储技术。交通运输系统每天产生的海量数据需要占用较多的物理存储空间，无形中增加了存储成本。相比之下，在使用云存储技术后，利用虚拟存储器提供了更大容量的存储空间。同时，虚拟存储器具有较强的可扩展性，可以随着交通运输数据的增长需要，以较低的成本不断新增存储空间，满足了使用需求。除此之外，近年来，云存储技术的成熟，也为交通运输数据存储提供了新的渠道，无论是在存储容量还是数据安全方面，其都有着独特的应用优势。云存储环境下还支持数据分类存储，例如程序数据、历史数据、基础数据等，分别存放于不同的单元，这样既可以提高数据调用与管理效率，又方便进行备份。

第三，数据共享技术。实现数据分析结果的充分共享和整合利用，是建立交通运输数据中心的目的之一。基于云计算技术的数据中心，可以保证不同平台之间的数据格式保持一致，从而为数据的跨平台传输与共享利用带来了便利。同时，大数据与云计算相结合，还可以增强数据本身的时效性，保证了从某个点产生的交通运输数据，可以无障碍地传输到分布于不同地区的交通运输信息管理系统中。数据共享技术的运用，在支持交通运输数据中心内部重要数据的协同更新方面也有重要价值。通过实现数据共享，在不同的平台之间保证数据资源的一致性，进一步提高了跨平台管理的水平，为群众的出行提供更为全面的信息服务。

四、云时代交通运输数据中心的应用前景

第一，在交通执法方面的应用前景。交通运输数据中心的应用系统中，包含了道路信息子系统、视频监控子系统、车辆定位子系统等。利用这些系统动态地收集交通运输数据，可以为交通执法提供数据参考。例如可对一些石油化工材料运输车、大吨位货车等车辆进行重点监控，掌握其行驶路线。如果根据监控系统发现违法车辆，则发出警示信息，提醒交通管理部门及时采取措施，保障道路畅通以及维护其他驾乘人员的安全。

第二，在物流服务方面的应用前景。近几年，我国物流行业在电子商务经济的推动下发展迅速，这也让道路交通运输压力成倍地增加。为了更好地服务于物流工作的开展，应结合云计算数据中心，应用物联网技术，完善各种运输方式的信息采集体系，建立物流公共信息服务系统，达到物流全程可视可控、货物实时跟踪，开展網上运输服务、物流配送、电子支付结算、从业人员信息认证、服务质量记录、信用等级评价、在线咨询、投诉和救助等多项服务。

为了更好地顺应交通运输管理信息化的发展趋势，近年来越来越多的省份开始建立和使用交通运输数据中心。将大数据、云计算等前沿技术，应用到数据中心的建设与运行中，以道路监控数据、车辆定位信息等为参照，进行数据的整合、分析与利用，为交通运输管理工作更好地开展提供决策支持。未来，应关注前沿信息技术，将5G技术、AI技术等应用到数据中心的开发中，支持交通运输事业的更好发展。

参考文献：

[1]  翟永刚，丁增鑫，王青峰.基于云计算的高校数据中心设计与实现[J].中国教育信息化，2015，（17）：61-63.

[2]  程学庆，刘星文，李建海，等.基于云平台的交通视频检测数据优化研究[J].交通运输系统工程与信息，2015，（2）：76-80.

[3]  牛军.基于云计算的智能交通系统数据预处理与并行化技术研究[J].中国科技纵横，2017，（16）：38-40.