一、前言

　　交通信息服務是智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem，以下簡稱ITS)建設的重點內容，目前，我國都會級城市的交通信息服務系統(tǒng)的基礎建設已初步形成，但普遍面臨著整和利用交通信息來服務于交通管理和出行者的問題。如何對海量的交通信息進行處理、分析、挖掘和利用，將是未來交通信息服務的關鍵問題，而云計算技術以其自動化IT資源調度和快速部署以及優(yōu)異的擴展性等優(yōu)勢，將成為解決這一問題的重要技術手段。

　　二、智能交通的發(fā)展

　　1、國內智能交通發(fā)展情況

　　近年來，隨著我國城市化進程的加快和社會經濟的快速發(fā)展，各類機動車的保有量急劇增多傳統(tǒng)的依靠加大基礎設施投入的方法已經不能解決人們日益增長的交通出行需求，以深圳為例，至2010年底，深圳機動車的保有量將超過170萬輛，目前每月新增機動車約2.4萬輛。城市交通面臨運輸效率低、安全形勢突出、能源消耗高、環(huán)境污染問題嚴重，各類道路交通出行的需求已經接近現(xiàn)有設施通行能力的極限，交通運輸問題成為制約我國國民經濟發(fā)展的重要因素，智能交通是改善和提高交通運輸系統(tǒng)這一現(xiàn)狀的重要手段。

　　2002年，科技部正式確定10個城市為首批全國智能交通系統(tǒng)應用示范工程試點城市，包括北京、廣州、中山、深圳、上海、天津、重慶、濟南、青島、杭州，其中北京、上海、廣州等城市分別結合奧運會、世博會和亞運會等大型賽事活動進行了智能系統(tǒng)的建設，取得顯著成效。深圳市也已啟動了智能交通的規(guī)劃設計工作，其中一期建設“一個平臺、六個系統(tǒng)”，包括交通信息交換平臺、交通綜合監(jiān)測系統(tǒng)、交通整體調控系統(tǒng)、交通運輸管理系統(tǒng)、交通運行指揮系統(tǒng)、公眾出行信息服務系統(tǒng)、交通管理及應急仿真決策支持系統(tǒng)。

　　2、國外智能交通發(fā)展情況

　　日本是世界上率先展開ITS研究的國家之一，在1973年日本通產省開始開發(fā)汽車等綜合控制系統(tǒng)CASC(ComprehensiveAutomobileControlSystem)，目前日本ITS研究與應用開發(fā)工作主要圍繞三個方面進行：提供實時道路交通信息的汽車信息和通訊系統(tǒng)VICS(VehicleInformationCommunicationSystem)、電子不停車收費系統(tǒng)ETC(ElectronicTollCollection)和先進的公路系統(tǒng)AHS(AdvancedHighwaySystem)。

　　新加坡在ITS的發(fā)展方面已經走到了世界的前列，聰明的交通信號控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了自適應和整體協(xié)調。

　　韓國首爾智能公交調度及信息服務系統(tǒng)“TAGO”，讓首都首爾的交通井然有序。首爾市的智能交通在交通管理、交通監(jiān)測和公共交通等領域都得到了充分的應用和發(fā)展，交通服務水平屬于亞洲高水平。

　　三、云計算技術發(fā)展概況

　　1、云計算定義

　　云計算(CloudComputing)概念的直接起源是AmazonEC2(ElasticComputeCloud的縮寫)產品和Google-分布式計算項目，云計算是分布式處理(DistributedComputing)、并行處理(ParallelComputing)和網格計算(GridComputing)的發(fā)展，云計算是通過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多臺服務器所組成的龐大系統(tǒng)，經計算分析之后將處理結果回傳給用戶。通過云計算技術，網絡服務提供者可以在數秒之內，處理數以千萬計甚至億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大的網絡服務。

　　2、云計算分類

　　云服務按照服務的類別可以分為三種：即公共云、私有云和混合云。公共云是由第三方(供應商)提供的云服務。它們在公司防火墻之外，由云提供商完全承載和管理。私有云是在企業(yè)內提供的云服務。這些云在公司防火墻之內，由企業(yè)管理?；旌显?，顧名思義就是公共云和私有云的混合。

　　云計算按應用模式可以分成IaaS、PaaS和SaaS。IaaS就是給使用者提供最簡單的計算存儲和網絡等等能力，讓用戶自己搭建自己的業(yè)務平臺，如亞馬遜的AWS(ElasticComputeCloud)。PaaS，在云計算平臺之上抽象出一些比較簡單易用的接口和能力，讓用戶能夠在這個平臺上快速搭建自己的應用，如Salesforce.com的Force.com，F(xiàn)orce.com是Salesforce整體架構的核心，因為它首先整合和控制了底層的物理的基礎設施，接著給上層的SalesCloud，ServiceCloud，Chatter和基于Force.com的定制應用提供PaaS服務，最后，那些Force.com上層的應用以SaaS形式供用戶使用。SaaS，把應用或者軟件作為服務傳送給用戶，用戶可以通過任何網絡設備使用這個程序，如Google的Gmail，Gmail郵件服務擁有上百萬用戶同時在線，這充分顯示云計算能力，對Google來說，Gmail上用戶所有信息、數據、郵件內容等，都可以存儲在這個龐大網絡上，而非傳統(tǒng)PC的硬盤中，用戶可以隨時隨地通過任何一臺計算機來訪問數據。

　　圖1 交通云計算的未來應用框架

　　3、云計算應用挑戰(zhàn)

　　數據安全是全球對云計算最大的質疑。2010年5月，中國電子學會(CIE)云計算專家委員會的最新研究認為，從總體來說，中國云計算先行者對待云計算的態(tài)度和方法可以概括為保持謹慎、關注結果。從原因上分析，中國企業(yè)對云計算采取謹慎態(tài)度的主要原因首先是缺乏云計算知識，其次是對安全性、可靠性以及與現(xiàn)有系統(tǒng)整合的擔心。59%的中國受訪者稱“十分擔心”云計算的數據安全性、隱私性和保密性。目前云計算的技術標準尚不統(tǒng)一，法律、法規(guī)與審計要求的合規(guī)性尚不明確，數據安全、隱私、保密性尚待完善，大多數客戶對云計算的業(yè)務遷移、運維服務及商業(yè)模式變化的適應性有待加強。

　　四、在智能交通系統(tǒng)建設中引入云計算

　　交通數據有以下特點：

　　(1)數據量大：交通服務要提供全面的路況，需組成多維、立體的交通綜合監(jiān)測網絡，實現(xiàn)對城市道路交通狀況、交通流信息、交通違法行為等的全面監(jiān)測，特別是在交通高峰期需要采集、處理及分析大量的實時監(jiān)測的數據。

　　(2)應用負載波動大：隨著城市機動車水平不斷提高，城市道路交通狀況日趨復雜化，交通流特性呈現(xiàn)隨時間變化大，區(qū)域關聯(lián)性強的特點，需要根據實時的交通流數據及時全面采集、處理、分析等。

　　(3)信息實時處理要求性高：市民對公眾出行服務的主要需求之一就是對交通信息發(fā)布的時效性要求高，需將準確的信息及時提供給不同需求的主體。

　　(4)數據共享需求：交通行業(yè)信息資源的全面整合與共享，是智能交通系統(tǒng)高效運行的基本前提，智能交通相關子系統(tǒng)的信息處理、決策分析和信息服務是建立在全面、準確、及時的信息資源基礎之上。

　　(5)高可用性、高穩(wěn)定性要求：需面向政府、社會和公眾提供交通服務，為出行者提供安全、暢通、高品質的行程服務，對智能交通手段的充分利用，以保障交通運輸的高安全、高時效和高準確性，勢必要求ITS應用系統(tǒng)需具有高可用性和高穩(wěn)定性。

　　如果交通數據系統(tǒng)采用煙筒式系統(tǒng)建設方式，將產生建設成本較高、建設周期比較長、IT管理效率較低、管理員工作量繁重等問題。隨著ITS應用的發(fā)展，服務器規(guī)模日益龐大，將帶來高能耗、數據中心空間緊張;服務器利用率低或者利用率不均衡，造成資源浪費;IT基礎架構對業(yè)務需求反應不夠靈敏，不能有效地調配系統(tǒng)資源適應業(yè)務需求等問題。

　　云計算通過虛擬化等技術，整合服務器、存儲、網絡等硬件資源，優(yōu)化系統(tǒng)資源配置比例，實現(xiàn)應用的靈活性，同時提升資源利用率，降低總能耗，降低運維成本。因此，在智能交通系統(tǒng)中引入云計算有助于系統(tǒng)的實施。

　　五、交通云規(guī)劃探討

　　交通云應該是一個整合的、先進的、安全的、自動化的、易擴展的、服務于交通行業(yè)的開放性平臺。具體體現(xiàn)在：(1)整合現(xiàn)有資源，并能夠針對未來的交通行業(yè)發(fā)展擴展整合將來所需的各種硬件、軟件、數據;(2)動態(tài)滿足ITS中各應用系統(tǒng)，針對交通行業(yè)的需求--基礎設施建設、交通信息發(fā)布、交通企業(yè)增值服務、交通指揮提供決策支持及交通仿真模擬等，交通云要能夠全面提供開發(fā)系統(tǒng)資源平臺需求，能夠快速滿足突發(fā)系統(tǒng)需求;(3)提供極具彈性的擴展能力需求，以滿足將來不斷增大的交通應用需求。

　　交通云作為行業(yè)云，它的發(fā)展軌跡應在技術上從易到難、業(yè)務上從邊緣逐漸到核心的一個發(fā)展過程，交通云的遠景是IaaS、PaaS及SaaS的應用都具備。針對智能交通的目前發(fā)展狀況及云計算平臺的成熟應用程度，還是以數據中心的云存儲化開始，逐漸向外擴展應用服務。交通云應該是對交通管理單位、交通運營企業(yè)和廣大的市民服務的，所以，未來的交通云應該具有混合云的特點。對保密性安全要求高，處理速度快，彈性發(fā)展力度強的對內應用(交通管理單位)，可以用私有云的模式實現(xiàn)。而對外的信息發(fā)布(大眾出行、物流企業(yè)、交通信息服務企業(yè)等)、出行指導等對外應用可以用公共云的模式實現(xiàn)。

　　結合公共云與私有云的特點應用，建議交通云分四步實施：

　　(1)初期：可以考慮數據中心基礎架構實現(xiàn)云計算化，同時梳理業(yè)務系統(tǒng)中等級低、邊緣化的應用向基礎設施遷移。

　　(2)發(fā)展期穩(wěn)步擴展，建設公共信息服務平臺向交通云上遷移，通過標準接口對外提供基礎交通數據，同時，提供GIS-T(基于交通的地理信息系統(tǒng))的服務，運營商和增值服務開發(fā)商可以通過GIS-T和公共信息服務平臺提供的開放接口進行二次開發(fā)，向公眾提供豐富的交通出行服務和誘導服務。

　　(3)成熟期：以優(yōu)化提升為主，可以建立常用交通應用系統(tǒng)向交通云遷移，持續(xù)梳理及擴展交通云基礎設施的規(guī)模，提供豐富的接口服務。使得交通云平臺進入提供常用服務期。并針對整個交通云平臺的全面應用繼續(xù)深化業(yè)務層面的實踐。

　　(4)全面應用期：針對交通服務(邊緣服務、常用服務、核心服務等)都全面向交通云遷移，并通過前三個階段的分布實施和實踐，積累了足夠的經驗，為交通云提供全面服務打下了堅實的基礎。本階段就是將交通業(yè)務和云計算全面合二為一。完成大交通在交通云上運營的構想。

　　1、智能交通的數據中心云計算化(私有云)

　　交通云專網中的智能交通數據中心，主要是為智能交通各個業(yè)務系統(tǒng)提供數據接收、存儲、處理、交換、分析等服務，不同的業(yè)務系統(tǒng)隨著交通數據流的壓力而應用負載波動大，智能交通數據交換平臺中的各子系統(tǒng)也會有相應的波動，為了提高智能交通數據中心的硬件資源利用率，并且保障系統(tǒng)的高可用性及穩(wěn)定性，在智能交通數據中心采用私有基礎設施云平臺，交通私有云平臺主要提供以下功能：

　　(1)基礎架構虛擬化，提供服務器、存儲設備虛擬化服務;

　　(2)虛擬架構查看及監(jiān)控，查看虛擬資源使用狀況及遠程控制(遠程啟動、遠程關閉等);

　　(3)統(tǒng)計和計量;

　　(4)SLA(ServiceLevelAgreement，服務品質協(xié)議)服務，如：可靠性、負載均衡、彈性擴容、數據備份等。

　　2、智能交通的公共信息服務平臺、地理信息系統(tǒng)云計算化(公共云)

　　智能交通業(yè)務系統(tǒng)中，有一部分互動信息系統(tǒng)、公眾發(fā)布系統(tǒng)及交通地理信息系統(tǒng)運行在Internet上，是以公眾出行信息需求為中心，整合各類位置及交通信息資源和服務，形成統(tǒng)一的交通信息來源，為公眾提供多種形式的、便捷的、實時的出行信息服務。該系統(tǒng)還為企業(yè)提供相關服務接口，補充公眾互相以及與企業(yè)、交通相關部門、政府的互動方式，以更好的服務于大眾用戶。

　　公眾出行信息系統(tǒng)主要是提供常規(guī)信息、基礎信息、出行信息等的動態(tài)查詢服務以及智能出行分析服務。該服務不但要直接為大眾用戶所使用，也為運營企業(yè)提供服務。

　　基于交通的地理信息系統(tǒng)(GIS-T)也可以作為主要服務通過公共云平臺，向廣大的市民提供交通常用信息、地理基礎信息、出行地理信息導航等的智能導航服務。該服務直接為大眾市民所用，也同時為交通運營企業(yè)對針對GIS-T的二次開發(fā)提供豐富的接口調用服務。

　　所有在Internet上的應用都屬于公共云計算平臺，智能交通把信息查詢服務以及智能分析服務作為一個平臺服務提供給其他用戶使用，不但可以標準化服務訪問接口，也可以隨負載壓力動態(tài)調整IT資源，提高資源利用率以及保障系統(tǒng)高可用性及穩(wěn)定性。交通公共云平臺主要提供以下功能：

　　(1)提供基于平臺的(PaaS)服務;

　　(2)資源服務部署，申請、分配、動態(tài)調整、釋放資源;

　　(3)SLA服務，如：可靠性、負載均衡、彈性擴容、數據備份等;

　　(4)其它軟件應用服務(SaaS)，如：地理信息服務、信息發(fā)布服務、互動信息服務、出行誘導服務等。

　　六、結束語

　　智能交通系統(tǒng)是一項龐大復雜的系統(tǒng)工程，涵蓋了信息采集、網絡構建、系統(tǒng)集成、應用開發(fā)等多個方面內容，涉及城市交通運行管理的多個領域。智能交通系統(tǒng)建設應堅持政府構建基礎性開放平臺，積極引導企業(yè)參與應用開發(fā)的原則。

　　智能交通建設不僅是技術問題，同時也涉及到行政管理問題，云計算將改變現(xiàn)有IT系統(tǒng)的建設和運維模式，建設交通云的挑戰(zhàn)很大，需要技術上、思想上的準備。但無疑，交通云的建設順應技術發(fā)展趨勢，并將帶來商務模式的創(chuàng)新。