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      一、前言

　　交通信息服務(wù)是智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，以下簡稱ITS）建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，目前，我國都會(huì)級(jí)城市的交通信息服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)已初步形成，但普遍面臨著整和利用交通信息來服務(wù)于交通管理和出行者的問題。如何對海量的交通信息進(jìn)行處理、分析、挖掘和利用，將是未來交通信息服務(wù)的關(guān)鍵問題，而云計(jì)算技術(shù)以其自動(dòng)化IT資源調(diào)度和快速部署以及優(yōu)異的擴(kuò)展性等優(yōu)勢，將成為解決這一問題的重要技術(shù)手段。

　　二、智能交通的發(fā)展

　　1、國內(nèi)智能交通發(fā)展情況

　　近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的加快和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各類機(jī)動(dòng)車的保有量急劇增多傳統(tǒng)的依靠加大基礎(chǔ)設(shè)施投入的方法已經(jīng)不能解決人們?nèi)找嬖鲩L的交通出行需求，以深圳為例，至2010年底，深圳機(jī)動(dòng)車的保有量將超過170萬輛，目前每月新增機(jī)動(dòng)車約2.4萬輛。城市交通面臨運(yùn)輸效率低、安全形勢突出、能源消耗高、環(huán)境污染問題嚴(yán)重，各類道路交通出行的需求已經(jīng)接近現(xiàn)有設(shè)施通行能力的極限，交通運(yùn)輸問題成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，智能交通是改善和提高交通運(yùn)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(gè)城市為首批全國智能交通系統(tǒng)應(yīng)用示范工程試點(diǎn)城市，包括北京、 廣州、中山、深圳、上海、天津、重慶、濟(jì)南、青島、杭州，其中北京、上海、廣州等城市分別結(jié)合奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)和亞運(yùn)會(huì)等大型賽事活動(dòng)進(jìn)行了智能系統(tǒng)的建設(shè)，取得顯著成效。深圳市也已啟動(dòng)了智能交通的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，其中一期建設(shè)“一個(gè)平臺(tái)、六個(gè)系統(tǒng)”，包括交通信息交換平臺(tái)、交通綜合監(jiān)測系統(tǒng)、交通整體調(diào)控系統(tǒng)、交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)、交通運(yùn)行指揮系統(tǒng)、公眾出行信息服務(wù)系統(tǒng)、交通管理及應(yīng)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(chǎn)省開始開發(fā)汽車等綜合控制系統(tǒng)CASC(Comprehensive Automobile Control System)，目前日本ITS研究與應(yīng)用開發(fā)工作主要圍繞三個(gè)方面進(jìn)行：提供實(shí)時(shí)道路交通信息的汽車信息和通訊系統(tǒng)VICS（Vehicle Information Communication System)、電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)ETC(Electronic Toll Collection)和先進(jìn)的公路系統(tǒng)AHS(Advanced Highway System)。

　　新加坡在ITS的發(fā)展方面已經(jīng)走到了世界的前列，聰明的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)和整體協(xié)調(diào)。

　　韓國首爾智能公交調(diào)度及信息服務(wù)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(lǐng)域都得到了充分的應(yīng)用和發(fā)展，交通服務(wù)水平屬于亞洲高水平。

　　三、云計(jì)算技術(shù)發(fā)展概況

　　1、云計(jì)算定義

　　云計(jì)算（Cloud Computing）概念的直接起源是Amazon EC2（Elastic Compute Cloud的縮寫）產(chǎn)品和Google-分布式計(jì)算項(xiàng)目，云計(jì)算是分布式處理（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）的發(fā)展，云計(jì)算是通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多臺(tái)服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)，經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過云計(jì)算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

　　2、云計(jì)算分類

　　云服務(wù)按照服務(wù)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(yīng)商）提供的云服務(wù)。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(nèi)提供的云服務(wù)。這些云在公司防火墻之內(nèi)，由企業(yè)管理。混合云，顧名思義就是公共云和私有云的混合。

　　云計(jì)算按應(yīng)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(jì)算存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等等能力，讓用戶自己搭建自己的業(yè)務(wù)平臺(tái)，如亞馬遜的AWS（Elastic Compute Cloud）。PaaS，在云計(jì)算平臺(tái)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(gè)平臺(tái)上快速搭建自己的應(yīng)用，如Salesforce.com的Force.com，F(xiàn)orce.com 是 Salesforce 整體架構(gòu)的核心，因?yàn)樗紫日虾涂刂屏说讓拥奈锢淼幕A(chǔ)設(shè)施，接著給上層的Sales Cloud，Service Cloud，Chatter和基于Force.com的定制應(yīng)用提供PaaS服務(wù)，最后，那些Force.com上層的應(yīng)用以SaaS形式供用戶使用。SaaS，把應(yīng)用或者軟件作為服務(wù)傳送給用戶，用戶可以通過任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用這個(gè)程序，如Google的Gmail， Gmail郵件服務(wù)擁有上百萬用戶同時(shí)在線，這充分顯示云計(jì)算能力，對Google來說，Gmail上用戶所有信息、數(shù)據(jù)、郵件內(nèi)容等，都可以存儲(chǔ)在這個(gè)龐大網(wǎng)絡(luò)上，而非傳統(tǒng)PC的硬盤中，用戶可以隨時(shí)隨地通過任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)來訪問數(shù)據(jù)。

  　3、云計(jì)算應(yīng)用挑戰(zhàn)

　　數(shù)據(jù)安全是全球?qū)υ朴?jì)算最大的質(zhì)疑。2010 年 5 月，中國電子學(xué)會(huì)（CIE）云計(jì)算專家委員會(huì)的最新研究認(rèn)為，從總體來說，中國云計(jì)算先行者對待云計(jì)算的態(tài)度和方法可以概括為保持謹(jǐn)慎、關(guān)注結(jié)果。從原因上分析，中國企業(yè)對云計(jì)算采取謹(jǐn)慎態(tài)度的主要原因首先是缺乏云計(jì)算知識(shí)，其次是對安全性、可靠性以及與現(xiàn)有系統(tǒng)整合的擔(dān)心。59％的中國受訪者稱“十分擔(dān)心”云計(jì)算的數(shù)據(jù)安全性、隱私性和保密性。目前云計(jì)算的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，法律、法規(guī)與審計(jì)要求的合規(guī)性尚不明確，數(shù)據(jù)安全、隱私、保密性尚待完善，大多數(shù)客戶對云計(jì)算的業(yè)務(wù)遷移、運(yùn)維服務(wù)及商業(yè)模式變化的適應(yīng)性有待加強(qiáng)。

　　四、在智能交通系統(tǒng)建設(shè)中引入云計(jì)算

　　交通數(shù)據(jù)有以下特點(diǎn)：

　　（1）數(shù)據(jù)量大：交通服務(wù)要提供全面的路況，需組成多維、立體的交通綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)。

　　（2）應(yīng)用負(fù)載波動(dòng)大：隨著城市機(jī)動(dòng)車水平不斷提高，城市道路交通狀況日趨復(fù)雜化，交通流特性呈現(xiàn)隨時(shí)間變化大，區(qū)域關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的特點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)時(shí)的交通流數(shù)據(jù)及時(shí)全面采集、處理、分析等。

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

　　（4）數(shù)據(jù)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(yùn)行的基本前提，智能交通相關(guān)子系統(tǒng)的信息處理、決策分析和信息服務(wù)是建立在全面、準(zhǔn)確、及時(shí)的信息資源基礎(chǔ)之上。

　　（5）高可用性、高穩(wěn)定性要求：需面向政府、社會(huì)和公眾提供交通服務(wù)，為出行者提供安全、暢通、高品質(zhì)的行程服務(wù)，對智能交通手段的充分利用，以保障交通運(yùn)輸?shù)母甙踩⒏邥r(shí)效和高準(zhǔn)確性，勢必要求ITS應(yīng)用系統(tǒng)需具有高可用性和高穩(wěn)定性。

　　如果交通數(shù)據(jù)系統(tǒng)采用煙筒式系統(tǒng)建設(shè)方式，將產(chǎn)生建設(shè)成本較高、建設(shè)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(yīng)用的發(fā)展，服務(wù)器規(guī)模日益龐大，將帶來高能耗、數(shù)據(jù)中心空間緊張；服務(wù)器利用率低或者利用率不均衡，造成資源浪費(fèi)；IT 基礎(chǔ)架構(gòu)對業(yè)務(wù)需求反應(yīng)不夠靈敏，不能有效地調(diào)配系統(tǒng)資源適應(yīng)業(yè)務(wù)需求等問題。

　　云計(jì)算通過虛擬化等技術(shù)，整合服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件資源，優(yōu)化系統(tǒng)資源配置比例，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的靈活性，同時(shí)提升資源利用率，降低總能耗，降低運(yùn)維成本。因此，在智能交通系統(tǒng)中引入云計(jì)算有助于系統(tǒng)的實(shí)施。

　　五、交通云規(guī)劃探討

　　交通云應(yīng)該是一個(gè)整合的、先進(jìn)的、安全的、自動(dòng)化的、易擴(kuò)展的、服務(wù)于交通行業(yè)的開放性平臺(tái)。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(kuò)展整合將來所需的各種硬件、軟件、數(shù)據(jù)；（2）動(dòng)態(tài)滿足ITS中各應(yīng)用系統(tǒng)，針對交通行業(yè)的需求--基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通信息發(fā)布、交通企業(yè)增值服務(wù)、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(tái)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(kuò)展能力需求，以滿足將來不斷增大的交通應(yīng)用需求。

　　交通云作為行業(yè)云，它的發(fā)展軌跡應(yīng)在技術(shù)上從易到難、業(yè)務(wù)上從邊緣逐漸到核心的一個(gè)發(fā)展過程，交通云的遠(yuǎn)景是IaaS、PaaS及SaaS的應(yīng)用都具備。針對智能交通的目前發(fā)展?fàn)顩r及云計(jì)算平臺(tái)的成熟應(yīng)用程度，還是以數(shù)據(jù)中心的云存儲(chǔ)化開始，逐漸向外擴(kuò)展應(yīng)用服務(wù)。交通云應(yīng)該是對交通管理單位、交通運(yùn)營企業(yè)和廣大的市民服務(wù)的，所以，未來的交通云應(yīng)該具有混合云的特點(diǎn)。對保密性安全要求高，處理速度快，彈性發(fā)展力度強(qiáng)的對內(nèi)應(yīng)用（交通管理單位），可以用私有云的模式實(shí)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(wù)企業(yè)等）、出行指導(dǎo)等對外應(yīng)用可以用公共云的模式實(shí)現(xiàn)。

　　結(jié)合公共云與私有云的特點(diǎn)應(yīng)用，建議交通云分四步實(shí)施：

　　（1）初期：可以考慮數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算化，同時(shí)梳理業(yè)務(wù)系統(tǒng)中等級(jí)低、邊緣化的應(yīng)用向基礎(chǔ)設(shè)施遷移。

　　（2）發(fā)展期穩(wěn)步擴(kuò)展，建設(shè)公共信息服務(wù)平臺(tái)向交通云上遷移，通過標(biāo)準(zhǔn)接口對外提供基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)，同時(shí)，提供GIS-T（基于交通的地理信息系統(tǒng)）的服務(wù)，運(yùn)營商和增值服務(wù)開發(fā)商可以通過GIS-T和公共信息服務(wù)平臺(tái)提供的開放接口進(jìn)行二次開發(fā)，向公眾提供豐富的交通出行服務(wù)和誘導(dǎo)服務(wù)。

　　（3）成熟期：以優(yōu)化提升為主，可以建立常用交通應(yīng)用系統(tǒng)向交通云遷移，持續(xù)梳理及擴(kuò)展交通云基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模，提供豐富的接口服務(wù)。使得交通云平臺(tái)進(jìn)入提供常用服務(wù)期。并針對整個(gè)交通云平臺(tái)的全面應(yīng)用繼續(xù)深化業(yè)務(wù)層面的實(shí)踐。

　　（4）全面應(yīng)用期：針對交通服務(wù)（邊緣服務(wù)、常用服務(wù)、核心服務(wù)等）都全面向交通云遷移，并通過前三個(gè)階段的分布實(shí)施和實(shí)踐，積累了足夠的經(jīng)驗(yàn)，為交通云提供全面服務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本階段就是將交通業(yè)務(wù)和云計(jì)算全面合二為一。完成大交通在交通云上運(yùn)營的構(gòu)想。

　　1、智能交通的數(shù)據(jù)中心云計(jì)算化（私有云）

　　交通云專網(wǎng)中的智能交通數(shù)據(jù)中心，主要是為智能交通各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)、處理、交換、分析等服務(wù)，不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)隨著交通數(shù)據(jù)流的壓力而應(yīng)用負(fù)載波動(dòng)大，智能交通數(shù)據(jù)交換平臺(tái)中的各子系統(tǒng)也會(huì)有相應(yīng)的波動(dòng)，為了提高智能交通數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心采用私有基礎(chǔ)設(shè)施云平臺(tái)，交通私有云平臺(tái)主要提供以下功能：

　　（1）基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬化，提供服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化服務(wù)；

　　（2）虛擬架構(gòu)查看及監(jiān)控，查看虛擬資源使用狀況及遠(yuǎn)程控制(遠(yuǎn)程啟動(dòng)、遠(yuǎn)程關(guān)閉等)；

　　（3）統(tǒng)計(jì)和計(jì)量；

　　（4）SLA（Service Level Agreement，服務(wù)品質(zhì)協(xié)議）服務(wù)，如：可靠性、負(fù)載均衡、彈性擴(kuò)容、數(shù)據(jù)備份等。

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

　　智能交通業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，有一部分互動(dòng)信息系統(tǒng)、公眾發(fā)布系統(tǒng)及交通地理信息系統(tǒng)運(yùn)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(wù)，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(shí)時(shí)的出行信息服務(wù)。該系統(tǒng)還為企業(yè)提供相關(guān)服務(wù)接口，補(bǔ)充公眾互相以及與企業(yè)、交通相關(guān)部門、政府的互動(dòng)方式，以更好的服務(wù)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(chǔ)信息、出行信息等的動(dòng)態(tài)查詢服務(wù)以及智能出行分析服務(wù)。該服務(wù)不但要直接為大眾用戶所使用，也為運(yùn)營企業(yè)提供服務(wù)。

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

　　所有在Internet上的應(yīng)用都屬于公共云計(jì)算平臺(tái)，智能交通把信息查詢服務(wù)以及智能分析服務(wù)作為一個(gè)平臺(tái)服務(wù)提供給其他用戶使用，不但可以標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)訪問接口，也可以隨負(fù)載壓力動(dòng)態(tài)調(diào)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(tái)主要提供以下功能：

　　（1）提供基于平臺(tái)的（PaaS）服務(wù)；

　　（2）資源服務(wù)部署，申請、分配、動(dòng)態(tài)調(diào)整、釋放資源；

　　（3）SLA服務(wù)，如：可靠性、負(fù)載均衡、彈性擴(kuò)容、數(shù)據(jù)備份等；

　　（4）其它軟件應(yīng)用服務(wù)（SaaS），如：地理信息服務(wù)、信息發(fā)布服務(wù)、互動(dòng)信息服務(wù)、出行誘導(dǎo)服務(wù)等。

　　六、結(jié)束語

　　智能交通系統(tǒng)是一項(xiàng)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涵蓋了信息采集、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、系統(tǒng)集成、應(yīng)用開發(fā)等多個(gè)方面內(nèi)容，涉及城市交通運(yùn)行管理的多個(gè)領(lǐng)域。智能交通系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持政府構(gòu)建基礎(chǔ)性開放平臺(tái)，積極引導(dǎo)企業(yè)參與應(yīng)用開發(fā)的原則。

　　智能交通建設(shè)不僅是技術(shù)問題，同時(shí)也涉及到行政管理問題，云計(jì)算將改變現(xiàn)有IT系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)維模式，建設(shè)交通云的挑戰(zhàn)很大，需要技術(shù)上、思想上的準(zhǔn)備。但無疑，交通云的建設(shè)順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，并將帶來商務(wù)模式的創(chuàng)新。