智慧高速云平台构建及关键技术

董小蕾 李沛原

（河南省高速公路联网监控收费通信服务有限公司 河南省郑州市 450000）

智慧高速是指在高速路网上进行智能化建设，实现对高速公路的运营、养护、管理等基础工作，在信息化技术迅速发展的今天，智慧高速融合了电子、通信、控制等多方面技术，让高速路网的运行质量得到显著提升[1]。

智慧高速的有效运行与现代化技术密不可分，在信息技术高速发展的今天，物联网、云计算等技术的出现都在很大程度上推动了智慧高速的构建，就智慧高速的发展现状来看，面对主动需要采集和处理的信息，这些信息的处理都需要先进技术的支持[2]。目前，构建出集成所有技术和功能于一身，能够同时兼顾当下和未来技术需求的平台尤为重要，是智慧高速发展的必然结果。云计算技术的有效运行，形成的智慧高速云平台从根本上解决了这一问题，也是当下研究的重点[3～4]。

1 智慧高速云平台构建的重要意义

物联网技术快速发展并应用于交通领域的过程中，体制分散、缺乏统一性等一系列问题纷纷出现，针对这些问题，高速公路责任公司制定了符合当下高速公路建设和发展现状的《智慧高速发展规划》[5]，该规划要求将所有交通数据信息，以需求为主要导向，进行标准化管理。在省交通运输厅高速公路监控结算中心系统、省交投集团系统、项目公司、咨询公司等进行数据交换和协同管理，实现数据共享和数据集成，以便项目设计、招标、实施以及管理等工作有序进行。目前智慧高速公路在长期运转过程中已经积累了大量的原始数据，加上不断推出的各种新业务[6]，越来越多的原始数据被创造出来，从数据的类型来看，包括文本数据、视频数据、图片数据等，这些数据又属于非结构化数据，对应存储在各个子系统中。设计和构建云平台的过程中，首要做的就是建立起合理、有效的数据中心，保证各个子系统中的数据能够做到正确采集和实时共享，避免高速公路系统中各个子系统如同“孤岛”一样，制约信息的收集和利用[7～8]，为交通部门进行数据挖掘分析和更好的公众服务提供数据支持。综上所述，建设数据中心作为智慧高速云平台构建的重要内容，直接关系到大数据的开发利用，必须得到重视。

在海量的异构数据面前，想要做到合理使用，数据中心必然要涉及数据存储架构、数据存储机制、数据高效检索机制和历史数据的迁移等。通过这些关键技术的解决，为后期的数据挖掘和分析提供数据来源和技术支持[9]。

2 智慧高速云平台的构建

2.1 云计算概述

云计算可以说是先进的计算机、网络技术、海量存储容量的有效融合，其中先进的计算机技术包含网格计算、普适计算、主动网络等多个组成部分，这三项组成部分也被认为是下一代网络的关键技术。网络技术在经历互联网后，真正在逐渐朝着物联网、泛在网等方向发展。云计算中的网络技术不仅仅是指一种特定的技术，而是汇集所有网络技术的特点，在这些网络技术上的一种升华。云计算也可以说是为用户提供计算，也是服务的一种形式，因此云计算必然具备服务的相关特性，如高效性、兼具灵活性和可控性[10]。智慧高速因涉及到大量的交通信息，需要高效的信息处理技术进行信息整合，将云计算与智慧高速融合在一起，云计算能够将庞大的交通信息进行处理，得出一个科学合理的答案，除此之外，云计算还有效解决了智慧高速信息收集、存储、处理等一系列问题[11]。

2.2 智慧高速云平台的构建

云计算最核心的思想就是服务，因此云计算的结构基础就是服务，以解决客户在网络中的问题进行基础设施得到构建、开发等，一般情况下，云计算的构架包括Iaas、Paas、SaaS 以及基础保障体系等组成部分。其中IaaS 就是Infrastructure as a Service，翻译过来是“基础即服务”的意思，他主要强调物理层次方面的基础构建，一般情况下为存储器、处理器等硬件设施，以电脑举例，IaaS 就是电脑的CUP、内存条、显卡等[12]。PaaS 就是Platform as a Service，翻译过来的意思是“平台即服务”，PaaS 所坚持的原则将实现具体功能作为导向，构建出一个可供实现具体功能的平台，其中涉及到的功能都是为了对数据进行集中处理，PaaS 所构建的平台结合了收集信息和处理信息的功能，同时具备虚拟性，完全符合云计算灵活机动的特点，能够做到按需构建和使用。SaaS 则是Software as a Service，翻译过来是“软件即服务”的意思，强调了云计算中软件功能实现的重要性，以满足用户随时随地的需求。保障体系则可以理解为构建云计算机构和实现云计算结构的基础，保障体系的存在云计算系统才能够有效运行，因此保障体系囊括了可行性、先进性等一系列的特点。

智慧高速云平台就是在PaaS 层面上，将高速路网上的交通数据完全采集过来，使用云计算进行存储、处理并加以应用，其借助到交通基础数据和应用技术，如GPS 定位服务、应用服务容器及定制的统计图表服务等信息，实际运行过程中，云计算会结合实际情况对上述信息进行灵活扩展，从而达到构建平台并有效处理信息的目的[13]。

3 智慧高速云平台的关键技术

从智慧高速云平台的功能来看，主要是对交通数据信息进行收集、存储、处理等，因此智慧高速云平台所对应的关键技术也涉及多个领域的多个方面。实际上，智慧高速云平台就是一系列关键技术的有机结合，具备简约、高效的特性，可以满足当前时代中智慧高速的需求，以及可以预见的未来智慧高速的需求[14]。

3.1 针对体系构建布局的关键技术

针对体系构建布局的关键技术包括数据中心构建中的SOA 服务总线布局技术、避免因物理因素导致信息处理中断的双活数据中心构建技术等。这些技术的存在，一方面让结构之间的解耦问题得到解决，还在很大程度上促进了异构结构之间的相互融合，为异构和非结构化数据的处理做好了准备，让云平台的灵活性得到很大程度的提升。双活数据中心是为了避免外界因素导致信息处理中断，其存在是为了保证信息处理工作可以持续稳定的进行，很大程度上提升了业务的连续性和稳定性。

云平台中包含的基础设施也决定了其关键技术，如计算机虚拟化技术、网络虚拟化技术以及云存储技术等，计算虚拟化技术使得软硬件技术等操作系统独占服务器的形态被打破，出现了虚拟计算机，实现了对服务器的有效整合，利用过程中成本更低、效率更高。网络虚拟化技术实现了信息之间的虚拟化交换，也是目前的主流技术，其核心是利用混杂服务器网卡模式来接受数据包，之后借助虚拟交换机将数据包接入到物理网络中。存储是一项重要服务，云存储技术是多个存储设备和服务器的集合体，主要功能是存储信息和提供相应信息的数据访问。

3.2 针对平台数据处理的关键技术

智慧高速云平台中针对大数据进行处理的关键技术是Parallel Processing 以及云计算的分布式技术，与传统信息处理方式进行对比，其重要特点是能够进行平行处理，信息处理速度大大提升。平行处理还具有技术和体系结构完美匹配的特点[15]，平行处理在任务和信息调度中也进行了一定程度的优化，将所有信息处理过程中的冗余操作省去，没有必要进行的工作得到改善，运算效率大大提升。云计算的关键技术之分布计算，能够根据不同处理器的实际情况进行负责合理分配，使得不同的处理器或者单元同时作业，有效协作，实现整体数据处理的最优化，也使整体数据处理效果最大化。目前平台数据处理方面的关键技术得到快速发展，如数据挖掘技术（Data mining）、支持向量机技术（support vector machine）等，这些技术的出现也推动了智慧高速云平台的发展[16]。

3.3 针对软件及服务层的关键技术

智慧高速云平台还涉及到大型业务软件处理的关键技术，如高速路网中数据资源与数据应用分析技术的连接等，在智慧高速云平台中，存储了大量的数据信息，这些信息需要通过相应的软件进行处理，以至于分配到对应的数据表格中，构建出一个具有一定属性的互相关联的数据矩阵中，以便于快速对应到处理软件中进行数据处理，以上均属于云平台软件的自动部署技术。云平台还具备元数据技术，会根据业务的基本内容进行数据分析，如实时数据和历史数据的分类，通过信息的分类整合，有利于数据管理和支撑自动部署，同时实现了数据应用隔离，最大程度保护了数据的有效性和真实性，形成当下和将来的高速公路运营管理。除上述内容外，云平台软件还具备多租户技术，所有软件在相同的云服务平台下发挥应用功能，多租户技术的应用，使得不同用户之间的信息被有效切割，用户数据的安全性也得到了保障。最后在智慧高速云平台中，大型业务软件处理还包括监控互联，其主要目的是对智慧高速进行充分有效的监管，也是云平台智能化特征的重要保障。

智慧高速云平台开发性和发展性较强，也是一个大型综合系统，在信息技术和科学技术迅速发展的今天，不断有新的技术应用到云平台中，发挥着其独特的价值。

4 结束语

智慧高速云平台的建设对于智能交通来说是重要的基础保障，其在智能交通高速网络的应用具有举足轻重的地位，对智慧高速云平台的构建和核心技术展开研究，可以更好的理解交通领域中应用云计算的基本方法，从而更好进行基础构架建设，为智慧高速云平台的有效运作奠定良好的基础。智慧高速云平台的核心技术确立，对于云平台建设技术路线的规划布局具有很大帮助，有利于提前做好必要准备，充分构建智慧高速云平台。

综上所述，智慧高速云平台的应用推动了智能交通的发展，其涉及到交通领域的各个方面，在构建过程中要认真考虑，关键技术方面也要加以重视，做好两者之间共性的兼顾，使智慧高速云平台可以顺利构建并发挥功效。