基于云计算的智能交通系统的研究

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摘 要：智能交通系统（ITS）在我国的发展处于起步阶段，面临着诸多问题：海量数据不能有效整合、偏远地区设备落后、各省各部门各自为战等。而云计算技术的发展将为智能交通系统的发展带来新的发展空间；两者的结合必将是未来的发展趋势。本文通过研究云计算技术在智能交通系统中的应用，提出了基于云计算技术的ITS平台（智能交通云），解决了交通信息共享、设备落后等问题。

关键词：云计算；智能交通系统；智能交通云；应用

1 引言

随着经济的快速发展，交通运输管理也面临着种种问题：交通拥挤、交通事故频发、城市空气污染恶化等。严重影响了人们的正常生活，造成人力、物力、财力的巨大浪费。面对交通管理方面的诸多问题，智能交通系统应运而生[1]。

智能交通系统是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效、综合的运输和管理系统。

目前，我国的智能交通系统处在初步发展阶段，面临着交通信息分散、海量数据不能有效整合、大量人力、物力、财力浪费等诸多问题。云计算技术以其海量存储、资源统一管理、信息安全等优势，可以有效的解决交通信息系统面临的诸多问题，成为今后交通业的发展方向。

2 云计算技术简介

2.1 云计算的定义[2]

云计算，通过网络将计算机资源（软件、存储功能等）作为服务按需提供给用户。所有资源都存储在一个虚拟的、庞大的资源池中，被称为“云端”；用户端只需一个能上网的终端（笔记本、手机等），便可以通过网络获得所需要的所有资源，不必再担心硬件配置低、存储空间小、病毒入侵、数据丢失等，而用户只需要提供非常少量的使用费便可。

2.2 云计算的发展现状

自2006年8月9日，Google首席执行官埃里克・施密特在搜索引擎大会上首次提出“云计算”的概念后，世界上几大IT业公司便陆续开始了“云计算”的研究，并首先在大学校园里推广云计算的计划。发展到至今，云计算已不再是一个概念，而是实际的应用在生活及工作中。云计算应用到各个领域将是今后的一个发展趋势。

2.3 云计算的特点

2.3.1 按需服务

“云”是一个庞大的资源池，涵盖了除硬件基础设置外的所以计算机资源。用户在使用计算机时，只需要一个个人计算机、手机等能上网的终端设备，其他所需要的应用软件、系统软件都不需要安装，而是由互联网上的云端提供，用户只按需付一定的服务费。用户所处理的数据或资料也可不必存储在本地，而是保存在云端的数据中心处。用户可以在任何时间、任何地点继续自己的工作或查找所需要的信息，从而实现随用随取，就像自来水、电、煤气等一样按需使用、按需服务、按需付费。

2.3.2 强大的存储、计算能力

云端的管理系统规模非常庞大，一般拥有上百万台服务器；即便是企业的私有云一般也拥有数百上千台服务器。因此，云能赋予用户前所未有的计算能力和存储能力，可以完成用户的各种业务需求。

2.3.3 高可靠性

云端提供了最可靠、安全的数据存储中心，有最专业的团队来管理信息。因此，用户不必担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。同时，严格的权限管理策略可以确保用户信息的保密性和与指定其他用户的数据共享。

2.3.4 分层服务

云计算包括以下几个层次的服务：基础设施级服务（IaaS），平台级服务（PaaS）和软件级服务（SaaS）[3]。

基础设施级服务：是将计算、存储和网络资源通过虚拟化形成资源池，为用户提供基础的运算和存储服务。

平台级服务：将软件研发的平台（如编程软件）作为一种服务，提供给用户。在平台层上提供了海量的文件系统、数据库系统、消息系统和并行计算环境。

软件级服务：为用户提供各种应用软件。

3 云计算应用于智能交通系统

3.1 智能交通系统的发展现状

我国的智能交通系统（ITS）的研究起步较晚。1994年，我国参加了在法国巴黎召开的第一届ITS世界大会后，才拉开了我国ITS的发展序幕。经过十几年的发展，我国已经在智能交通领域取得了重大进展，高速公路监控系统、不停车收费系统、安全保障系统等已经在一些大城市使用运行[4]。但由于发展时间短、技术基础薄弱等原因，我国的智能交通系统仍处在起步阶段，还有很多不足之处：

3.1.1 缺少智能交通研发、管理人才[5]

由于我国在智能交通系统方面研究时间短，而且该方面的人才既需要懂得计算机技术，又需要了解交通知识的复合型人才。所以对这方面的人才培养还不足，这样非常不利于智能交通系统的深入研究与应用

3.1.2 缺少ITS协调组织机构

目前，我国的交通体制仍处于各部门、各省和地区分头管理、各自为战的状况。这样，不利于ITS的整体发展，同时也造成了极大的资源浪费。在人才短缺的情况下，更是不利于ITS的长远发展。

3.1.3 地区之间发展不平衡

由于生产力、资源分布不均，经济发展不平衡，ITS的发展出现区域不平衡性。

3.1.4 高速收费管理不完善

在一些偏远地区，高速收费管理不完善，经常出现乱收费现象。相关部分也没有统一的监控和相关的道路收费管理明细提供给车主。

3.2 云计算应用于智能交通系统

智能交通云的设计主要包括存储、查询下载和管理上传三个模块，如图1所示。

“存储”模块，主要是将车辆信息、路况信息、公路设施信息、物流信息等保存到云端的存储服务器中，又称为“资源云”。资源云的存储模型如图2所示。云计算数据中心可以自动管理和动态分配信息资源；用户也可以在权限范围内自定义所需的资源结构，并通过“申请服务界面”向云计算数据中心提交请求。

“查询下载”模块，同时面向公众和管理部门。可查询内容主要包括：路况信息、公路设施信息、停车收费信息、物流信息、相关管理政策信息、车辆信息和人员信息等。但是根据登陆人员的身份不同，可查询的内容也会有所不同。

“管理上传”模块，也是面向公众和管理部门。公众主要是将一些临时的路况信息或反馈意见上传到相关模块；管理部门需要根据查询或提示信息及时处理突发事件，保障道路安全、畅通。同时也可以对其他信息进行集中管理并及时更新存储模块中的相应信息。

由于用户登录身份不同，人机交互界面中可操作或显示的内容也会有所不同，因此，需要设计几个子系统来支持不同身份的用户使用，如图3所示。

云计算技术应用于智能交通系统，加大了各部门、各省和地区之间的协调管理。当然，不同的部门都会设有不同的权限，从而使各部门既做到统一管理又做到各尽其职、互不干扰，这样也有利于国家的统筹管理。所有软、硬件资源都由云端提供，从而免去了地方部门或偏远地区因设备落后无法实现交通管理智能化的困扰；所有资源统一管理，也有利于信息的及时更新。公众也可以随时随地了解到最新的路况信息，或周边的公共设施信息等。

4 结束语

云计算技术应用到智能交通系统，能够实现资源的最大融合与共享；各管理部门统一组织、统一管理，使整个交通系统实现一体化；同时也使更多的公众参与到智能交通系统的维护中。云计算技术与智能交通系统结合将是未来的发展趋势。

[参考文献]

[1]钱哨，张云鹏，黄少波.智能交通云：基于云计算的智能交通系统[J].计算机与现代化.2010（11）：168-171.

[2]唐箭.云存储系统的分析与应用研究[J].电脑知识与技术.2009（20）：5337-5338，5340.

[3]丰江帆，熊雨虹.云计算环境下的数字城市建设.数字通信.2011（6）：23-27.

[4]胡发明.基于云计算的智能交通系统平台研究[J].人工智能与识别技术.2011（6）：56，57.

[5]Peter Mell and Tim Grance，”The NIST definition of cloud computing”.Version 15，October 7，2009.