黃攀 黃建強

2012年中國交通運輸部發布了《交通運輸行業智能交通發展戰略（2012－2020年）》，為未來中國智能交通的發展指明了方向。

《戰略》提出到2015年，實現對高速公路、國省干線公路、重要路段、大型橋梁、車輛區域、交通運輸狀況等感知和監控; 出行人能夠在任何時間、任何地點通過其熟悉方式獲取所需出行計劃和實時出行信息，提高公共交通的吸引力和分擔力，緩解城市擁堵，便捷出行；實現對危險品運輸車輛、船舶、長途客運以及城市公交、出租車和軌道交通的全過程監控；基本建成全方位覆蓋、全天候運行、快速反應的水上交通安全監管系統和海事信息服務系統。

隨著《戰略》的出臺，城市智能交通的市場需求將持續增長，未來幾年全國城市交通智能化的水平將有顯著提高。

目前的智能交通整體方案，充分利用信息技術、數據通信傳輸技術、電子傳感技術、衛星導航與定位技術、控制技術、計算機技術及交通工程等多項高新技術的集成及應用，以交通需求為導向，以信息技術為手段，以全面提升交通安全、效率和服務品質為目的，充分利用交通、空間、時間和移動的資源，進而形成的新交通系統。其突出特點是以信息的收集、處理、發布、交換、分析、利用為主線，為交通參與者提供多樣性的服務。

但在實際的方案實施中，目前的智能交通建設離《戰略》中提出的要求仍然有較大的差距。制約其進一步發展的因素恰恰是由其自身的特點和應用需求決定的。目前的智能交通有以下特點和需求：

（1）數據量大：智能交通的分析對象是整個城市的交通行為主體，這就導致了其海量數據的固有特性。以北京市為例，6萬余輛出租車一天就會產生數億條GPS數據，而車牌識別、交通監控視頻等數據量更大，交通相關的數據量級已從TB級別躍升到PB級別，如果要實現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測，特別是承擔在交通高峰期采集、處理及分析大量的實時監測數據的工作，整體平臺的運行壓力將非常巨大。傳統的交通數據分析方法已很難有效支撐這么龐大的數據體的開發與利用。

（2）應用負載波動大：交通流特性呈現隨時間變化大，區域關聯性強的特點，需要根據實時的交通流數據及時全面采集、處理、分析等。以杭州市為例，城市快速路在閑時和高峰期的平均車速相差三倍左右，而且呈現出局部區域的關聯強的特點。傳統的智能交通方案無法做到全局統籌，往往陷入各自為戰的境地。

杭州主城區道路24小時車速時變圖

杭州主城區晚高峰擁堵區域分布

（3）信息實時處理要求性高：《戰略》提出：出行人能夠在任何時間、任何地點通過其熟悉方式獲取所需出行計劃和實時出行信息。這就要求未來的智能交通需要滿足高效性、實時性的要求。

（4）數據共享需求：交通行業信息資源的全面整合與共享，是智能交通發揮整體方案優勢，統一協調、整體統籌資源的基礎。而目前已經建成的智慧城市中，大量的終端出自不同的廠商，不同的平臺，形成大大小小的信息孤島，很難實現數據共享。

（5）高可用性、高穩定性要求：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，以保障交通運輸的高安全、高時效和高準確性為目標，勢必要求系統需具有高可用性和高穩定性。而目前的方案中，由于設備類型眾多，廠商繁雜，質量和標準都參差不齊，不僅維護成本龐大，而且很難做到高穩定性。

云計算：

云計算是近年來發展起來的一種新的計算形態，體現了一種全新概念的信息服務模式，以其自動化IT 資源調度和高速信息部署以及優異的擴展性，成為解決上述問題的關鍵技術手段。它作為一種新興的計算和商業模式，正在加速信息產業和交通信息的服務化進程。加快發展云計算技術在智能交通領域的發展應用，對于提升城市綜合交通信息化處理、推動產業優化結構升級、促進經濟發展方式轉變具有積極性意義，市場應用前景廣闊。

云計算是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備。這些資源來自一個共享的、可配置的資源池，并能夠快速獲取和釋放。云計算的核心思想，是將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶提供按需服務。

云計算的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，相關行業數據中心的運行將更與互聯網相似，這使得相關部門能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。云計算應用的思想是將資源整合，使用戶可以方便找尋。

云計算模型

“云端上”的智能交通：交通云

智能交通方案加上云計算產生了一個新的名詞：交通云。其核心是一個整合的、先進的、安全的、自動化的、易擴展的、服務于交通行業的開放性平臺。具體體現在：（1）整合現有資源，并能夠針對未來的交通行業發展擴展整合將來所需的各種硬件、軟件、數據；（2）動態滿足整體方案中各應用系統，針對交通行業的需求：基礎設施建設、交通信息發布、交通企業增值服務、交通指揮提供決策支持及交通仿真模擬等，能夠全面提供開發系統資源平臺需求，能夠快速滿足突發系統需求；（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。

交通云概念

交通云可以為交通管理單位、交通運營企業和廣大的市民服務，具有混合云的特點。比如服務于政府交管部門的“私有云”，服務于公眾的“大眾云”和服務于企業的“專用云”。

交通云的優勢：

(1) 超強計算能力

“云”具有相當的規模，Google云計算已經擁有100多萬臺服務器，Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。通過大量的服務器陣列，“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。

首先，從大數據的角度來看，云計算通過強大的分布式計算能力可對龐大、復雜而又無序的交通數據進行有效的分析和處理。從而有效的支持交通數據建模、時空索引、交通數據的挖掘、交通數據的分布式處理及交通流動態預測等。

其次，從智能分析算法的角度來看，云計算同樣擁有明顯的優勢。近年來雖然涌現了大量優秀的智能分析算法，但迫于終端硬件水平的限制和交通對象實時性的要求，很多計算量大的算法無法得到廣泛的應用。有了云計算，所有的算法都可以統一布置到云服務器中完成，而終端只需完成簡單的采集、反饋即可，這不僅可以突破單機硬件運算能力的瓶頸，加入大量有利于智能分析的算法，大大提升智能分析的準確率，而且對未來的算法改進留下了無限空間。

云數據服務器陣列

(2) 按需服務，不受限制

云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網絡服務來實現我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。

“云”可以為不同的客戶按需提供服務。用戶完全根據自身情況提出需求，“云”可以為每個用戶量身定制，提供完全差異化的服務。既可為交通管理部門指揮調度提供決策依據，又可以為各類交通參與者提供準確、實時的交通信息服務，達到任意人、任意時間、任意地點通過任意通信終端都可以獲取任意交通信息的無邊界交通信息服務水平。

面向于各種領域和應用的按需服務

(3) 通用性和可擴展性

云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。

首先，“云”的規模可以動態伸縮，滿足應用和用戶規模增長的需要。因此，同一個云架構，不僅可以布置在北上廣這類一線城市，同樣可以應用于小縣城，甚至一個小區，一個學校等小范圍領域。

其次，由于云端的服務只需Internet即可訪問，對外的接口統一，因此可以很容易的實現跨平臺的設備接入。無論是運行在嵌入式系統，還是OS系統，只需聯接Internet，都可以輕松調用云端的服務。

(4) 創新的大數據機器學習算法

無論是多么優秀的算法，都無法保證對所有的環境和場景的適應性。現實中由于場景變化、光照、安裝位置、角度、不同的交通對象等變化產生的算法魯棒性問題一直廣泛存在，導致研發企業投入大量成本用于場景定制或者算法升級。

交通云的架構為終端設備的智能算法開發開啟了新的大門，為大規模的自適應機器學習創造了可能。

通過海量數據的共享，可以在云端獲取大數據模板和樣本進行分析和訓練，并且得益于實時更新的樣本和深度學習算法，智能分析的準確性、魯棒性和適應性將產生質的飛躍。可以說，云計算的出現開啟了“數據為王”的大數據時代的序幕。

(5) 數據的可靠性高

“云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。

(6) 廉價和易維護

首先，由于各種智能分析算法可以集中在云端，因此后續的算法升級、改動只需在云端進行操作，而無需面對大量的終端設備。

其次，“云”的自動化集中式管理使政府和企業無需負擔日益高昂的數據中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優勢，經常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務，從而為政府和企業節省大量的建設成本。

大數據機器學習

風險：

云計算確實能夠給當前的智能交通帶來質的成長，但是也帶來了隱藏的風險。目前討論最多的風險是關于隱私和安全性。云技術的數據共享模式，所有跟交通行為個體有關的數據都會被收集和并共享，不可避免的會引發公眾和企業對于數據安全和隱私的擔憂。對于個人來講，很多用戶擔心自己的隱私會被云技術收集。從而被轉賣。對于企業而言，有些數據是企業的商業機密，數據的安全性關系到企業的生存和發展。對于政府而言，數據的安全性更直接影響到城市安全和管理的有效性。

事實上，國家在大力提倡建設云計算中心的同時，對云技術與互聯網的安全性也高度重視。發改委等7 部聯合發布《關于下一代互聯網“十二五”發展建設的意見》中強調：互聯網是與國民經濟和社會發展高度相關的重大信息基礎，加強網絡與信息安全保障工作，全面提升下一代互聯網安全性和可信性。加強域名服務器、數字證書服務器、關鍵應用服務器等網絡核心基礎設施的部署及管理；

可見，在政府的大力推導下，云計算的安全性將得到保障，而智能交通和云計算結合成的交通云方案，憑借其一系列的優勢將在未來的智能交通發展中大顯身手。我相信，在新一輪的智慧城市建設中，交通云必然“大有可為”。