云计算和交通系统的结合

云计算和交通系统的结合2012-03-08ITS是交通和计算机融合的产物。近来，交通和计算机技术都发生了很大的变化。交通方面，随着欧盟、北美、东亚区域经济一体化的推进，以上各区域内的交通物流一体化的步伐越来越快。与这种趋势相适应，信息大集中模式的云数据中心的建设成为必然的选择。计算机技术方面，“云计算”模式的出现，为计算中心的建设提供了新的思路。本文将两者的最新发展结合，提出“智能交通云”的概念。并以【交通卡数据交换中心】和【货物和集装箱RFID数据交换中心】为例加以说明。（一）概要1.1经济背景，区域物流一体化战后以德国和法国为核心，欧洲启动了一体化的进程。目前欧洲一体化已经在政治、经济、文化教育等领域取得硕果。随后以美国、加拿大为核心，启动了北美一体化的进程。而最近的区域一体化的热点就是，日本所积极倡导的以中日为核心的东亚一体化进程。尤其是在日本鸠山由纪夫首相上任以后，提出“脱欧入亚”，构建东亚新秩序。最近日本政府更是派出643人之多的代表团访华，这一走向尤其引人注目。尽管在政治上，东亚一体化还面临诸多复杂的难以解决的问题，但是在经济上东亚一体化已经是大势所趋。尤其是交通物流领域，比如最近中韩的海底隧道、中国到东亚的高速公路和高速铁路的延伸，更成为东亚各国官方和民间机构所关注、研究的重点。每个区域一体化的合作国家中间，总是存在双子星类似的核心国家。欧盟的双子星是德法，不言而喻东亚的双子星就是中日。伴随着一体化的进展，合作会越来越密切，两者之间的政治隔阂也会逐渐消融。随着政治互信不断加深，两者会合力加强对涉及到经济利益的主导权的控制。这集中体现在金融、交通和信息的主导和控制上。经济，可以从不同的角度去阐述，某种意义上所谓经济就是资金流、物流、和信息流的一个结果。因此实现了对于三者的控制，就掌握了区域一体化的主导权。比如，目前中国的公路和铁路的延伸计划是各方关注的热点，因为如果中国的公路和铁路能往东南亚延伸，那么我们就可以掌握东亚物流的主导权。可是从这一问题上，我们同样看出目前的决策规划对“看的见”的公路铁路的重视，而对“看不见”的信息的忽视。实际上，随着物流运输逐渐由传统物流向现代物流发展，两者呈现出越来越强的融合性，而且信息的重要性越来越突出。这一点我们可以从金融和信息的发展融合轨迹加以说明。1.2资金流、物流、信息流融合资金流动、实物流动、信息流动是经济活动主要表现（当然还包括人员流动）。探讨一下金融业的信息化建设过程，以及金融监管机构如何通过主导信息的控制和管理来实现对资金流动的监管和控制，这对于交通行业的信息化规划和建设具有重要的借鉴意义。以工商银行为例。工行的某客户需要把某账户的一部分金额转账到工行的另外一个账户，那么通过工行自己的系统就可以完成转账。可是假如工行的账户想转账到建行的账户，这就涉及到跨行转账问题。在以前，这个过程主要是通过银行票据人工完成的。从上世纪70年代开始。我国的中央银行也就是中国人民银行开始探索通过计算机手段进行跨行转账、支付、清算等问题。经过95年一个先导系统的建设。目前中国国家现代化支付系统CNAPS（ChinaNationalAdvancedPaymentSystem)基本建设完成，并为各个商业银行比如工行、建行、农行以及诸多中小银行等提供服务。CNAPS主要包括大额支付系统、小额批量支付系统、同城清算系统、银行卡授信系统等等应用。可是它除了为商业银行提供支付清算服务，同时还承担起中央银行很多诸如支持货币政策的实施,防范和控制支付风险,获取行业基础数据等监管功能。借助于集中处理模式的信息系统，中央银行虽然并不直接涉及吸收存款储蓄、发放贷款等商业银行的具体业务，但是通过对信息系统控制，实现对整个金融系统的管理和控制。在一个国家内部，各个银行之间的跨行支付清算信息系统掌握的中央银行手里。而国际间的支付清算主要通过SWIFT系统进行。SWIFT是有美国、加拿大和欧洲银行主导建设的国际银行间清算痛惜系统。该系统在1973年开始建设，目前已经成为国际金融结算的基础性通信网络，每天发送的电文多达500万条，金额数万亿美元。这也反映出美国在国际金融体系中的主导地位。从中可以看出，无论是国内还是国际，某国家或者某机构对信息系统的控制级别，实际上反映了该国家或者该机构在整个行业里面的控制力。可以说，信息化和金融行业的发展已经是密不可分，这也为交通行业的信息建设提供了借鉴和思路。随着交通信息化的发展，为了更好的监管交通行业以及全面的把握交通行业的信息，因此，建设一个大集中模式的云数据中心就成为交通行业信息化建设的发展方向。1.3技术背景，云计算中心计算机中心的发展，经历了一个“集中⇒分散⇒再集中”的变迁。因此述计算中心的建设之前，简单回顾一下计算中心的发展过程。电子计算机在1945年发明时，主要用于军事用途。随着商业公司的加入，计算机逐渐从军事应应用推广到商业应用。早期的计算机是一种非常昂贵的设备，只有一些大型的商业公司才有财力拥有。即便对于财力雄厚的公司计算机也非常昂贵，由一个用户专享计算机资源是非常浪费的。为了提高利用效率，这时候的计算中心的模式是大型机+终端的模式。随着计算机的发展，大型机以后相继有中型机、小型机问世，但是整个应用的模式还是以大型机、中型机、小型机为核心的集中式的应用模式。进入80年代以后，IBM推出个人用计算机PC，随着个人电脑的处理能力不断的提高，人们发现很多计算中心处理的任务完全可以由个人PC所代替。因此除了银行、保险、石油等专业领域还在使用大型机以外，大多数的商业公司都在使用PC、或者PC服务器来处理。也就是说，计算机的使用模式从集中走向了分散。进入20世纪90年代，随着互联网的发展，计算中心再次由分散走向了集中。这就是目前计算机应用领域的热点概念——云计算。实质上它是以前的大型机+终端模式的回归，只不过现在的云计算中心不再是以前那种物理意义的大型机，而是许多个服务器组成的服务器集群。由于互联网的高速发展，这些服务器集群在物理上是分布的，但是逻辑上是统一的，通过这个统一的虚拟云计算中心，为终端提供各种各样的计算和存储服务。就像我们访问新浪网站一样。新浪网站在世界各地拥有上万台服务器，但是对最终用户而言，新浪网站只有一个。我们可以把云计算比喻成电网，服务器集群比喻成发电站。发电站可以有很多个，但是使用者并不关心发电站有几个在哪里，就像连上电网就可以用电一样，连上云计算网，就可以使用云计算中心的各种资源来存贮数据和进行各种各样的运算。（二）建设策略，集中、共享、服务在以往的信息系统建设过程中，总的模式是，由各省、各地区主导完成。这就造成了各地区彼此隔离的“信息孤岛”。而且由于各地的具有当地特有的因素，软件完全复制也是不可能的，在示范项目的基础上还要根据当地特点进行二次开发。这就造成资源极大的浪费，交通行业的信息化水平也迟迟得不到提高。在下面将要阐述的【交通卡信息交换和结算中心】以及【货物和集装箱RFID信息交换中心】的建设中，以两个数据交换中心为试点，探索一条新的交通信息化建设的思路和模式。下面将从数据集中、数据共享、数据服务三个方面对此加以阐述。2.1数据集中以云计算模式建设云数据中心，实现数数据集中存储和处理，具有以下优点。集中建设，避免重复投资由于采用集中建设，这就避免了重复建设，节约了成本。安全性服务器实现了集中管理，由中心统一维护，实现了高可靠性和高安全性。降低初次投入成本在以往的云数据中心建设中，为将来的业务增留空间，设备的投资往往高于目前的实际需要。云计算云数据中心在系统开始建设的时候，只需要投入实际需要的计算设备。之后随着服务增的要求，随时对设备进行扩充。2.2数据共享在实现了数据集中以后，这就为数据共享提供了可能。需要强调的是这里所谓共享双方可以访问对方的数据，他更多的意义是指双方的合作。这一点是由于云计算中心所具有的“物理分布、逻辑统一”的特点所决定的。所谓物理分布是指，计算中心的资源、设备在物理上是分布的，比如说天津、上海、长沙都可以设置区域的计算中心。这是以往的大型机为核心的计算中心所部具备的特点，大型机在物理上是不可分割的，但是基于云计算模式的计算中心，由于采用的分布式的计算机集群，可以根据需要设置地域的计算中心。（当然，金融等行业应用中，也可以在机群中设置大型机，不过这时候大型机已经融入到整个机群中，成为整个机群的一个成员）。所谓逻辑统一，指的是，这些计算资源虽然是分散的，但是用户在访问这些计算资源的时候，不需要意识到这些，对使用者而言，这些资源是统一的。这种模式最直观的例子就是互联网网站。比如谷歌(google)公司，它使用一个由100多万台计算机组成的巨型机群提供服务，这些机群分布在世界各地很多个计算中心，但是用户完全不需要意识到这一点。“物理分布、逻辑统一”，这就为中心和地方之间的数据合作和数据整合提供了可能。在数据中心信息整合的整体逻辑架构下，在地理位置可以采取分布式的部署。比如长沙面向设置长株潭城市带服务的云数据中心，在天津设置面向环渤海带服务的云数据中心。在云数据中心的建设上，可以借助地方的资源和力量，或者由地方主导。系统建设之初，就充分考虑与数据交换中心和整体框架的整合，因此对地方而言，它可以和过去一样控制和使用自己的资源，而对外部用户而言，整个交通行业的信息是统一的，这样数据共享就成为自然而然的结果。2.3数据服务信息服务，数据服务是目前交通行业信息化的方向和重点。那么什么是信息服务呢？下面通过日本金融行业行业的一个例子加以说明。日本银行主要包括下面几种类型的银行，一国有政策性银行，主要包括日本银行，日本进出口银行和日本发展银行等。二大型商业银行，主要代表是三菱东京银行，三井银行等。三小型银行，主要包括一些农业信用合作社，渔业信用合作社和小型城市银行。对于大型银行而言，它们有实力在全国范围乃至全球范围内建设自己的信息系统，为自己开展金融业务服务。对于小型银行而言，它们显然不具备实力大规模建设自己的信息系统，这就限制了它们的业务发展。可是他们也需要同样的服务，面对这种情况，由日本金融厅主导，由日本电信电报公司主持开发了面向中小银行提供信息服务的“共同利用中心”。它的逻辑结构如下。从图中可以看出系统在“共同利用中心”的逻辑框架下，为众多的中小金融机构提供业务系统。同时设置“数据交换中心”为整个系统内的各中小银行之间提供数据交换服务，这样就把众多中小银行的数据资源整合成为一个整体。这就为中小银行的客户带来的便利，对中小银行客户而言，只要该银行是这个网络的一个成员，那么该用户就可以在全国范围内获得银行的服务。这种做法充分体现了前面论述的“物理分布，逻辑统一”的特点。该系统把硬件和软件系统整合以后以“数据服务”的方式向社会提供，大大降低了中小银行信息化建设的门槛，它们不需要自己投入巨资去购置昂贵的计算机设备，也不需要开发复杂的业务处理软件，只需要付出一定的信息使用费，就可以得到全面的信息服务。对中小银行而言，与独立开发和维护一套软硬件系统相比，信息建设的费用大大的降低了。因此系统推出以后，收到中小银行的广泛欢迎，取得了良好的社会效应和经济效应。由于系统由日本金融厅主导，系统软件和硬件的升级维护也集中进行，系统建设的水准和质量也获得保障。这种方式改变了过去中小银行系统分散建设，水平参差不齐的状况，整体提高了中小银行的信息化水平。此外，金融厅通过对中小银行信息系统的集中，也有效的实现了对中小银行业务的监管控制。其实在交通领域，同样存在这样的“数据服务”的需求，比如“道路实时监控系统”。在北京的主要路口，都安装有摄像头，摄像头由交通控制中心集中控制，交通控制中心可以随时得到道路的通行情况。可是这样的系统只有北京上海这样的大型城市才有财力去建设和维护，对于一些中小城市、县城而言，它们就没有这样的财力。这种情快下，利用上面提到的逻辑整合的方案，同样可以为中小城市提供“道路监控”的数据服务。该系统的示意图如图2所示。这种结构同样利用了上面提到的“逻辑整合”的概念。设置在各地的摄像头，信息集中到统一的“道路实时监控系统”中来，由于系统是由数据