2012年中國交通運輸部發(fā)布了《交通運輸行業(yè)智能交通發(fā)展戰(zhàn)略(2012-2020年)》(以下簡稱《戰(zhàn)略》)，為未來中國智能交通的發(fā)展指明了方向。

　　《戰(zhàn)略》提出到2015年，實現(xiàn)對高速公路、國省干線公路、重要路段、大型橋梁、車輛區(qū)域及交通運輸狀況等的感知和監(jiān)控。使出行人能夠在任何時間、任何地點通過其熟悉的方式獲取所需的出行計劃和實時的出行信息，提高公共交通的吸引力和分擔力，緩解城市擁堵，使出行更便捷。實現(xiàn)對危險品運輸車輛、船舶、長途客運、城市公交、出租車和軌道交通的全程監(jiān)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(jiān)管系統(tǒng)和海事信息服務系統(tǒng)。

　　隨著《戰(zhàn)略》的出臺，城市智能交通的市場需求將持續(xù)增長，未來幾年全國城市交通智能化的水平將有顯著的提高。

　　基于《戰(zhàn)略》的智能交通整體方案，將充分利用信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、衛(wèi)星導航與定位技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)及交通工程等多項高新技術(shù)的集成與應用，以交通需求為導向，以信息技術(shù)為手段，以全面提升交通安全、效率和服務品質(zhì)為目的，充分利用交通、空間、時間和移動的資源，進而形成新的交通系統(tǒng)。其突出特點是以信息的收集、處理、發(fā)布、交換、分析、利用為主線，為交通參與者提供多樣化的服務。

　　在實際的方案實施中，當前的智能交通建設(shè)離《戰(zhàn)略》提出的要求仍然有較大的差距。而制約其進一步發(fā)展的因素恰恰是由其自身的特點和應用需求決定的。

　　智能交通特點和需求

　　數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的固有特性。以北京市為例，6萬余輛出租車一天就會產(chǎn)生數(shù)億條GPS數(shù)據(jù)，而車牌識別、交通監(jiān)控視頻等數(shù)據(jù)量更大，交通相關(guān)的數(shù)據(jù)量級已從TB級別躍升到PB級別，如果要實現(xiàn)對城市道路的交通狀況、交通流量信息、交通違法行為等的全面監(jiān)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(jiān)測數(shù)據(jù)的工作，整體平臺的運行壓力將非常巨大,傳統(tǒng)的交通數(shù)據(jù)分析方法已很難有效支撐這么龐大的數(shù)據(jù)體的開發(fā)與利用。

　　應用負載波動大

　　交通流特性呈現(xiàn)隨時間變化大，區(qū)域關(guān)聯(lián)性強的特點，需要根據(jù)實時的交通流數(shù)據(jù)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(xiàn)出局部區(qū)域關(guān)聯(lián)性強的特點。傳統(tǒng)的智能交通方案由于無法做到全局統(tǒng)籌，往往會陷入各自為戰(zhàn)的境地。

　　高要求的信息實時處理性能

　　《戰(zhàn)略》提出：出行人能夠在任何時間、任何地點通過其熟悉的方式獲取所需的出行計劃和實時的出行信息。這就要求未來的智能交通需要滿足高效性、實時性的要求。

　　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，是智能交通發(fā)揮整體方案優(yōu)勢、統(tǒng)一協(xié)調(diào)、整體統(tǒng)籌資源的基礎(chǔ)。在目前已經(jīng)建成的智慧城市中，大量的終端出自不同的廠商及不同的平臺，形成大大小小的信息孤島，很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

　　高可用性及高穩(wěn)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(zhì)的行程服務，以保障交通運輸?shù)母甙踩?、高時效和高準確性，勢必會要求系統(tǒng)需具有高可用性和高穩(wěn)定性。而目前的方案中，由于設(shè)備類型眾多，廠商繁雜，質(zhì)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(wěn)定性。

　　云計算

　　云計算是近年發(fā)展起來的一種新的計算形態(tài)，作為一種全新概念的信息服務模式，以其自動化IT資源調(diào)度和高速信息部署以及優(yōu)異的擴展性，成為解決上述問題的關(guān)鍵技術(shù)手段。它作為一種新興的計算和商業(yè)模式，正在加速信息產(chǎn)業(yè)和交通信息的服務化進程。加快發(fā)展云計算技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的發(fā)展應用，對于提升城市綜合交通信息化處理、推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化結(jié)構(gòu)升級、促進經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變具有積極意義，其市場應用前景廣闊。

　　云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)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(shè)備(見圖1)。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(wǎng)絡連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)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將相關(guān)的資源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(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似，這使得相關(guān)部門能夠?qū)①Y源切換到需要的應用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。云計算應用的思想是將資源整合，使用戶可以方便找尋。

　　“云端上”的智能交通：交通云

　　智能交通方案加上云計算產(chǎn)生了一個新的名詞：交通云(見圖2)。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(yè)的開放性平臺。其具體體現(xiàn)如下。

　　整合現(xiàn)有資源，即能夠滿足未來的交通行業(yè)的發(fā)展、擴展需求而整合其將來所需的各種硬件、軟件、數(shù)據(jù)。

　　動態(tài)地滿足整體方案中各個應用系統(tǒng)，針對交通行業(yè)的需求，如為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通信息發(fā)布、交通企業(yè)增值服務、交通指揮提供決策支持及交通仿真模擬等，能夠全面滿足開發(fā)系統(tǒng)資源平臺的需求，還能夠快速滿足突發(fā)系統(tǒng)的需求。

　　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。

　　交通云可以為交通管理單位、交通運營企業(yè)及廣大的市民服務，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(yè)的“專用云”等。

　　交通云的優(yōu)勢

　　那么交通云具備哪些優(yōu)勢呢?其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

　　超強計算能力

　　“云”具有相當?shù)囊?guī)模，Google云計算已經(jīng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行有效的分析和處理。從而有效地支持交通數(shù)據(jù)建模、時空索引、交通數(shù)據(jù)挖掘、交通數(shù)據(jù)的分布式處理及交通流動態(tài)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(yōu)勢。近年來雖然涌現(xiàn)了大量優(yōu)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(tǒng)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，還大大提升了智能分析的準確率，且對未來的算法改進留下了無限的空間。

　　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”中的某處運行，但實際上用戶無需了解，也不用擔心應用運行的具體位置。只需一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡服務來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。

　　“云”還可以為不同的客戶按需提供服務(見圖3)。用戶完全根據(jù)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(diào)度提供決策依據(jù)，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、在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。

　　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(gòu)造出千變?nèi)f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(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要。因此，同一個云架構(gòu)，不僅可以布置在北上廣這類一線城市，同樣可以布置于小縣城，甚至一個小區(qū)，一個學校等小范圍領(lǐng)域。

　　其次，由于云端的服務只需Internet即可訪問，對外的接口統(tǒng)一，因此可以很容易實現(xiàn)跨平臺的設(shè)備接入。無論是運行在嵌入式系統(tǒng)，還是OS系統(tǒng)，只需聯(lián)接Internet，都可以輕松調(diào)用云端的服務。

　　創(chuàng)新的大數(shù)據(jù)機器學習算法

　　無論是多么優(yōu)秀的算法，都無法保證適應所有的環(huán)境和場景。現(xiàn)實中由于場景、光照、安裝位置、角度、不同的交通對象等變化產(chǎn)生的算法魯棒性問題一直廣泛存在，導致研發(fā)企業(yè)投入大量成本用于場景定制或者算法升級。

　　交通云的架構(gòu)為終端設(shè)備智能算法的開發(fā)開啟了新的大門，為大規(guī)模的自適應機器的學習創(chuàng)造了可能(見圖4)。

　　通過海量數(shù)據(jù)的共享，可以在云端獲取大數(shù)據(jù)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(chǎn)生質(zhì)的飛躍?？梢哉f，云計算的出現(xiàn)開啟了“數(shù)據(jù)為王”的大數(shù)據(jù)時代的序幕。

　　數(shù)據(jù)的可靠性高

　　“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯，計算節(jié)點同構(gòu)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更可靠。

　　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(xù)的算法升級及改動只需在云端進行操作，無需面對大量的終端設(shè)備;

　　其次，“云”的自動化集中式管理使政府和企業(yè)無需負擔日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費幾百美元，幾天時間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時間才能完成的任務，從而為政府和企業(yè)節(jié)省大量的建設(shè)成本。

　　云計算的風險

　　云計算確實能夠給當前的智能交通帶來質(zhì)的飛躍，但其的運用也隱藏著風險。目前討論最多的風險是關(guān)于隱私和安全性。云技術(shù)的數(shù)據(jù)共享模式，所有跟交通行為個體有關(guān)的數(shù)據(jù)都會被收集并共享，不可避免的會引發(fā)公眾和企業(yè)對于數(shù)據(jù)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(shù)收集并被轉(zhuǎn)賣。對于企業(yè)而言，有些數(shù)據(jù)是企業(yè)的商業(yè)機密，數(shù)據(jù)的安全性關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展。對于政府而言，數(shù)據(jù)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(shè)云計算中心的同時，對云技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的安全性也高度重視。發(fā)改委等七部委在聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展建設(shè)的意見》中強調(diào)：互聯(lián)網(wǎng)是與國民經(jīng)濟和社會發(fā)展高度相關(guān)的重大信息基礎(chǔ)，要加強網(wǎng)絡與信息安全保障工作，全面提升下一代互聯(lián)網(wǎng)安全性和可信性，更要大力地加強域名服務器、數(shù)字證書服務器、關(guān)鍵應用服務器等網(wǎng)絡核心基礎(chǔ)設(shè)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(jié)合而成的交通云方案，憑借其一系列的優(yōu)勢將在未來的智能交通發(fā)展中大顯身手。我們可以相信，在新一輪的智慧城市建設(shè)中，交通云必然“大有可為”
　    (本文作者/宇視智能交通算法首席架構(gòu)師 黃攀 宇視智能算法架構(gòu)師 黃建強)