云計算虛擬化技術(shù)在高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用

施俊靚

摘要：高速公路事業(yè)飛速發(fā)展，使得路網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，網(wǎng)絡(luò)化程度不斷提高，在全國范圍內(nèi)逐步形成了“路路相通、環(huán)環(huán)相扣”的大交通格局，但也帶來了收費站之間的多義性路徑識別問題。文章結(jié)合具體工程案例，從高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)的構(gòu)成出發(fā)，對云計算虛擬化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期推動路徑識別系統(tǒng)的完善，為高速公路多義性路徑識別提供可靠支撐，促進(jìn)我國高速公路收費系統(tǒng)性能的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：云計算虛擬化技術(shù);高速公路;多義性;路徑識別;系統(tǒng)建設(shè)

0 引言

新時期經(jīng)濟快速發(fā)展，我國的高速公路路網(wǎng)日趨完善，為人們的日常出行提供了便利，即使在一些交通欠發(fā)達(dá)地區(qū)，也存在著路網(wǎng)成環(huán)的情況。基于網(wǎng)絡(luò)的高速公路收費系統(tǒng)引發(fā)的多義性路徑問題，導(dǎo)致很多情況下難以依照車輛的實際行駛路徑進(jìn)行費用的收取及拆分，對業(yè)主的利益產(chǎn)生了影響。在這種情況下，引入云計算虛擬化技術(shù)，構(gòu)建高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)也就顯得非常重要。

1 工程概況

某省高速公路總里程于2017年年底達(dá)到4800km，收費模式也經(jīng)歷了較大的變化，從原本的最短路徑收費發(fā)展成為最小收費額收費，于環(huán)網(wǎng)斷面構(gòu)建了相應(yīng)的標(biāo)識站，借助車牌識別設(shè)備，獲取車輛行駛的路由信息，然后通過路由拆分配合動態(tài)比例模型，對車輛通信費進(jìn)行合理拆分，保護不同區(qū)域業(yè)主的合法利益。在進(jìn)行高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，為了保證信息的高效精準(zhǔn)傳遞，采用了云計算虛擬化技術(shù)[1]。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)屬于高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)中的一個子項目，包含了聯(lián)網(wǎng)中心、收費站、路段收費分中心、收費車道、標(biāo)識點以及CPC收費卡等（如圖1所示）。在系統(tǒng)中，從聯(lián)網(wǎng)中心逐級下發(fā)相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)，如路徑標(biāo)識編碼等，也可以向收費車道下發(fā)路徑基礎(chǔ)費率等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)本身也可以向聯(lián)網(wǎng)中心實時傳輸標(biāo)識流水記錄以及相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)信息。

系統(tǒng)構(gòu)建完成后，除去基礎(chǔ)運行數(shù)據(jù)如收費流水、黑白名單等，還會收集大量的路徑信息以及車牌標(biāo)識信息，這些信息可以從出入口車道、標(biāo)識點等位置，經(jīng)過收費站、收費分中心以及相應(yīng)的聯(lián)網(wǎng)中心，逐級傳遞，信息查詢非常方便[2]。為了能夠更好地適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展需求，收費系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)對于路徑信息、收費流水等數(shù)據(jù)的高效處理，確保不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)即時交互。傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)建模式下，采用的是一個業(yè)務(wù)對應(yīng)一套IT基礎(chǔ)系統(tǒng)的做法，這樣不僅會導(dǎo)致成本的增加，還會增大管理難度，并不能適應(yīng)收費系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)實需求，必須引入新的技術(shù)，提升收費系統(tǒng)的整體水平。

3 技術(shù)應(yīng)用

3.1 原理

虛擬化技術(shù)是云計算的核心技術(shù)之一，借助虛擬化技術(shù)，能夠在同一臺計算機上，同時運行多個邏輯計算，采用不同的操作系統(tǒng)，程序也能夠在獨立空間運行，不會出現(xiàn)相互影響的情況[3]。隨著技術(shù)發(fā)展，高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)的功能會不斷拓展，系統(tǒng)復(fù)雜程度也會不斷提升，借助云計算虛擬化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)車道通行、收費系統(tǒng)與無感支付等的有機結(jié)合，在保證收費站通行效率的同時，也能夠提高用戶的使用體驗，強化有關(guān)部門對于系統(tǒng)的管理能力，推動系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

3.2 優(yōu)勢

（1）系統(tǒng)優(yōu)勢。借助虛擬化技術(shù)，能夠在同一個物理主機上，運行多個不同操作系統(tǒng)的虛擬機，每一個虛擬機都可以擁有自己的虛擬硬件[4]。虛擬機系統(tǒng)可以被封裝在文件中，實現(xiàn)保存、復(fù)制以及部署等相關(guān)操作，如果想要將虛擬機從一個物理服務(wù)器轉(zhuǎn)移到另一個物理服務(wù)器，只需要數(shù)秒的時間，這樣即便是維護也不需要停機，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。（2）安全優(yōu)勢。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著提升服務(wù)器的可用性和可靠性，也可以從基礎(chǔ)架構(gòu)層獲取很多獨特的功能，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的同時，能夠有效降低故障率。（3）管理優(yōu)勢。以虛擬化技術(shù)為支撐，技術(shù)人員可以完成對于多義性路徑識別系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的有效管理，對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行精簡，提高管理效率，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)注入管理、報告以及遠(yuǎn)程訪問等操作，從統(tǒng)一視圖中，開展IT環(huán)境的整體組織和監(jiān)控，促進(jìn)管理水平的提高。（4）成本優(yōu)勢。虛擬化技術(shù)能夠幫助技術(shù)人員對沒有被充分利用的服務(wù)器進(jìn)行整合，這樣不再需要為新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)另外購置硬件設(shè)施，能夠有效降低采購成本，同時對新設(shè)備的使用空間進(jìn)行充分挖掘，提升設(shè)備使用率[5]。通過對收費站以及服務(wù)器數(shù)量的精簡，可以切實減少供電、制冷等方面的運用成本。（5）前瞻優(yōu)勢。信息化時代，對高速公路收費系統(tǒng)的建設(shè)提出了很多新要求，可以依托現(xiàn)有的、能夠?qū)崿F(xiàn)對收費站和收費分中心進(jìn)行全面覆蓋的虛擬化平臺，構(gòu)建起完整的高速公路收費云管理平臺，以虛擬化技術(shù)、云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等作為支撐，實現(xiàn)收費系統(tǒng)IT資源的分析，引入全壽命周期管理。借助IT資源的使用數(shù)據(jù)，可以同時就管理部門和維護機構(gòu)的工作績效進(jìn)行考核分析，生成相應(yīng)的高速公路運營數(shù)據(jù)，為高速公路運營體系的建設(shè)提供可靠支撐。

3.3 應(yīng)用

3.3.1 系統(tǒng)升級改造

處于不同時期的高速公路收費系統(tǒng)對于多義性路徑識別系統(tǒng)的支持能力有所不同，在運用云計算虛擬化技術(shù)的情況下，建設(shè)部門可以就現(xiàn)有的收費系統(tǒng)進(jìn)行評估，針對系統(tǒng)IT資源進(jìn)行整合，做好必要的補充完善，盡可能以最小的投入實現(xiàn)對系統(tǒng)的升級改造，確保其能夠滿足多義性路徑識別系統(tǒng)對于基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)實需求[6]。

3.3.2 資源優(yōu)化配置

以虛擬化技術(shù)為支撐，高速公路管理部門能夠為收費系統(tǒng)分配相應(yīng)的虛擬資源池，依照當(dāng)前以及未來一段時間內(nèi)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，就組織資源進(jìn)行管理分配。系統(tǒng)使用部門可以從收費業(yè)務(wù)的實際情況出發(fā)，就IT基礎(chǔ)資源進(jìn)行動態(tài)分配和靈活利用，將資源優(yōu)勢切實發(fā)揮出來，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行的連續(xù)性，促進(jìn)其工作效率的提高[7]。

3.3.3 管理平臺構(gòu)建

借助虛擬化技術(shù)，可以對原本自成體系的業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行整合，在同一資源管理界面進(jìn)行管理，這樣能夠有效避免繁瑣的操作和維護，技術(shù)人員可以在虛擬化的管理平臺上，對各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源進(jìn)行管理及使用。新的業(yè)務(wù)部署方式快捷靈活，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程部署，顯著提升系統(tǒng)的使用效率和運行安全。

3.3.4 完善保障機制

虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒃局螛I(yè)務(wù)運行的物理服務(wù)器合并起來，形成具有共享資源池的集群。在這種情況下，即便其中一臺服務(wù)器或者虛擬機出現(xiàn)問題，物理服務(wù)器之間也能夠完成動態(tài)遷移，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。以虛擬機實時遷移技術(shù)為支撐，硬件維護環(huán)節(jié)不需要進(jìn)行停機操作，也可實現(xiàn)虛擬機的自動優(yōu)化，促進(jìn)硬件利用率的顯著提高[8]。

4 結(jié)語

總而言之，新的發(fā)展環(huán)境下，高速公路收費系統(tǒng)需要及時優(yōu)化以拓展通行費用的結(jié)算對象。而想要保證收費效果，需要構(gòu)建起精確的高速公路多義性路徑識別系統(tǒng)，技術(shù)人員可以利用云計算虛擬化技術(shù)，對系統(tǒng)建設(shè)中存在的缺陷和問題進(jìn)行解決，為后續(xù)的業(yè)務(wù)部署以及應(yīng)用拓展提供可靠支撐。

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