云計算在汽車領域的應用

林 琛，班定東，覃良純，曾曉雨

（上汽通用五菱汽車股份有限公司廣西汽車新四化重點實驗室，廣西 柳州 545000）

引言

隨著新能源、人工智能以及互聯網等技術的飛速發展，人們的交通出行需求發生了極大的改變，駕駛員與乘客們對汽車的需求往往不再局限于單純的交通載具，而對于車輛的智能化及娛樂服務提出了更高的要求。除了用戶需求之外，為了提高汽車企業在汽車的零部件供應、生產以及銷售等環節的運行效率，汽車企業對實現自身智能化、數字化轉型需求也越來越迫切。這些新的訴求都對汽車企業的IT計算能力提出了新的更高的要求，尤其強調企業的IT資源需要具備彈性的、可以橫向和縱向自由伸縮的能力[1-2]。

云計算是當今計算機技術飛速發展的成果，被認為是計算機領域一次新的技術變革。伴隨著云計算在各個領域的大規模應用，其在汽車行業的深入推廣也成為必然趨勢。

1 云計算的概念

云計算是基于網絡的相關服務的增加、使用和交互模式，一般是利用互聯網對外提供動態且易于進行擴展的服務。同時，云計算所提供的服務常常是虛擬化的資源，它的服務既可是IT、軟件和網絡等相關的服務，也可以是其他服務。云計算的出現，意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯網進行流通。同時，因為云計算是把計算能力以及存儲能力等資源及服務集中起來，通過軟件平臺進行統一的調度和自動化管理，可以將大量的服務器等資源集中協調調用。意味著只需要較少的人員參與資源的分配及管理，使用者就能高效而又迅速地得到云端的所提供的服務。并且，在云平臺的統一調度下，也極大程度地提高了計算和存儲資源的利用率。同時利用了虛擬化、分布式存儲等技術，相較于傳統的物理計算資源，也大幅提高了業務系統的可靠性、可用性和拓展性。

2 云服務的分類

簡單來說，云服務是將企業使用的硬件、業務系統以及各類數據等都放到云上。通過互聯網，得以實現在任意時間以及場所，使用不同的本地計算機設備實現對云端計算及存儲等資源的訪問，在云端達成數據運算的目的或是對實現對數據的存取。目前，行業內按云服務所屬的性質，普遍將云服務劃分為公有云和私有云。

2.1 公有云

公有云是指第三方的服務提供商利用自己的數據中心等基礎設施為用戶提供的云資源及服務的模式。公有云通常是將資源及服務通過互聯網提供給不同的用戶訪問，所以共享資源服務也是公有云最核心的屬性。在公有云上的多個客戶可共享公有云所提供的系統資源，不需要自行準備IT設備場地，也不需要架設任何設備及配備基礎設施管理人員，便可享有專業的IT服務。公有云還可細分為三個類別，包括Software-as-a-Service，SaaS（軟件即服務），在這種類別中，云服務商是將云平臺的硬件資源，如計算、存儲以及網絡資源提供給用戶；Platform-as-a-Service，PaaS（平臺即服務），該模式的不同是它為用戶提供的是一個完整的開發環境，使用戶能基于云計算平臺構建并運行適合企業的應用；Infrastructure-as-a-Service，IaaS（基礎設施即服務），這種模式是將應用軟件統一部署在云上，將應用軟件作為服務直接提供給用戶[3-4]。

人們平日生活中常用的郵箱、云盤以及云相冊都屬于SaaS的范疇，以軟件服務為主導；至于PaaS則以服務形式提供應用開發、部署平臺，加快用戶自行編寫CRM（客戶關系管理）、ERP（企業資源規劃）等系統的功能。IaaS架構主要通過虛擬化技術與云服務結合，提供軟硬件及服務，例如服務器資源、存儲資源、網絡資源以及軟件組件資源等。

用戶企業選擇公有云的服務模式可以為企業帶來許多優勢。首先，企業不需要為準備IT設備運行場地而進行基礎設施建設，節省了前期龐大的基礎設施建設投入，同時也節省了漫長的場地建設時間。其次，依靠公有云龐大的資源池，企業能夠依據其業務實時發展的規模、需求，動態調配其所需的資源規模及資源類型[5-6]。再者，當云計算領域出現技術迭代時，企業能夠直接根據業務情況靈活地評估是否遷移到使用了新技術的云資源上，不必再去考慮老舊的IT硬件資源處置問題；最后，公有云服務提供商會擁有一支專業的運維服務團隊對公有云進行統一的維護，公有云上的各個用戶企業可以不需要再獨立建立專業的硬件設備保障團隊，節省了人力成本。

2.2 私有云

私有云是指單獨為一個使用方構建的云計算服務，通常構建在企業自己的數據中心內部，面向企業內部組織用戶服務，因而具有數據安全性高，IT基礎架構可控制能力強、合規等特點。與公有云不同的是，企業需要為私有云準備數據中心等硬件基礎設施，包括服務器和網絡設備（交換機、防火墻等）等IT硬件設備，以及支撐這些IT設備正常運行所需的機柜、機房以及水電、暖通等基礎設施。因此，建設私有云，企業前期需要對私有云基礎設施建設做較大投入。除硬件投入外，建設企業私有云還需要建立起一支專業的基礎設施及IT軟硬件設備保障團隊。

3 云服務在汽車行業中的應用

近年來，云計算的理念正被快速地應用到汽車行業中。例如，在新車型研發中，車企通常面臨十分復雜的研發環境，往往一款新車型的研發涉及到企業自身的各個部門以及多家外部企業和單位。如果沒有很好的機制協調研發流程中的各個單位，讓它們形成良好的協作，就會導致各部門、單位間協同效率低，難以形成強大的競爭力。為解決上述研發過程中的協同配合問題，目前許多車企都選擇利用云計算技術建立自身研發體系的信息系統，以便打通企業研發體系中的上下游各個環節，很好地解決了各研發單位間研發信息無障礙共享以及實現了研發過程中各流程階段的良好銜接。除研發系統外，云計算還廣泛地滲透到了汽車的制造及銷售環節當中。

目前，云計算除在車輛前期的研發、制造及銷售環節中發揮了重要作用外，在車輛售出后，用戶日常使用中的車輛狀態信息采集、車聯網應用中也承擔了重要的角色。為加強新能源汽車推廣應用與安全監管，充分運用信息化手段實現對新能源汽車運行情況的實時監控，近年來出臺了國家標準《電動汽車遠程服務與管理系統技術規范》，標準中提出電動汽車遠程服務與管理系統由公共平臺（包括國家監管平臺和地方監管平臺）、企業平臺和車載終端組成。在這三者間，由車輛的車載終端連接到生產企業的企業平臺，企業平臺再按照平臺交換協議，將車載終端采集的數據及相關統計信息傳輸給公共平臺，公共平臺再對企業平臺提供的車輛信息進行管理，提供監管服務，并向車輛管理、質量監督等部門提供相關信息[7-8]。

汽車企業在實現《電動汽車遠程服務與管理系統技術規范》要求的過程中，對于實現其企業平臺的部分，需要面對的往往是不同地域萬級甚至百萬級的接入車輛數，這對汽車企業的企業平臺提出了極高的要求，不僅要求云服務器的可靠性，還需要企業平臺面對不同地域的車輛都要擁有良好的網絡質量。對此，各汽車企業往往選擇通過利用公有云來搭建自己的企業平臺，在公有云上，會有更好的服務可靠性及網絡質量。汽車企業還可以通過公有云節點往往遍及各地的特性，通過采用兩地三中心等的云架構設計，使企業平臺從架構設計上得到更高的業務可靠性。兩地三中心是指同城雙中心加異地災備一種商用容災備份解決方案。其中，同城雙中心是指在同城或鄰近城市建立兩個可獨立承擔關鍵系統運行的數據中心，雙中心具備基本等同的業務處理能力并通過高速鏈路實時同步數據，日常情況下可同時分擔業務及管理系統的運行，并可切換運行；災難情況下可在基本不丟失數據的情況下進行災備應急切換，保持業務連續運行。與異地災備模式相比較，同城雙中心具有投資成本低、建設速度快、運維管理相對簡單、可靠性更高等優點，可以實現火災防范、建筑物破壞、供電故障、計算機系統及人為破壞引起的災難[9-10]。異地災備中心是指在異地的城市建立一個備份的災備中心，用于雙中心的數據備份，當雙中心出現洪災、地震等大規模區域性災難而同時不能提供服務時，異地災備中心可以用備份數據進行業務的恢復，如下頁圖1所示。

用于車輛數據采集的企業平臺從車輛上采集到的數據除用于滿足《電動汽車遠程服務與管理系統技術規范》中要求外，這些海量的數據本身也具有極高的價值，所以汽車企業通常也會將采集到的這些數據用于數據的分析及價值挖掘。例如，用于分析用戶的用車習慣，并提供反饋給企業研發部門，以便于開發出更貼近用戶需求的產品等。若車企已經建設有自己的私有云基礎設施，對于該企業的業務系統部署在私有云上，只需要再支付一次性的設備購買費用及日常電費，幾乎只需要半年的同量公有云服務器租用成本就可以完成相應私有云設備的增加。于是可以把這部分面向企業內部研發、生產及銷售環節的業務系統部署到企業私有云中，以節省公有云資源的租用成本。同時，對于企業平臺為滿足規范要求所存儲的海量數據，譬如幾個月前所采集到的數據，調用的頻次及服務的實時可靠性要求往往相對較低，為節省公有云存儲成本，也可將企業平臺中一定日期前的歷史數據遷移到企業私有云中。同時，將與公有云上相同的計算服務也部署到私有云中，當需要使用私有云數據時，通過公有云上的統一平臺來調用在私有云中部署的計算服務得到數據結果，既降低了對公有云上計算服務的壓力，也避免了公有云中計算服務直接調取私有云中的歷史數據會造成公有云和私有云間巨大的網絡帶寬壓力。企業平臺通過將一套業務系統的不同功能模塊，采用了按各自的業務特性分別部署到公有云、私有云，形成了混合云部署方式，實現了在保證企業平臺運行可靠性的前提下，降低了企業平臺的運行成本。

4 結語

云計算技術現已深入到汽車行業的方方面面中，隨著其在行業內應用的不斷擴展和支撐的車輛數不斷增加，汽車企業也將面臨越來越多的云上業務穩定性的問題。需要不斷地根據業務擴展優化自身的云架構及業務架構，才能更好地應對車企向電動化、智能化、網聯化和共享化轉型的挑戰。