施俊靓

摘要：高速公路事业飞速发展，使得路网规模持续扩大，网络化程度不断提高，在全国范围内逐步形成了“路路相通、环环相扣”的大交通格局，但也带来了收费站之间的多义性路径识别问题。文章结合具体工程案例，从高速公路多义性路径识别系统的构成出发，对云计算虚拟化技术的应用进行了分析，以期推动路径识别系统的完善，为高速公路多义性路径识别提供可靠支撑，促进我国高速公路收费系统性能的优化。

关键词：云计算虚拟化技术;高速公路;多义性;路径识别;系统建设

0 引言

新时期经济快速发展，我国的高速公路路网日趋完善，为人们的日常出行提供了便利，即使在一些交通欠发达地区，也存在着路网成环的情况。基于网络的高速公路收费系统引发的多义性路径问题，导致很多情况下难以依照车辆的实际行驶路径进行费用的收取及拆分，对业主的利益产生了影响。在这种情况下，引入云计算虚拟化技术，构建高速公路多义性路径识别系统也就显得非常重要。

1 工程概况

某省高速公路总里程于2017年年底达到4800km，收费模式也经历了较大的变化，从原本的最短路径收费发展成为最小收费额收费，于环网断面构建了相应的标识站，借助车牌识别设备，获取车辆行驶的路由信息，然后通过路由拆分配合动态比例模型，对车辆通信费进行合理拆分，保护不同区域业主的合法利益。在进行高速公路多义性路径识别系统构建的过程中，为了保证信息的高效精准传递，采用了云计算虚拟化技术[1]。

2 系统构成

高速公路多义性路径识别系统属于高速公路联网收费系统中的一个子项目，包含了联网中心、收费站、路段收费分中心、收费车道、标识点以及CPC收费卡等（如图1所示）。在系统中，从联网中心逐级下发相应的系统参数，如路径标识编码等，也可以向收费车道下发路径基础费率等数据，系统本身也可以向联网中心实时传输标识流水记录以及相应的设备状态信息。

系统构建完成后，除去基础运行数据如收费流水、黑白名單等，还会收集大量的路径信息以及车牌标识信息，这些信息可以从出入口车道、标识点等位置，经过收费站、收费分中心以及相应的联网中心，逐级传递，信息查询非常方便[2]。为了能够更好地适应业务发展需求，收费系统必须能够实现对于路径信息、收费流水等数据的高效处理，确保不同系统之间的数据能够实现即时交互。传统系统构建模式下，采用的是一个业务对应一套IT基础系统的做法，这样不仅会导致成本的增加，还会增大管理难度，并不能适应收费系统发展的现实需求，必须引入新的技术，提升收费系统的整体水平。

3 技术应用

3.1 原理

虚拟化技术是云计算的核心技术之一，借助虚拟化技术，能够在同一台计算机上，同时运行多个逻辑计算，采用不同的操作系统，程序也能够在独立空间运行，不会出现相互影响的情况[3]。随着技术发展，高速公路多义性路径识别系统的功能会不断拓展，系统复杂程度也会不断提升，借助云计算虚拟化技术，能够实现车道通行、收费系统与无感支付等的有机结合，在保证收费站通行效率的同时，也能够提高用户的使用体验，强化有关部门对于系统的管理能力，推动系统的稳定发展。

3.2 优势

（1）系统优势。借助虚拟化技术，能够在同一个物理主机上，运行多个不同操作系统的虚拟机，每一个虚拟机都可以拥有自己的虚拟硬件[4]。虚拟机系统可以被封装在文件中，实现保存、复制以及部署等相关操作，如果想要将虚拟机从一个物理服务器转移到另一个物理服务器，只需要数秒的时间，这样即便是维护也不需要停机，保证了系统运行的稳定性和可靠性。（2）安全优势。虚拟化技术的应用能够显著提升服务器的可用性和可靠性，也可以从基础架构层获取很多独特的功能，在保证业务连续性的同时，能够有效降低故障率。（3）管理优势。以虚拟化技术为支撑，技术人员可以完成对于多义性路径识别系统基础设施的有效管理，对基础设施进行精简，提高管理效率，同时也能够实现注入管理、报告以及远程访问等操作，从统一视图中，开展IT环境的整体组织和监控，促进管理水平的提高。（4）成本优势。虚拟化技术能够帮助技术人员对没有被充分利用的服务器进行整合，这样不再需要为新的业务系统另外购置硬件设施，能够有效降低采购成本，同时对新设备的使用空间进行充分挖掘，提升设备使用率[5]。通过对收费站以及服务器数量的精简，可以切实减少供电、制冷等方面的运用成本。（5）前瞻优势。信息化时代，对高速公路收费系统的建设提出了很多新要求，可以依托现有的、能够实现对收费站和收费分中心进行全面覆盖的虚拟化平台，构建起完整的高速公路收费云管理平台，以虚拟化技术、云计算技术、大数据技术等作为支撑，实现收费系统IT资源的分析，引入全寿命周期管理。借助IT资源的使用数据，可以同时就管理部门和维护机构的工作绩效进行考核分析，生成相应的高速公路运营数据，为高速公路运营体系的建设提供可靠支撑。

3.3 应用

3.3.1 系统升级改造

处于不同时期的高速公路收费系统对于多义性路径识别系统的支持能力有所不同，在运用云计算虚拟化技术的情况下，建设部门可以就现有的收费系统进行评估，针对系统IT资源进行整合，做好必要的补充完善，尽可能以最小的投入实现对系统的升级改造，确保其能够满足多义性路径识别系统对于基础设施的现实需求[6]。

3.3.2 资源优化配置

以虚拟化技术为支撑，高速公路管理部门能够为收费系统分配相应的虚拟资源池，依照当前以及未来一段时间内的业务发展需求，就组织资源进行管理分配。系统使用部门可以从收费业务的实际情况出发，就IT基础资源进行动态分配和灵活利用，将资源优势切实发挥出来，保证关键业务系统运行的连续性，促进其工作效率的提高[7]。

3.3.3 管理平台构建

借助虚拟化技术，可以对原本自成体系的业务模块进行整合，在同一资源管理界面进行管理，这样能够有效避免繁琐的操作和维护，技术人员可以在虚拟化的管理平台上，对各个业务系统的资源进行管理及使用。新的业务部署方式快捷灵活，可以实现远程部署，显著提升系统的使用效率和运行安全。

3.3.4 完善保障机制

虚拟化技术的应用，能够将原本支撑业务运行的物理服务器合并起来，形成具有共享资源池的集群。在这种情况下，即便其中一台服务器或者虚拟机出现问题，物理服务器之间也能够完成动态迁移，保证系统运行的稳定性。以虚拟机实时迁移技术为支撑，硬件维护环节不需要进行停机操作，也可实现虚拟机的自动优化，促进硬件利用率的显著提高[8]。

4 结语

总而言之，新的发展环境下，高速公路收费系统需要及时优化以拓展通行费用的结算对象。而想要保证收费效果，需要构建起精确的高速公路多义性路径识别系统，技术人员可以利用云计算虚拟化技术，对系统建设中存在的缺陷和问题进行解决，为后续的业务部署以及应用拓展提供可靠支撑。

参考文献：

[1]段 琳.高速公路多义性路径标识点供电方案[J].电子技术与软件工程，2019（12）：216.

[2]吴云鹏，褚艳武.江西省高速公路路径识别系统升级改造方案探析[J].中国交通信息化，2019（6）：110-111.

[3]杨贵梅，张 晋，李佳珏，等.美丽公路建设文化植入集成技术及应用[J].中国公路，2019（11）：132-134.

[4]王 丹，张海亮.高速公路多路径识别问题的分析与思考[J].公路，2019，64（4）：243-246.

[5]王玉敏.公路路政管理信息化的路径[J].交通世界，2019（10）：148-149.

[6]危小建，李佩伶，赵林玉，等.湖北省高速公路收费站影响域划分及其流量与人口关联分析[J].东华理工大学学报（社会科学版），2019，38（1）：26-31.

[7]彭家一，王 伟.高速公路路径识别技术应用探讨与思考[J].中国交通信息化，2019（3）：86-88.

[8]项 煜，周 伟，马 仑.应对高速公路多义路径射频识别系统人为电磁屏蔽的新方法[J].公路交通科技，2018，35（12）：104-109.