云计算在汽车领域的应用

2022-05-06班定东覃良纯曾晓雨

现代工业经济和信息化 2022年2期

林琛，班定东，覃良纯，曾晓雨

（上汽通用五菱汽车股份有限公司广西汽车新四化重点实验室，广西柳州 545000）

引言

随着新能源、人工智能以及互联网等技术的飞速发展，人们的交通出行需求发生了极大的改变，驾驶员与乘客们对汽车的需求往往不再局限于单纯的交通载具，而对于车辆的智能化及娱乐服务提出了更高的要求。除了用户需求之外，为了提高汽车企业在汽车的零部件供应、生产以及销售等环节的运行效率，汽车企业对实现自身智能化、数字化转型需求也越来越迫切。这些新的诉求都对汽车企业的IT计算能力提出了新的更高的要求，尤其强调企业的IT资源需要具备弹性的、可以横向和纵向自由伸缩的能力[1-2]。

云计算是当今计算机技术飞速发展的成果，被认为是计算机领域一次新的技术变革。伴随着云计算在各个领域的大规模应用，其在汽车行业的深入推广也成为必然趋势。

1 云计算的概念

云计算是基于网络的相关服务的增加、使用和交互模式，一般是利用互联网对外提供动态且易于进行扩展的服务。同时，云计算所提供的服务常常是虚拟化的资源，它的服务既可是IT、软件和网络等相关的服务，也可以是其他服务。云计算的出现，意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。同时，因为云计算是把计算能力以及存储能力等资源及服务集中起来，通过软件平台进行统一的调度和自动化管理，可以将大量的服务器等资源集中协调调用。意味着只需要较少的人员参与资源的分配及管理，使用者就能高效而又迅速地得到云端的所提供的服务。并且，在云平台的统一调度下，也极大程度地提高了计算和存储资源的利用率。同时利用了虚拟化、分布式存储等技术，相较于传统的物理计算资源，也大幅提高了业务系统的可靠性、可用性和拓展性。

2 云服务的分类

简单来说，云服务是将企业使用的硬件、业务系统以及各类数据等都放到云上。通过互联网，得以实现在任意时间以及场所，使用不同的本地计算机设备实现对云端计算及存储等资源的访问，在云端达成数据运算的目的或是对实现对数据的存取。目前，行业内按云服务所属的性质，普遍将云服务划分为公有云和私有云。

2.1 公有云

公有云是指第三方的服务提供商利用自己的数据中心等基础设施为用户提供的云资源及服务的模式。公有云通常是将资源及服务通过互联网提供给不同的用户访问，所以共享资源服务也是公有云最核心的属性。在公有云上的多个客户可共享公有云所提供的系统资源，不需要自行准备IT设备场地，也不需要架设任何设备及配备基础设施管理人员，便可享有专业的IT服务。公有云还可细分为三个类别，包括Software-as-a-Service，SaaS（软件即服务），在这种类别中，云服务商是将云平台的硬件资源，如计算、存储以及网络资源提供给用户；Platform-as-a-Service，PaaS（平台即服务），该模式的不同是它为用户提供的是一个完整的开发环境，使用户能基于云计算平台构建并运行适合企业的应用；Infrastructure-as-a-Service，IaaS（基础设施即服务），这种模式是将应用软件统一部署在云上，将应用软件作为服务直接提供给用户[3-4]。

人们平日生活中常用的邮箱、云盘以及云相册都属于SaaS的范畴，以软件服务为主导；至于PaaS则以服务形式提供应用开发、部署平台，加快用户自行编写CRM（客户关系管理）、ERP（企业资源规划）等系统的功能。IaaS架构主要通过虚拟化技术与云服务结合，提供软硬件及服务，例如服务器资源、存储资源、网络资源以及软件组件资源等。

用户企业选择公有云的服务模式可以为企业带来许多优势。首先，企业不需要为准备IT设备运行场地而进行基础设施建设，节省了前期庞大的基础设施建设投入，同时也节省了漫长的场地建设时间。其次，依靠公有云庞大的资源池，企业能够依据其业务实时发展的规模、需求，动态调配其所需的资源规模及资源类型[5-6]。再者，当云计算领域出现技术迭代时，企业能够直接根据业务情况灵活地评估是否迁移到使用了新技术的云资源上，不必再去考虑老旧的IT硬件资源处置问题；最后，公有云服务提供商会拥有一支专业的运维服务团队对公有云进行统一的维护，公有云上的各个用户企业可以不需要再独立建立专业的硬件设备保障团队，节省了人力成本。

2.2 私有云

私有云是指单独为一个使用方构建的云计算服务，通常构建在企业自己的数据中心内部，面向企业内部组织用户服务，因而具有数据安全性高，IT基础架构可控制能力强、合规等特点。与公有云不同的是，企业需要为私有云准备数据中心等硬件基础设施，包括服务器和网络设备（交换机、防火墙等）等IT硬件设备，以及支撑这些IT设备正常运行所需的机柜、机房以及水电、暖通等基础设施。因此，建设私有云，企业前期需要对私有云基础设施建设做较大投入。除硬件投入外，建设企业私有云还需要建立起一支专业的基础设施及IT软硬件设备保障团队。

3 云服务在汽车行业中的应用

近年来，云计算的理念正被快速地应用到汽车行业中。例如，在新车型研发中，车企通常面临十分复杂的研发环境，往往一款新车型的研发涉及到企业自身的各个部门以及多家外部企业和单位。如果没有很好的机制协调研发流程中的各个单位，让它们形成良好的协作，就会导致各部门、单位间协同效率低，难以形成强大的竞争力。为解决上述研发过程中的协同配合问题，目前许多车企都选择利用云计算技术建立自身研发体系的信息系统，以便打通企业研发体系中的上下游各个环节，很好地解决了各研发单位间研发信息无障碍共享以及实现了研发过程中各流程阶段的良好衔接。除研发系统外，云计算还广泛地渗透到了汽车的制造及销售环节当中。

目前，云计算除在车辆前期的研发、制造及销售环节中发挥了重要作用外，在车辆售出后，用户日常使用中的车辆状态信息采集、车联网应用中也承担了重要的角色。为加强新能源汽车推广应用与安全监管，充分运用信息化手段实现对新能源汽车运行情况的实时监控，近年来出台了国家标准《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》，标准中提出电动汽车远程服务与管理系统由公共平台（包括国家监管平台和地方监管平台）、企业平台和车载终端组成。在这三者间，由车辆的车载终端连接到生产企业的企业平台，企业平台再按照平台交换协议，将车载终端采集的数据及相关统计信息传输给公共平台，公共平台再对企业平台提供的车辆信息进行管理，提供监管服务，并向车辆管理、质量监督等部门提供相关信息[7-8]。

汽车企业在实现《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》要求的过程中，对于实现其企业平台的部分，需要面对的往往是不同地域万级甚至百万级的接入车辆数，这对汽车企业的企业平台提出了极高的要求，不仅要求云服务器的可靠性，还需要企业平台面对不同地域的车辆都要拥有良好的网络质量。对此，各汽车企业往往选择通过利用公有云来搭建自己的企业平台，在公有云上，会有更好的服务可靠性及网络质量。汽车企业还可以通过公有云节点往往遍及各地的特性，通过采用两地三中心等的云架构设计，使企业平台从架构设计上得到更高的业务可靠性。两地三中心是指同城双中心加异地灾备一种商用容灾备份解决方案。其中，同城双中心是指在同城或邻近城市建立两个可独立承担关键系统运行的数据中心，双中心具备基本等同的业务处理能力并通过高速链路实时同步数据，日常情况下可同时分担业务及管理系统的运行，并可切换运行；灾难情况下可在基本不丢失数据的情况下进行灾备应急切换，保持业务连续运行。与异地灾备模式相比较，同城双中心具有投资成本低、建设速度快、运维管理相对简单、可靠性更高等优点，可以实现火灾防范、建筑物破坏、供电故障、计算机系统及人为破坏引起的灾难[9-10]。异地灾备中心是指在异地的城市建立一个备份的灾备中心，用于双中心的数据备份，当双中心出现洪灾、地震等大规模区域性灾难而同时不能提供服务时，异地灾备中心可以用备份数据进行业务的恢复，如下页图1所示。

用于车辆数据采集的企业平台从车辆上采集到的数据除用于满足《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》中要求外，这些海量的数据本身也具有极高的价值，所以汽车企业通常也会将采集到的这些数据用于数据的分析及价值挖掘。例如，用于分析用户的用车习惯，并提供反馈给企业研发部门，以便于开发出更贴近用户需求的产品等。若车企已经建设有自己的私有云基础设施，对于该企业的业务系统部署在私有云上，只需要再支付一次性的设备购买费用及日常电费，几乎只需要半年的同量公有云服务器租用成本就可以完成相应私有云设备的增加。于是可以把这部分面向企业内部研发、生产及销售环节的业务系统部署到企业私有云中，以节省公有云资源的租用成本。同时，对于企业平台为满足规范要求所存储的海量数据，譬如几个月前所采集到的数据，调用的频次及服务的实时可靠性要求往往相对较低，为节省公有云存储成本，也可将企业平台中一定日期前的历史数据迁移到企业私有云中。同时，将与公有云上相同的计算服务也部署到私有云中，当需要使用私有云数据时，通过公有云上的统一平台来调用在私有云中部署的计算服务得到数据结果，既降低了对公有云上计算服务的压力，也避免了公有云中计算服务直接调取私有云中的历史数据会造成公有云和私有云间巨大的网络带宽压力。企业平台通过将一套业务系统的不同功能模块，采用了按各自的业务特性分别部署到公有云、私有云，形成了混合云部署方式，实现了在保证企业平台运行可靠性的前提下，降低了企业平台的运行成本。