以大数据分析为支持的智慧交通运维设计

2022-09-08徐忆怀

交通科技与管理 2022年17期

徐忆怀

（海宁市交通投资集团有限公司,浙江海宁 314400）

0 引言

为提高智慧交通运维效率，拟设计一种基于大数据技术的交通路段管理和运维方案，以支持交通事业的健康发展。该技术方案设计有移动端口和后台端口，工作人员可以依靠电脑、手机等电子设备随时登录系统，获取交通路段的监控信息，打破时间和空间限制，实现随时随地监管路段的即时性监管和即时化办公。

1 大数据对智慧交通运维的意义

我国的交通事业发达，交通量爆发式增长，根据观点地产网发布的数据显示，我国在2021 年中营业性客运量是83 亿人，营业性货运量是521 亿t。数据一方面说明我国的交通经济发展迅速，另一方面表明交通事业的信息量正在臃肿化。为在庞大繁杂的信息背景下降低交通运维的难度，提高管理效率，拟基于大数据分析技术进行智慧交通运维架构设计，以推动产业发展。

智慧交通的建设是改善传统交通运维的主要手段，也是“互联网+”背景下行业转型的必经之路，为保障信息技术在交通运维管理中的顺利融入，确保管理效能提升，须结合大数据技术对数据信息的抓取和过滤特点，设计符合交通行业发展需要的智慧运维模式，帮助传统交通运维尽快实现信息化、科技化的转变。

车辆行驶状态的监管涉及诸多内容，如车辆在行驶时的油耗情况、驾驶的路线和行驶途中的停留点等。依靠大数据技术搭建用于运维的智慧平台，可以对驾驶人员的驾驶状态做全方位和全过程的监控，有关单位也可以根据检测信息分析具体的运营计划，依照交通段的通车量合理安排车次方案[1]。例如，以大数据技术建立路段采集平台，依托互联网大数据对路段车次、大小汽车的分布情况、货车进出和运输情况、货源吞吐量等信息进行抓取，根据数据得到路段的拥挤情况，有选择性地对交通做优化处理，规定白天和傍晚时分的大小货车、轿车入城情况，避免路段拥挤等现象发生。

2 系统设计

2.1 移动端总体架构技术方案

系统的移动端设计架构如图1 所示，运维系统采用以太网架构，服务器根据应用功能部署，地市终端与省中心机房之间的数据传输通过电力VPN 专网通道，确保数据传输安全。大数据运维系统移动端技术框架采用MVP 开发模式搭建，将其细化为了五个层次，即数据同步及数据存储模块、数据管理模块、基础公共模块、各个子交通运维模块、数据展示模块[1]。其中，数据同步及数据存储模块主要是通过KSyncLib 数据同步框架将主站端数据同步到移动终端SQLite 数据库进行存储，框架的设计目的是照顾部分路段缺少基站，存在无网络或是弱网络环境的问题，在框架下，即使环境的网络信号过弱，也不影响程序的稳定性[2]。

图1 移动端总体设计架构

数据管理模块是依靠数据查询、数据同步服务以及网络框架进行底层数据的查询和变换功能模块，模块负责交通数据信息的储备和共享，从而使智慧交通运维系统的运作情况逻辑能符合交通路段的通车现状，并更好进行运维工作和平台运行。

基础公共模块是各个关于交通运维情况的子模块运作的基础模块，其中包括了不同交通模块的组件、交通模块的工具类、各个模块之间相同的路段管理情况逻辑代码，而BaseModule 又依赖了核心库，通过公共模块的提取能使应用程序更加轻量、运行效率也更快。各交通运维模块是各个主要功能模块的核心，其中通过ARouter框架实现各个交通运维模块之间的通信，反映不同路段的通车情况。

数据展示模块由系统与管理人员交互的各个界面组成，管理人员从界面的窗口了解平台对路段的监测情况，并从监测情况中筛选和提炼关于汽车通车的信息，制定符合路况需求的管理方案，保障路段的畅通无阻。

2.2 后台端(PC)总体架构技术方案

系统的后台端设计架构如图2 所示，大数据运维系统主站端的技术架构主要包含三个层次，即交互层、插件层、技术层。交互层主要负责数据持久化操作，对于运维系统的结构化数据采用使用非常广泛的MySQL 数据库，并采用1 主2 从1 备的技改策略，保证数据的安全；对于运维系统的非结构化数据采用Minio 文件存储服务存储，Minio 是一个基于golang 语言开发的AWS S3 存储协议的开源实现，适用于大型分布式文件服务系统，在保证文件高效、高并发访问的同时还能保证文件安全、可控。

图2 后台端（PC）总体架构

基础框架是运维系统运行的基础配置管理层，采用Jdk8 和WebLogic 来运行运维系统、使用Spring 框架解决项目中的IOC、AOP、TX 需求，采用HTTP 协议作为模块间的数据交互协议，同时基于KWEB 框架解决基础运维系统的数据管理功能，插件层是运维系统稳定运行的基础，对基础框架的灵活运用可以提高运维系统的可扩展性。

技术层包含交通运维模块中用到各类组件、各模块需要提供的服务器接口，以及模块中用到的工作流引擎等信息，技术层为整个系统的运作提供支撑作用，整个智慧交通平台在框架层上搭建并运作。

2.3 系统总体架构分析

智慧交通运维系统的总体系统架构如图3 所示。应用运维系统总体构架由“基础支撑板块”“运维系统服务板块”和“应用板块”三大板块组成，其中“基础支撑板块”以数据共享为牵引为决策和监测提供支撑，将现有的和将来扩展的服务器、存储器、网络硬件、移动终端、大数据传感器等作为资源池进行统一管理，形成企业统一的计算资源、存储资源、网络资源和终端资源，将运用设施管理运维系统对资源按需分配，对资源的利用进行监控，构建一体化、分等级的安全防护体系，并对数据进行有组织有规律的定期备份[3]。

图3 大数据运维系统的系统总体架构

“运维系统服务板块”作为对“应用板块”的集成，对所有应用系统进行运行运维，使各应用系统对于管理人员而言成为一个有机的整体，统一认证和单点登录组件让管理人员在所有系统中拥有唯一的身份和统一的权限管理，使各系统的交通运维情况功能按使用者的角色进行定义，只需要一次登录后便可在个人门户中处理所有系统的相关工作。工作流引擎主要体现在核心监测层跨部门流程的集成，可将交通运维情况过程进行表单化实现灵活定义，并可采用图形化的方式将管理流程在运维系统中进行定义，交通运维情况表达清晰，使用门槛低。统一代办引擎主要体现在辅助应用层跨部门业务集成，解决了计划、通知、提醒、预警等内容主动向使用者进行推送，将路段通车情况划分重要程度、预警等级，方便管理人员进行交通运维情况的集中办理。统一消息引擎主要体现在展观层各界面平台交互和数据层共享解决了各系统中交通运维情况的衔接，使跨系统的交通运维情况保持良好。搜索服务引擎提供给管理人员对整个系统中的海量信息进行快速搜索，并通过链接引导管理人员获取路段信息。系统日志组件对整个运维系统的所有系统的运行状况、使用状况进行记录。报表分析工具采用直观的图形与报表的方式，将数据加工成信息、将信息转化成知识的强大工具，是管理决策的得力补充工具。文件上传组件不仅为文档上传提供标准化的接口，兼顾图片、音频、视频的压缩处理，使系统带宽使用更高效。数据导入、导出组件是为已有的数据化的文档提供进入系统快速通道，为系统中数据提供标准化文档的实用工具。数据交换组件是各应用系统中进行计划、工单、交通信息等基础数据和交通运维情况数据的统一接口，为系统融合提供了支撑。

2.4 设计优势

运维平台以大数据为基础，可以依靠大数据技术的抓取能力帮助管理人员快速锁定和提取需要的交通实时信息，让管理人员迅速了解和掌握交通运维实况。系统有良好的扩充性和开放性，交通部门或企业可以依靠自己或者第三方研发系统App，并下载和安装到员工手机，让员工从移动端进行路段监测和维护，打破时间和控制对路段运维的限制性，提高运维效率。系统兼容了报表生成功能，在完成运维后可自动生成文档格式，让管理人员快速填写和上报交通路段的运维信息，实现运维工作的标准化、高效化和便捷化。