云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景

1、WORD格式可編輯1云計(jì)算的概述1.1、 云計(jì)算定義云計(jì)算(CloudComputing)概念的直接起源是亞馬遜EC2(ElasticComputeCloud的縮寫)產(chǎn)品和Google-分布式計(jì)算項(xiàng)目,云計(jì)算是分布式處理(DistributedComputing)>并行處理(ParallelComputing)和網(wǎng)格計(jì)算(GridComputing)的發(fā)展，云計(jì)算是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多臺(tái)服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)，經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”同

2、樣強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。1.2、 云計(jì)算分類云服務(wù)按照服務(wù)的類別可以分為三種：即公共云、私有云和混合云。公共云是由第三方(供應(yīng)商)提供的云服務(wù)。它們?cè)诠痉阑饓χ?由云提供商完全承載和管理。私有云是在企業(yè)內(nèi)提供的云服務(wù)。這些云在公司防火墻之內(nèi)，由企業(yè)管理。混合云，顧名思義就是公共云和私有云的混合。云計(jì)算按應(yīng)用模式可以分成IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)服務(wù))、PaaS(平臺(tái)級(jí)服務(wù))和SaaS(軟件)。IaaS就是給使用者提供最簡(jiǎn)單的計(jì)算存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等等能力，讓用戶自己搭建自己的業(yè)務(wù)平臺(tái)。PaaS,在云計(jì)算平臺(tái)之上抽象出一些比較簡(jiǎn)單易用的接口和能力，讓用戶能夠在這個(gè)平臺(tái)上快速搭建自己的應(yīng)用。SaaS把應(yīng)用或者軟件

3、作為服務(wù)傳送給用戶，用戶可以通過(guò)任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用這個(gè)程序。1.3、 計(jì)算的特點(diǎn)(l)按需服務(wù)“云”是一個(gè)龐大的資源池，涵蓋了除硬件基礎(chǔ)設(shè)置外的所有計(jì)算機(jī)資源。用戶在使用計(jì)算機(jī)時(shí)，只需一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)或一部手機(jī)等能上網(wǎng)的終端設(shè)備，其他所需要的應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件都不需要安裝，由互聯(lián)網(wǎng)上的云端提供即可，用戶只按需支付一定的服務(wù)費(fèi)即可。用戶所處理的數(shù)據(jù)或資料不必存儲(chǔ)在本地，而是保存在云端的數(shù)據(jù)中心處。用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過(guò)云繼續(xù)自己的工作或查找需要的信息，從而實(shí)現(xiàn)隨用隨取，就像自來(lái)水、電、煤氣等一樣按需使用、按需服務(wù)、按需付費(fèi)。(2)強(qiáng)大的存儲(chǔ)、計(jì)算能力云端的管理系統(tǒng)規(guī)模非常龐大，一般擁有上百

4、萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，即便是企業(yè)的私有云一般也擁有數(shù)百上千臺(tái)服務(wù)器。因此，云能賦予用戶前所未有的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，可以完成用戶的各種業(yè)務(wù)需求。(3)高可靠性云端提供了最可靠、安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，由最專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來(lái)管理信息。因此，用戶不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒人侵等問(wèn)題產(chǎn)生。同時(shí)，嚴(yán)格的權(quán)限管理策略可以確保用戶信息的保密性和與指定其他用戶的數(shù)據(jù)共享。(4)分層服務(wù)云計(jì)算包括3個(gè)層次的服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)服務(wù)(IaaS)、平臺(tái)級(jí)服務(wù)(PaaS)和軟件服務(wù)專業(yè)知識(shí)分享WORD格式可編輯(SaaS)?；A(chǔ)設(shè)施級(jí)服務(wù)是指將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源通過(guò)虛擬化形成資源池，為用戶提供基礎(chǔ)的運(yùn)算和存儲(chǔ)服務(wù)；平臺(tái)級(jí)服務(wù)是指將軟件研發(fā)的

5、平臺(tái)(如編程軟件)作為一種服務(wù)提供給用戶。平臺(tái)層提供了海量的文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、消息系統(tǒng)和并行計(jì)算環(huán)境；軟件級(jí)服務(wù)為用戶提供各種應(yīng)用軟件。2云計(jì)算應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)2.1 智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)智能交通系統(tǒng)的研究起步較晚。1994年.我國(guó)參加了在法國(guó)巴黎召開的第一屆智能交通系統(tǒng)世界大會(huì)后，才拉開了我國(guó)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展序幕。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)在智能交通領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)、主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)、視頻、路況的信息采集、處理和存儲(chǔ)，提供交通信息資源。為高速公路快速、安全、舒適、高效提供了保障。不停車收費(fèi)系統(tǒng)、利用車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)完成車輛與收費(fèi)站之間的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)行車輛自動(dòng)

6、識(shí)別和有關(guān)收費(fèi)數(shù)據(jù)的交換，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)路進(jìn)行收費(fèi)數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)不停車自動(dòng)收費(fèi)的全電子收費(fèi)系統(tǒng)、等已經(jīng)在一些大城市使用運(yùn)行。由于發(fā)展時(shí)間短、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱等原因，我國(guó)的智能交通系統(tǒng)仍處在起步階段，還有一些不足之處。(1) 缺少智能交通研發(fā)、管理人才由于我國(guó)在智能交通系統(tǒng)方面的研究時(shí)間短，且該方面的人才既需要懂得計(jì)算機(jī)技術(shù)，又需要了解交通知識(shí)的復(fù)合型人才，所以對(duì)這方面的人才培養(yǎng)還不足，非常不利于智能交通系統(tǒng)的深人研究與應(yīng)用。(2) 缺少智能交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)組織機(jī)構(gòu)目前，我國(guó)的交通體制仍處于各部門、各省和地區(qū)分頭管理、各自為戰(zhàn)的狀況，不利于智能交通系統(tǒng)的整體發(fā)展，同時(shí)，也造成了極大的資源浪費(fèi)。在人才短缺

7、的情況下，更不利于智能交通系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。(3) 地區(qū)之間發(fā)展不平衡由于生產(chǎn)力、資源分布不均，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，智能交通系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)區(qū)域不平衡性。(4) 高速收費(fèi)管理不完善在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，高速收費(fèi)管理不完善，經(jīng)常出現(xiàn)亂收費(fèi)現(xiàn)象。有關(guān)部門也沒(méi)有統(tǒng)一的監(jiān)控和相關(guān)的道路收費(fèi)管理明細(xì)提供給車主。2.2 云計(jì)算應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)智能交通云的整體設(shè)計(jì)主要包括存儲(chǔ)、查詢下載和管理上傳3個(gè)模塊。(1) “存儲(chǔ)”模塊“存儲(chǔ)”模塊主要是將車輛信息、路況信息、公路設(shè)施信息、物流信息等保存到云端的存儲(chǔ)服務(wù)器中，又稱為資源云”。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心可以自動(dòng)管理和動(dòng)態(tài)分配信息資源，用戶也可以在權(quán)限范圍內(nèi)自定義所需的資源結(jié)構(gòu)，并

8、通過(guò)“申請(qǐng)服務(wù)界面”向云計(jì)算數(shù)據(jù)中心提交請(qǐng)求。(2) .,查詢下載”模塊“查詢下載”模塊同時(shí)面向公眾和管理部門?？刹樵儍?nèi)容主要包括路況信息、公路設(shè)施信息、停車收費(fèi)信息、物流信息、相關(guān)管理政策信息、車輛信息和人員信息等。根據(jù)登錄人員的身份不同，可查詢的內(nèi)容也會(huì)有所不同。(3) “管理上傳”模塊“管理上傳”模塊同時(shí)面向公眾和管理部門。公眾主要是將一些臨時(shí)的路況信息或反饋意見(jiàn)專業(yè)知識(shí)分享WORD格式可編輯上傳到相關(guān)模塊；管理部門需要根據(jù)查詢或提示信息及時(shí)處理突發(fā)事件，保障道路安全、暢通，同時(shí)，也可以對(duì)其他信息進(jìn)行集中管理并及時(shí)更新存儲(chǔ)模塊中的相應(yīng)信息由于用戶登錄身份不同，人機(jī)交互界面中可操作或顯示的

9、內(nèi)容也會(huì)有所不同，因此，需要設(shè)計(jì)幾個(gè)子系統(tǒng)來(lái)支持不同身份的用戶使用，如圖3所示。云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)，加大了各部門、各省和地區(qū)之間的協(xié)調(diào)管理。當(dāng)然，不同的部門都會(huì)設(shè)有不同的權(quán)限，從而使各部門既做到統(tǒng)一管理又做到各盡其職、互不干擾，這樣也有利于國(guó)家的統(tǒng)籌管理。所有軟件、硬件資源都由云端提供，從而免去了地方部門或偏遠(yuǎn)地區(qū)因設(shè)備落后無(wú)法實(shí)現(xiàn)交通管理智能化的困擾所有資源統(tǒng)一管理，有利于信息的及時(shí)更新。公眾也可以隨時(shí)隨地了解到最新的路況信息或周邊的公共設(shè)施信息等。3云計(jì)算在交通信息處理中的應(yīng)用與前景3.1 基于GPS的浮動(dòng)車交通信息云浮動(dòng)車通常是指具有無(wú)線通信裝置和定位系統(tǒng)的車輛。浮動(dòng)車系統(tǒng)一般

10、由3個(gè)部分組成車載設(shè)備、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理中心。浮動(dòng)車將采集到的時(shí)間和行車位置等具體信息通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行存儲(chǔ)以及預(yù)處理，然后根據(jù)相關(guān)的算法模型將數(shù)據(jù)匹配到地圖上，計(jì)算或預(yù)測(cè)出車輛的里程數(shù)、行駛時(shí)間以及行車速度等道路參數(shù)。傳統(tǒng)的交通數(shù)據(jù)信息采集技術(shù)，如固定型交通檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)技術(shù)，主要包括紅外線檢測(cè)、磁感應(yīng)線圈、超聲波測(cè)量技術(shù)、微波檢測(cè)等固定檢測(cè)技術(shù)。它不僅在信息采集方面存在檢測(cè)范圍小、實(shí)時(shí)性差、檢測(cè)準(zhǔn)確率低等缺點(diǎn)，而且檢測(cè)設(shè)備昂貴且不易維修?；贕PS的浮動(dòng)車交通信息采集技術(shù)是一種新的低成本的交通信息采集方式。通過(guò)記錄車輛在路網(wǎng)上運(yùn)行的時(shí)間、速度、坐標(biāo)等狀態(tài)信息，得到路

11、段的區(qū)間運(yùn)行速度和行程時(shí)間信息，改善了傳統(tǒng)交通檢測(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)性差、投人高、數(shù)據(jù)精確率低等缺點(diǎn)。它既可以有效的顯示車輛的現(xiàn)行速度，保證了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確率和精度，更可以降低成本，對(duì)傳統(tǒng)交通信息采集技術(shù)進(jìn)行了有益補(bǔ)充。高速信息網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、虛擬機(jī)和車載GPSt置連接起來(lái)構(gòu)建成云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施。它特有的信息交易體制可以吸引更多的車輛成為交通信息采集的提供者，使獲取的GPS言息能夠更加全面地反映道路交通狀況，而車載GPSW定位精度和計(jì)算能力可以為數(shù)據(jù)處理中心提供更高質(zhì)量的定位信息，減輕數(shù)據(jù)中心的計(jì)算壓力和復(fù)雜程度。云計(jì)算機(jī)制和強(qiáng)大的計(jì)算能力能夠使其深度的感知交通狀況，通過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息的處理和

12、反饋，為海量專業(yè)知識(shí)分享WORD格式可編輯個(gè)體提供個(gè)性動(dòng)態(tài)導(dǎo)航服務(wù)。交通系統(tǒng)抨制交通信息云讓道中心浮動(dòng)車GPS，：載裝置數(shù)據(jù)來(lái)集3.2 基于云模型的短時(shí)交通流預(yù)測(cè)交通流預(yù)測(cè)是指在時(shí)刻t,通過(guò)對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)的分析，再由云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)通過(guò)對(duì)交通的擁堵情況、路面的行駛狀態(tài)以及車輛的實(shí)時(shí)行駛速度進(jìn)行統(tǒng)一的綜合處理，預(yù)測(cè)出下一個(gè)決策時(shí)刻t+At以至以后的若干時(shí)刻的交通流。一般將時(shí)刻t到下一個(gè)決策時(shí)刻t+At之間的時(shí)間價(jià)格不超過(guò)15min的交通流預(yù)測(cè)稱為短時(shí)交通流預(yù)測(cè)。云模型是用自然語(yǔ)言值表示的某個(gè)定性概念與其定量表示之間的不確定性轉(zhuǎn)換模型。云的數(shù)字特征可以用期望值、嫡和超嫡這3個(gè)數(shù)值來(lái)表示，即采

13、用基于正態(tài)分布的數(shù)字特征，它把模糊性和隨機(jī)性結(jié)合在一起，構(gòu)成定性與定量之間的映射。以當(dāng)前采集的交通量為例，給定推理機(jī)制中云模型的各項(xiàng)參數(shù)，例如下班高峰期的交通量與平時(shí)的歷史數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)的平均量差異較大，但下班高峰期的交通量受之前交通量的影響，因此預(yù)測(cè)下班高峰期的交通量應(yīng)該以下午以前的交通量作為當(dāng)前云，然后根據(jù)云模型的推理機(jī)制，循環(huán)處理若干次，直到得到足夠的云滴，最終以所有云滴的平均值輸出。若要實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間差的短時(shí)交通流預(yù)測(cè)，可以運(yùn)用直接預(yù)測(cè)法和迭代預(yù)測(cè)法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。直接預(yù)測(cè)法用當(dāng)前云作為當(dāng)前預(yù)測(cè)的趨勢(shì)，結(jié)合歷史云和當(dāng)前云來(lái)生成預(yù)測(cè)云，對(duì)未來(lái)值進(jìn)行預(yù)測(cè)。迭代預(yù)測(cè)法通過(guò)迭代當(dāng)前的交通數(shù)據(jù)生成預(yù)測(cè)值

14、，然后根據(jù)預(yù)測(cè)值迭代生成當(dāng)前云。3.3 基于云計(jì)算智能交通的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航應(yīng)用作為最重要的智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用方式之一，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航可以帶來(lái)非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；谠朴?jì)算的智能交通系統(tǒng)不僅能夠保證動(dòng)態(tài)導(dǎo)航應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，還能夠針對(duì)云端提供一些與用戶出行有關(guān)系的信息，比如車輛保養(yǎng)信息、天氣狀況以及停車位的預(yù)訂信息等，同時(shí)用戶還可以針對(duì)3G影音服務(wù)進(jìn)行請(qǐng)求，這樣用戶就能夠從真正意義上享受到3G生活帶來(lái)的樂(lè)趣。3.4 預(yù)定停車位的應(yīng)用目前，很多人己經(jīng)受到出行后停車問(wèn)題的困擾，通過(guò)對(duì)基于云計(jì)算的智能交通系統(tǒng)的運(yùn)用，車主能夠享受到停車位預(yù)訂帶來(lái)的方便。車主用戶可以提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，利用終端專業(yè)知識(shí)分享WORD

15、格式可編輯設(shè)備將要停車的位置從地圖當(dāng)中選出來(lái)，服務(wù)端就會(huì)對(duì)該選擇范圍內(nèi)的全部停車場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，利用顏色標(biāo)明停車場(chǎng)是否有空車位。通過(guò)觸摸操作，車主用戶就可以選定停車場(chǎng)，然后將預(yù)定車位信息發(fā)送到智能交通系統(tǒng)的服務(wù)端，系統(tǒng)服務(wù)端則會(huì)向終端設(shè)備發(fā)出再次確認(rèn)短信，最后由車主用戶根據(jù)指令進(jìn)行確認(rèn)性的操作，這樣就能夠成功地預(yù)訂到車位，同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)將預(yù)訂憑據(jù)返回給車主，車主在停車場(chǎng)停車的時(shí)候出示憑據(jù)即可。3.5 基于交通云計(jì)算的物流監(jiān)控與跟蹤系統(tǒng)隨著互聯(lián)網(wǎng)貿(mào)易的日漸普及，跨地區(qū)的物品配送量急劇上升，導(dǎo)致物流運(yùn)輸成為這一貿(mào)易趨勢(shì)的主要運(yùn)輸方式之一。對(duì)于每一個(gè)快件或包裹，都有一個(gè)唯一的條碼與之對(duì)應(yīng)，在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中

16、主要通過(guò)條碼來(lái)識(shí)別和管理快件?；诮煌ㄔ朴?jì)算的物流監(jiān)控與跟蹤系統(tǒng)可以對(duì)原有的系統(tǒng)層次進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的系統(tǒng)由標(biāo)簽數(shù)據(jù)采集、通信系統(tǒng)和管理中心系統(tǒng)組成，通過(guò)射頻標(biāo)簽技術(shù)對(duì)快件或包裹的條碼信息進(jìn)行標(biāo)簽讀寫器識(shí)別、讀取解碼得到數(shù)據(jù)后，經(jīng)由通信系統(tǒng)傳輸至管理中心系統(tǒng)，管理中心系統(tǒng)對(duì)采集到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)和控制，從而使用戶可以可視化的監(jiān)控和管理物流過(guò)程。采用了云計(jì)算的集中模式后，途經(jīng)各個(gè)地區(qū)的公路、鐵路、海運(yùn)及空運(yùn)數(shù)據(jù)通過(guò)相應(yīng)數(shù)據(jù)采集中心都被集中整合到統(tǒng)一的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心下，可以讓多個(gè)系統(tǒng)共享云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息的共享、傳遞和融和，從而進(jìn)行統(tǒng)一的物流規(guī)劃、組織、管理和調(diào)配。全數(shù)據(jù)中心全國(guó)數(shù)據(jù)云計(jì)算中心帙路數(shù)據(jù)采集海運(yùn)數(shù)據(jù)采堇4結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)智能交通系統(tǒng)的需求以及核心技術(shù)進(jìn)行特征分析，探討了云計(jì)算技術(shù)在智能交通信息系統(tǒng)中的計(jì)算與應(yīng)用模式，通過(guò)一系列的對(duì)比分析，體現(xiàn)了基于云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理效率高、資源利用率高、計(jì)算能