蔡任杰

(江蘇交通控股有限公司，江蘇 南京 210019)

引 言

發(fā)展智慧交通是推動交通運輸轉(zhuǎn)型升級最強大的新動能。2020年8月，交通運輸部《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》[1]指出，要以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為主線，以提效能、擴功能、增動能為導向，推動交通基礎設施數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級。江蘇高速公路網(wǎng)絡不斷完善，在全省經(jīng)濟社會運行中承擔著重要的基礎性作用。“十三五”時期，在總結(jié)分析集團信息化發(fā)展經(jīng)驗和問題基礎上，江蘇交控研究提出了適應未來發(fā)展需求的整體性數(shù)字化建設方案，構(gòu)建了以數(shù)據(jù)為關鍵要素的一體化信息化發(fā)展戰(zhàn)略，打造了“六朵云”“智慧高速”等數(shù)字化運營管理新品牌，集成創(chuàng)新了“云網(wǎng)邊端”一體化成套應用技術，可為高速公路行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供借鑒。

1 高速公路信息化管理主要問題與挑戰(zhàn)

1.1 路聯(lián)網(wǎng)尚未互聯(lián)網(wǎng)

江蘇高速信息化建設起步較早[2]，各路橋經(jīng)營管理單位主要通過自行建設方式完成了高速公路信息化系統(tǒng)搭建和聯(lián)網(wǎng)管理工作，互相獨立的以自建機房、組建專網(wǎng)、煙囪結(jié)構(gòu)等理念為主的傳統(tǒng)IT建設模式已無法適應新時期下業(yè)務發(fā)展要求，面臨幾個方面問題。一是數(shù)據(jù)互通共享難，各系統(tǒng)功能和流程不統(tǒng)一；二是集中處理分析難，無法適應撤除省界收費站后全國“一張網(wǎng)”的運營管理新模式；三是建設方式不可持續(xù)，存在同一業(yè)務重復建設、硬件堆疊的情況，維護升級成本高?？傮w上，實現(xiàn)了路況信息聯(lián)網(wǎng)，但未達到不同系統(tǒng)、不同路段、不同運營管理單位之間數(shù)據(jù)信息的協(xié)同互聯(lián)的目標，與統(tǒng)一管理應用的要求差距較遠。

1.2 新技術缺乏新應用

近年來，5G、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、車路協(xié)同等新技術發(fā)展迅速，但簡單套用技術概念無法解決實際問題[3]。從技術層面來看，高速公路信息化系統(tǒng)主要分為信息感知發(fā)布層、網(wǎng)絡傳輸層、管理平臺層三個層次，其中任何一個層次的技術更迭，都有利于智慧高速系統(tǒng)的建設和應用服務水平的提升。但如何在眾多新技術中選擇與高速公路實際業(yè)務發(fā)展適配程度高的存儲、傳輸、計算方式，如何平衡智能終端信息采集質(zhì)量效率和更新成本，如何提升高速公路基礎設施從規(guī)劃、設計到養(yǎng)護運營的全要素、全周期數(shù)字化水平，通過技術手段切實改善實際操作中的管理應用需求，亟待實踐探索。

1.3 大數(shù)據(jù)期待大治理

高速公路信息化建設與新基建應用不僅需要推動數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)燃夹g演進“硬條件”，更需打磨數(shù)據(jù)治理、價值挖掘、深度應用等“軟實力”。部分兄弟省份根據(jù)自身實際開展了各有側(cè)重的數(shù)據(jù)治理實踐，但輸出效果不甚理想。一方面，數(shù)據(jù)所有權、管理權、使用權界定不清晰，數(shù)據(jù)基本盤覆蓋不全、質(zhì)量精度不夠高；另一方面，新技術和實際業(yè)務應用需求未能完全吻合，數(shù)據(jù)分析結(jié)果可參考性弱，精確性、及時性還不理想，架構(gòu)模塊功能界面不清晰，數(shù)據(jù)治理體系尚不完善。

2 江蘇云端高速建設的基本思路

2.1 注重自主化的路徑考量

江蘇交控作為全國高速公路第一個以公有云支撐業(yè)務，以租用SaaS服務為信息化建設主要方式的省級交投集團，必須在安全性保障、自主可控方面作好充分考量[4]。

一是以云端存儲數(shù)據(jù)安全性為第一遵循，自主定義云端資源配置，自主研發(fā)終端信息上云網(wǎng)關，部署云端安全規(guī)則超過一萬條，通過實時監(jiān)控和漏洞掃描預警保證防火墻攻擊攔截能力。二是嚴格保障好通訊網(wǎng)絡傳輸安全，統(tǒng)一規(guī)劃各業(yè)務系統(tǒng)的IP地址及VLAN信息，實時監(jiān)測所有網(wǎng)絡節(jié)點、服務器、存儲、中間件、數(shù)據(jù)庫的運行狀態(tài)，做到網(wǎng)絡層面的自主可控。三是嚴格把握好數(shù)據(jù)訪問權限，通過訪問控制、多因子身份認證等措施劃分數(shù)據(jù)訪問權限，保證接口安全調(diào)用。

系統(tǒng)滿足三級等保要求平穩(wěn)運行至今，經(jīng)多次行業(yè)主管部門組織的安全檢測，未發(fā)生任何安全警示，安全能力處于行業(yè)較高水平。

2.2 堅持實效性的價值判斷

在管理和業(yè)務流程信息化方面，江蘇高速始終堅持“實用、管用、好用”的基本遵循?！皩嵱谩本褪菆猿謽I(yè)務導向，以解決實際問題作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的出發(fā)點，在梳理業(yè)務流程的過程中辨明矛盾關鍵點，選擇合適的解題邏輯和技術方案?！昂糜谩本褪亲龊萌P規(guī)劃，兼顧轉(zhuǎn)型成本，最大限度發(fā)揮傳統(tǒng)基建的利用改造價值，同時，在實踐中不斷論證新基建的實用價值，根據(jù)現(xiàn)實需求跟進、改良和完善。“管用”就是通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型實現(xiàn)對內(nèi)管理和對外服務水平的真正躍升，收獲看得見、摸得著的經(jīng)濟與社會效益，以實效性作為信息化建設的最高價值判斷。

2.3 基于公有云的優(yōu)勢分析

降本增效是轉(zhuǎn)型發(fā)展的不變追求。如表1所示，傳統(tǒng)自建機房、硬件堆疊的信息化建設方式占用空間資源，運維成本高昂，公有云存儲具有彈性伸縮的特點，可實現(xiàn)按需租用，節(jié)省空間成本和建設成本；傳統(tǒng)信息孤島數(shù)據(jù)難匯聚，管理分散割裂，資源利用效率低，公有云聚合存儲、計算、維護等功能，具備基礎生態(tài)服務框架，能夠?qū)崿F(xiàn)匯聚整合分析功能；自建私有云、自負運維管理研發(fā)難度高、時間周期長、投入成本大，使用公有云服務能夠迅速搭上數(shù)字化發(fā)展的戰(zhàn)略快車，享受敏捷開發(fā)的技術紅利，向“輕資產(chǎn)”服務和“去重化”經(jīng)營方向發(fā)展[5]。

表1 信息化建設模式對比分析

雖然租用公有云服務并非沒有顧慮，但江蘇交控在充分開展可行性研究的基礎上作出了大膽嘗試，在2019年完成了所有業(yè)務全部上云，目前已在公有云上部署了超3500臺服務器和網(wǎng)絡設備、5000條網(wǎng)絡連接，云端存儲了70多億張高清車輛圖片和10000多路高清視頻。相比傳統(tǒng)自建機房的信息化建設方案，租用公有云服務為江蘇高速節(jié)省了約70%的信息化建設成本。

2.4 構(gòu)建系統(tǒng)化的頂層設計

在做好技術和管理層面可行性研究的基礎上，江蘇交控明確“統(tǒng)籌規(guī)劃、合力推進、分步實施、遞進發(fā)展、需求導向、注重實效、應用創(chuàng)新、示范引導、安全可靠、自主可控”的數(shù)字化建設路線，確定“云網(wǎng)邊端”一體化的新基建架構(gòu)，對內(nèi)推進業(yè)務流程數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對外構(gòu)建智慧高速生態(tài)圈；探索建立全生命周期、全要素場景、全業(yè)務治理、全服務形態(tài)的“高速大腦”總指揮中心；實現(xiàn)“六朵云”與營運、養(yǎng)護單元的有機融合，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型將江蘇交控打造成為“關鍵核心技術創(chuàng)新高地”“企業(yè)數(shù)字化治理示范高地”“公眾數(shù)字化出行體驗高地”和“江蘇數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地”。

3 江蘇高速數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要做法及成效

3.1 打造云網(wǎng)邊端一體化的數(shù)字交通新基建

江蘇交控的數(shù)字交通新基建實現(xiàn)了云、網(wǎng)、邊、端的協(xié)同聯(lián)動，如圖1所示。

圖1 云網(wǎng)邊端一體化總體架構(gòu)

“云”，即在公有云端匯集、分析高速公路運營管理數(shù)據(jù)，通過直接使用云端各類資源，實現(xiàn)輕資產(chǎn)運作，低成本開發(fā)，高效率運行，快速覆蓋不同管理層級、架構(gòu)、模式下的內(nèi)外部用戶。

“網(wǎng)”，即在骨干網(wǎng)提優(yōu)的基礎上，采用廣覆蓋、高可靠、低時延的SD-WAN網(wǎng)絡作為支撐網(wǎng)絡，承載江蘇交控云值機、車牌識別、移動支付等業(yè)務，實現(xiàn)江蘇高速收費站、車道、服務區(qū)、路段中心節(jié)點全覆蓋。

“邊”，即通過邊緣融合計算設備交互增強“云”與“端”雙方能力，通過下沉云端算力大幅度節(jié)省云端資源和信息化建設成本，通過縮短傳輸路徑進一步提升計算速度和響應速率，通過軟硬件的徹底解耦，嘗試解決高速公路發(fā)展20多年來軟件綁定硬件的“卡脖子”問題。

“端”，即所有終端的IP化和數(shù)字化，實現(xiàn)所有道路監(jiān)控、情報板、門架、氣象站接口接入，并試點增設支持5G、北斗全景無人機、智能后視鏡、錐桶等智能設備，形成全方位的智能終端感知體系，實現(xiàn)云網(wǎng)邊端的協(xié)同聯(lián)動。

為進一步發(fā)揮云、網(wǎng)、邊、端協(xié)同功能，江蘇交控聯(lián)合相關單位共同研發(fā)，確定了技術界面，改進了200多項功能，推出了精準匹配智慧交通的傳輸網(wǎng)絡，實現(xiàn)與各類異構(gòu)終端設備順暢接駁，使各類終端與業(yè)務層應用解耦聯(lián)動，為今后應用開發(fā)預留了極大的空間，構(gòu)架了可持續(xù)升級的服務生態(tài)體系。

3.2 開發(fā)“六朵云”集成化新應用

江蘇交控2019年發(fā)布的“六朵云”已成為高速公路行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的標桿旗幟。黨建、內(nèi)控、資管三朵云重點服務企業(yè)內(nèi)部管理，調(diào)度、收費、服務三朵云側(cè)重路網(wǎng)運營服務，如圖2所示。

圖2 “六朵云”首頁導覽

“黨建云”具備信息動態(tài)云展示、在線課堂云學習、溝通研討云交互、組織建設云管理、資源共享云服務、監(jiān)督考評云跟蹤、數(shù)據(jù)統(tǒng)計云分析等“七大功能”，為黨建管理注入“科技感”?！皟?nèi)控云”建成“橫向到邊、縱向到底”的綜合管控平臺，對業(yè)務流程進行全方位管控，通過平臺標準化促進管理標準化、高效化、科學化，提高內(nèi)部管控效率，支撐管理模式創(chuàng)新?！百Y管云”綜合管理全系統(tǒng)固定資產(chǎn)、路橋資產(chǎn)、通信基礎設施資源和資本性支出，實現(xiàn)對全年資本性支出的全流程管理，并將對通信管線等戰(zhàn)略資源進行動態(tài)管理。

如圖3所示，“調(diào)度云”是江蘇交控圍繞路網(wǎng)調(diào)度打造的流程全覆蓋、管理全方位、社會全參與的實時互動的云服務，四年迭代17個版本，年處理事件15萬起，發(fā)布情報板200萬條，記錄語音500萬條，服務一路多方。“收費云”車牌云識別功能準確率達99.9%，實現(xiàn)毫秒級比對，單日高清圖片上云量超4000萬張，穩(wěn)定支撐600張/秒圖片峰值流量，每日匯聚收費數(shù)據(jù)超10 TB，通過建模和分析為稽查和執(zhí)法提供“數(shù)字化取證”。如圖4所示，“服務云”通過“江蘇高速”微信公眾號向廣大出行者開放高速視頻，提供“一鍵救援”服務，向交通主管部門、地圖導航服務商等各類政企用戶提供11類服務，70多種接口，接口調(diào)用量單日30萬次?！敖K高速”四年收獲粉絲172萬，單日最高訪問量超3600萬次，國慶期間視頻調(diào)看超過1.27億次，同時在線人數(shù)達22萬人。

圖4 “江蘇高速”微信公眾號

3.3 構(gòu)建智慧高速產(chǎn)業(yè)化新生態(tài)

江蘇交控基于交通生態(tài)圈理念打造行業(yè)應用中心，支持所有符合技術標準和業(yè)務需求、質(zhì)量和服務品質(zhì)過硬的收費、稽查、港優(yōu)、綠優(yōu)軟件上架，各類應用以輕資產(chǎn)的服務化方式進行交付，網(wǎng)絡、應用與數(shù)據(jù)安全等一系列問題均可以在應用層面得到解決。

通過平臺建設，江蘇交控與云計算服務商、AI技術服務商、軟件制造商等上下游企業(yè)形成良性互動，共同打造“智慧交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈”；與行業(yè)主管部門、路橋運營單位、交警路政“一路多方”共享高速管理信息，打造“路網(wǎng)運營生態(tài)圈”；通過C端接口向社會公眾提供伴隨式信息服務，打造“出行服務朋友圈”，真正促進了交通大循環(huán)暢通有序運轉(zhuǎn)。

來之于云，成之為云。江蘇交控云端智慧高速的平臺產(chǎn)品目前已拓展至18個省份，服務于全國路網(wǎng)100多家單位的4.4萬行業(yè)管理用戶。

4 結(jié)束語

在分析研究江蘇高速公路運營管理現(xiàn)狀及信息化建設存在問題基礎上，總結(jié)了信息化建設和應用主要做法及經(jīng)驗成效，提出了符合高速公路行業(yè)長遠發(fā)展需求和特點的數(shù)字化集成信息化方案，為我國高速公路行業(yè)提供數(shù)字化改造高速公路信息化管理平臺的新思路、新方案。

不斷提升交通運輸效率和服務品質(zhì)是江蘇交控發(fā)展的不懈追求，科技創(chuàng)新是江蘇交控發(fā)展的內(nèi)生動力。下一階段，江蘇交控將持續(xù)聚焦前沿科技，探索交通信息流與高清地圖導航有機結(jié)合，數(shù)字孿生技術在流量誘導及決策研判中的應用，引入收費機器人技術實現(xiàn)高速“準自由流”通行，通過ETC、無感支付等全流程服務公眾出行，精準匹配新能源汽車、自動駕駛、車路協(xié)同新時代的多變的運營管理和服出行服務需求，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升核心競爭能力，高質(zhì)量打造成為江蘇重點交通基礎設施領域有帶動力的投資商、全國綜合交通產(chǎn)業(yè)領域有競爭力的運營商、全球高速公路領域有影響力的服務商。