​交通强国 原生助力 ——云原生技术在交通行业应用的适配性研究

交通强国原生助力

——云原生技术在交通行业应用的适配性研究

王影

中国联合网络通信有限公司济南市分公司

摘要：本文围绕交通强国中信息化云化建设这一中心，以探讨云计算相关技术在这一领域的应用为目标，针对交通行业信息存在的问题和主要需求，重点研究了云原生技术在交通行业应用的适配性。本文分五个部分：第一部分指明研究所基于的背景与研究意义；第二重点针对交通行业信息化系统现状与行业特点的矛盾提出问题；第三部分分析了云原生技术特点及特点与交通行业信息化的适配性；第四部分说明研究对落实国家战略的意义及推广价值；第五部分对未来进行展望。本文聚焦重点，高度提炼，所提出的方法是交通行业当前信息化云化部署的有力抓手和关键方法。

一、背景与研究意义

中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》,到2035年，基本建成交通强国，到本世纪中叶，全面建成人民满意、保障有力、世界前列的交通强国。根据《纲要》，要大力发展智慧交通。包括推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合。推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施。构建综合交通大数据中心体系，深化交通公共服务和电子政务发展。推进北斗卫星导航系统应用[1]。而这些智慧交通应用的发展势必需要以云为基础的相关资源与应用平台的承载。

目前交通强国已在山东开展全国示范区工作，根据对《加快建设交通强国山东示范区工作方案（2022-2025）》的解读，在交通基建项目、停车项目、物流园区项目、治超非现场执法、四好公路示范县、港口领域等领域的智慧交通相关项目商机93项。未来在此基础的全国各地交通强国建设更是更加广阔的领域。

因此，如何围绕交通强国这一“建设现代化经济体系的先行领域”“全面建成社会主义现代化强国的重要支撑”，落实相关技术对各类建设和应用的支撑，是非常值得研究的方向。

二、当前存在主要问题

交通行业，涉及范围广泛，在我国是一个高速发展的行业，其数字化建设更具有需求蓬勃，迭代升级频繁的特点。然而从信息化建设现状来看，目前本地多数企业存在着信息化系统老旧参差、分散孤立、应用陈旧、制度与标准不规范等问题，缺乏统一的云平台。另一方面，从交通行业业务特点来看，尤其是客运方面，客流波动明显，年度、节假日/非节假日、同一天不同时段都存在并发请求大幅波动的情况，传统架构下，如平台资源配置不足则无法满足高峰期应用；但冗余度配置过高，又会大幅加重建设成本，造成资源的浪费。

注：图表摘自济南本地宝、中国山东网

三、解决方案

通过对交通行业信息化现状和业务特点的分析，交通行业信息化云化是必然的趋势，而云原生技术在其过程中是适配性极强的技术体系。云原生技术体系其微服务架构设计、容器化服务、快速的开发部署、持续交付等特性，在交通行业云平台建设、基于云平台应用的实施中，具有很强的实践意义，有利于方便、高效地满足行业需求。

其适用性主要基于以下几点：

1.微服务架构设计

系统架构设计中使用微服务架构思想。从技术角度来看，微服务本质上是组件的一种服务包装，并且用软件服实现[2]。服务作为组件的一个优点是让部署变得相对独立，克服了传统的单体应用即便其内部只有某一小部分发生了变化，也需要对其整体打包重新部署的缺点。微服务应用无须面对这样的问题，独立部署可以提升资源的利用率并节约成本，加快更新应用的速度。交通行业是一个快速发展的行业，面临频繁更新，微服务架构设计能适配这样的更新速度。

2.容器化服务

早期的虚拟化技术中，虚拟机本质上就是在宿主机上运行一个完整的guest操作系统，由于每一套Guest操作系统都需要消耗CPU，内存等资源，且操作系统需要授权费用，并且操作系统都需要维护，因此一方面浪费了系统处理能力资源，一方面推高了系统运维的成本。本次项目提供的容器服务简化集群的搭建和扩容等运维工作，整合了联通云（阿里云）虚拟化、存储、网络和安全能性，打造云端最佳的Kubernetes容器化应用运行环境, 具有轻量、高可迁移性、高弹性等优势，在节省资源开销的同时，还提高了系统运行效率。而目前最新的联通云在性能与服务上更进一步，能更好地满足交通行业客户需求。

3.快速的开发部署

项目交付中使用DevOps是一个持续快速改善软件产品的方法，充分利用自动化流程来加速开发和部署。假设采用传统的开发模式，从一个需求提供到用户可用的时间周期可能要几周，其中基础部署占用的时间最多，因为工程师需要在互联网上创建托管软件所需的组件。通过DevOps，开发人员，仅用数天甚至数小时就可以发布新版本软件，并部署给客户。而且通过持续部署最大化研发敏捷性，无需进行巨大的更改即可扩展系统和应用程序。这一点也是非常有利于交通行业在用系统的迭代升级。

4.持续交付

云原生技术体系支持持续交付的方法，有效的提升了客户在交付中的参与度，客户可以更深入的参与项目交付的各个阶段，及时进行功能体验，更有利于功能完善。

传统的软件交付模式，在交付完成前，客户还是无法体验产品，并获得实际的反馈，而且在交付过程中项目组需要面对频繁的测试集成和交付的挑战。持续集成交付的好处是代码在任何一个小的阶段中都是可供部署的，所以项目组可以在更早的阶段验证软件的局部功能是否满足用户的需求，也可以及早发现软件潜在的问题，解决问题的成本也会更低。在这个过程中我们可以把部分功能通过标识进行状态管理，进行量化的用户效果评估，以便更精准地验证用户的需求，也可以进一步改善产品。

5.弹性伸缩

弹性伸缩功可以根据业务需求的不断变化，在业务量高峰期时，将自动增加云服务器实例；在业务量回落时，自动减少云服务器实例。

这个技术特点在交通行业，如公路运输、轨道交通，面对客流量大幅度变化的情况就非常适用。通过对实例数量的自动化伸缩，可以节省基础设施成本；通过实时集群监控实例状态，可随时自动替换不健康的实例，从而保持系统持续健康运行并节省运维成本。

四、研究对落实国家战略的意义及推广价值

（一）落实网络强国战略的有力抓手

习近平总书记指出“在改造提升传统动能方面，要推动产业数字化，利用互联网新技术新应用对传统产业进行全方位、全角度、全链条的改造……”[3]。“推进5G、物联网、人工智能、工业互联网等新型基建投资，加大交通、水利、能源等领域投资力度……”[4] 交通行业数字化转型是数字经济、数字社会的重要组成部分，其需求所匹配的解决方案，涉及以云平台为核心的算网融合、5G专网和5G行业应用、大数据分析与应用等，是落实网络强国战略的有力抓手。

（二）加快交通示范区建设的有益参考

近期国家出台了《加快建设交通强国山东示范区工作方案（2022-2025）》，交通强国山东示范区是全国唯一示范区，交通运输部、山东省委、省政府高度重视，后续投资额度大、潜在项目多，本研究如能以全国交通示范区建设为契机，通过建立有益的参考模式，将能得到较大范围的推广，对交通强国在全国范围建设有明显推进作用。

五、对未来的展望

云平台是新型数字基础设施，随着交通行业云平台的建设与应用，未来将扩展更多的创新型应用。

借助数据中台，可以进一步构建业务支撑中台，进而可以在视频资源分发、视频结构化数据、GIS地图分层展示和仿真、智能AI分析、智能语音语义等方面提供了强大功能，这些功能支撑应用系统，同时也可通过适当授权的机制提供给关联系统使用，对关联系统提供服务采用开放平台API的形式，输出平台核心能力，为其他系统赋能。

未来，随着数据资产的不断沉淀，当达到一定规模后，可以做数据资产运营。借助区块链技术，做数据资产变现。把沉淀下的数据在区块链上得到更好的安全保障，同时引入金融机构、保险单位、数据运营企业等多方，打造基于区块链的数据运营体系。

参考文献：

[1]中国中央国务院，交通强国建设纲要，2019年9月

[2]王思轩，数字化转型架构：方法论与云原生（电子书） [M].电子工业出版社，2021：386

[3]中共中央党史和文献研究院，习近平关于网络强国论述摘编，中央文献出版社，2021：136

[4]中共中央党史和文献研究院，习近平关于网络强国论述摘编，中央文献出版社，2021：144