智慧交通产品解决方案交通信息资源平台
【面向城市交通】
目录
1.1. 概述 (2)
1.2. 交通信息资源平台 (4)
1.2.1. 平台概述 (4)
1.2.2. 平台特点 (4)
1.2.3. 平台结构 (5)
1.2.4. 平台功能 (6)
1.2.5. 基础环境架构设计 (7)
1.2.6. 平台数据存储设计 (17)
1.2.7. 平台接口设计 (20)
1.1.概述
我公司在用户需求的基础上，通过对城市公安交通指挥系统各技术子系统的功能进行梳理、分类，根据GA/T445-2010《公安交通指挥系统建设技术规范》、GAT1146-2014《公安交通集成指挥平台结构和功能》要求的功能和我公司自行拓展的功能，将城市公安交通管理的业务应用划分为五大核心平台，即智能交通管控平台、交通信息服务平台、交通运维管理平台、交通地理信息平台和交通信息资源平台，如下表所示：
表 4-1核心业务平台及功能
1）智能交通管控平台
作为公安交通指挥中心核心应用平台，以总队、支队、大队、路面岗勤为主用户群，以城市交通状况监测、交通日常管控、突发事件处置为核心业务，通过交通信息资源云中心对接交互，为指挥中心、科室、路面等各角色提供各类应用的业务平台。
2）交通地理信息平台
针对交管平台专门打造的地理信息应用系统，以公安网为基础，以警用电子地图为核心，以地理信息技术为支撑，对空间地理数据进行可视化展现及空间数据分析，为核心业务平台提供基础支撑。
3）交通信息服务平台
为公安交管用户提供面向公众的交通信息服务，实现交通信息采、编、审、发，通过诱导屏、微信、微博等方式对外发布。
4）交通运维管理平台
作为交通技术服务部门提供运维管理工具，通过设备管理、设施管理、警力资源管理、应用运行监测和系统管理等手段有效管理交通设备、应用系统和警力资源，提高智能交通系统的整体运行效率。
5）交通信息资源平台
交通信息资源平台为应用系统提供统一的数据采集和传输服务，支撑跨单位间按需信息交换与共享。实现多种类型的数据采集，可靠、快速、安全地数据传输，多种类型的数据交换等一系列的功能和非功能性需求，从而实现互连互通、数据共享。
1.2.交通信息资源平台
1.2.1.平台概述
交通信息资源平台是智慧交通管理系统的关键支撑平台，为其它应用系统提供统一的数据采集和传输服务，支撑跨单位间信息交换与共享。同时交通信息资源平台也是服务共享的统一支撑平台，所有应用的业务功能以及统一消息平台等公共功能都以标准化的服务形式集成到云中心，供其它应用共享使用并对交换平台的运行情况进行监控，对外提供标准的数据规范和交换接口。
1.2.2.平台特点
1．数据标准化
平台设计遵循相关国家标准、部颁标准、行业标准及企业标准，并对所有的交通设备数据进行了标准化定义，向下兼容各种格式数据，向上标准化输出给应用系统。
2．设备访问标准化
平台具备统一标准接口，屏蔽了不同厂家的硬件差异和技术差异，通过协议转换方式，将设备访问与控制标准化、透明化，降低技术门槛。
3．资源访问服务化
平台对数据资源与设备资源全部进行了服务化，其他平台与业务系统对设备与资源的访问一律采用服务调用方式，从而降低了耦合度与复杂度。
4．海量数据处理与挖掘
系统采用了大数据、云计算架构，可支持百万级并发访问、秒级响应及在线扩容，内置各种交通业务模型与算法，看借助平台的大数据分析能力进行数据深入挖掘。
5．数据高安全性
平台中的所有数据采用冗余存储机制，可自动复制、分散存储，对其中
的重要数据实现了加密存储。
1.2.3.平台结构
1.2.3.1 逻辑结构
1.2.4.平台功能
1.2.4.1 专题访问服务
专题访问服务是对交通数据的常规访问场景的通用访问方式，屏蔽了数据存储位置、方式等底层信息，提供出通用服务接口形式，供业务系统调用。
1.2.4.2 设备访问服务
设备访问服务是对常用交通设备的常规访问场景进行了概括与综合，定义了统一的访问方式，屏蔽了设备型号、版本、厂家等硬件信息，提供出通用服务接口形式，供业务系统调用。
1.2.4.3 安全审计服务
安全审计服务提供了日志的读、写、存储、统计分析等功能，统一管理业务系统的业务日志信息。
1.2.4.4 数据访问服务
数据访问服务提供了通用的关系数据、海量数据、内存数据的读、写服务接口，供业务系统调用。
1.2.4.5 服务调度总线
服务调度总线提供了服务的注册、管理、监控、通讯机制，统一管理交通资源信息平台和应用系统的服务。
1.2.4.6 消息通讯总线
消息通讯总线提供了统一的消息格式、通讯机制，统一管理交通资源信息平台和应用系统之间的消息通讯。
1.2.4.7 数据与设备适配
数据与设备适配模块根据交通信息资源平台的接口定义针对不同厂家、不同硬件、数据进行适配，转化为标准设备、数据格式。
1.2.5.基础环境架构设计
1.2.5.1 云计算基础架构
对上述交通信息资源云中心的总体逻辑架构中的云计算基础层进行分析，扩展设计出以下“流式实时分布式—并行计算处理架构”，如下图所示：
交通信息资源平台处理架构图
根据目前城市交通业务管理需求，构建分布式大数据存储与高并发流数据处理云中心，其平台结构如上述图所示。
交通信息资源云平台采用分布式大数据存储与高并发流数据处理，云平台对海量交通业务数据进行处理工作；数据处理分析平台采用分布式架构部署到相应需求数量的节点服务器集群上，综合利用每台服务器的存储和计算资源，实现对海量数据的管理与挖掘分析等功能。同时数据处理云中心的扩展能力非常强大，当应用层需要更多的资源时，能够通过增加物理机器和节点即可以轻而易举地实现在线热扩展功能。
分布式大数据存储与高并发流数据处理云中心主要由分布式文件系统、分布式数据库、流式实时分布式计算框架、并行计算框架以及集群管理组件构成。
通过分布式数据库和分布式文件系统对交通数据数据库存储系统导出的文本数据进行全量存储；
分布式文件系统通常是由基于客户机/服务器模式构成；服务器端由主管理服务器（主管理节点）、备用管理服务器（备用节点）以及多个计算节点服务器组成的计算资源池构成。其中，主管理服务器提供元数据存取、备用管理服务器为主管理服务器提供冗余保护、计算节点服务器存储数据块，用于具体文件块的存取。
根据上图分析其中主管理服务器节点的主要功能如下：
1）元数据管理
管理整个集群的文件系统命名空间、所有文件以及目录的元数据，这些信息以图片和文本文件方式存储于节点的本地磁盘中，在集群运行时，主管理节点加载这两个文件，在内存中构建一个完整的文件树；当元数据更新时，主管理节点将更新数据写入磁盘中。
2）文件块管理
管理并保存每个文件的数据块分布状况，这些信息主要是在主管理节点启动后，根据计算节点的数据块报告汇总生成。
3）故障管理
分布式文件系统通过定期接收计算节点心跳信号与数据块报告，监测节点的可用性，确保计算节点失效后，仍能保证数据的可用性。
4）交互管理
主要包括：故障切换、信息归并以及信息同步等。
5）容错能力
根据系统故障发生频率的不同，故障大致有下面几种：硬盘故障、服务器故障、网络故障、存储中心故障（大面积停电、空调事故、断网、自然灾害等）。
硬盘故障比较频繁发生，服务器故障其次，网络故障再次。分布式文件系统要能通过下列3种方法来规避故障和保证数据完整性：
数据在写入时被同步复制多份，并且可以通过用户自定义的复制策略分布到不同机架的服务器上，保证了在单台甚至单机架服务器故障时，数据也不丢失；
数据在读写时将自动进行数据的校验，一旦发现数据校验错误将重新进行复制；
系统在后台自动连续的检测数据的一致性，并维持数据的副本数量在指定的复制水平上。
6）扩展能力
系统的存储和计算能力能够动态扩充。在数据处理云中心内部，可以简单地通过增加服务器，在该服务器上安装数据处理云中心软件，然后配置成加入该平台的服务器集群即可。而其他服务器的配置不去做任何改动。
根据上图分析计算节点服务器的主要功能如下：
1）数据存取
接收主管理节点指令，执行文件数据块的存储、读取、复制，并在本地