摘要：云计算是多种技术的合成和业务模式的创新，是整个信息产业运作模式的革命，未来必将在公安交通管理中大规模地应用。本文阐述了云计算技术，探讨了其在公安交通管理中的应用，并且着重分析在公安交通管理中应用云计算的优势以及存在的问题。
经过公安部"金盾工程"一期建设应用，目前全国公安机关交通管理部门已经建成了部、省、市三级交通管理信息系统硬件平台，推广应用了机动车登记、驾驶证管理、交通事故处理和统计、交通违法处理、交警队信息平台、全国机动车/驾驶人信息查询等11个交通管理业务应用信息系统，各地还在基础上自行开发很多外挂和扩充软件。目前全国已建成了较为完备的部、省、市三级交通管理信息系统平台，共配置各类小型机1300多台、PC服务器4000多台，计算机18万多台，31交警总队的人均计算机配备率均值为0.76台。相对于公安交通管理信息系统的建设和应用规模，当前的各地交警部门系统运行和维护管理的技术力量严重不足，维护技术手段落后，系统运行维护投入不足，信息系统持续发展保障能力较弱。同时，促进公安交通管理工作科学化现代化，提升执法和服务水平，增强预防和减少道路交通事故的能力，对信息化建设提出了更高的要求和更深入的需求。
因此，如何利用较少的、合理的投资以及切实可行的方法来解决公安交通管理信息化建设的上述问题，是公安交通管理部门规范执法、保畅通、保平安的前提条件。而云计算技术的出现，将为公安交通管理解决上述问题提供了一种崭新的、较为理想的办法。
1 云计算技术
1.1云计算的概念
云计算是近年来发展的一种新的计算形态。对于云计算的定义，比较普遍的定义为：云计算（Cloud Computing）是分布式处理（DistributedComputing）、并行处理（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算既描述了一种平台，又描述了一种应用程序类型。云计算平台可以根据需要，动态地配置或取消服务器。云应用程序指的是经过扩展后可通过因特网进行访问的应用程序，其使用大型数据中心和强劲的服务器来托管Web应用程序和Web Service。云计算的基本原理是：使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中。云计算应用的
思想是将资源整合，使用户可以找寻。云计算(Cloud Comp uting) 是一种新兴的商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。其核心是数据中心，硬件便是这些普通的符合工业标准的服务器。同时，这些计算机由一个大型的数据处理中心管理，数据中心按客户的需要分配计算资源，达到与超级计算机同样的效果。对于企业和个人用户而言，可以极低的成本投入获得极高的计算能力，不用再投资购买昂贵的硬件设备，从而节省了大量的硬件及其保养、升级的费用。"云"是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。
1.2云计算的特点
（1）灵活性。使用户能够快速和廉价地利用技术基础设施资源。服务的实现机制对用户透明，用户无需了解云计算的具体机制，就可以获得需要的服务。
（2）经济性。成本大大降低，资本开支将其转换为业务支出。云计算的基础设施通常是所提供的第三方，这使得用户不需要为了一次性或非经常性的计算任务购买昂贵的设备。以计算量为计费标准，也减少了客户对IT 设备知识的要求。
（3）独立性。由于能够使用网络浏览器接入系统，于是用户可以从任何位置，利用正在使用的设备，如个人电脑或者移动电话，通过互联网访问他们所需的信息，获得他们所需的服务。
（4）共享性。众多用户分享资源，并且避免单一用户承担较高的费用或者有限的资源无法被充分利用。
（5）可靠性。云计算系统由大量商用计算机组成机群向用户提供数据处理服务，利用多种硬件和软件冗余机制，这使得它适合于业务连续性和灾难恢复。
（6）可扩展性。现在大部分的软件和硬件都对虚拟化有一定支持，各种IT 资源，软件、硬件都虚拟化放在云计算平台中统一管理，通过动态的扩展虚拟化的层次达到对以上应用进行扩展的目的。
（7）安全性。云计算的安全由于中央集权的数据管理而提高，这是因为供应商能够把资源用于进行安全审计和解决安全问题，而一般的客户能力或者资金有限。
（8）可持续性。由于计算机及相关的基础设施是主要的消费能源。供应商出于各方面考虑，都会是通过提高资源利用率，建设更有效的系统，从而降低整体能耗。
1.3云计算的研究现状
作为一项新兴的、颠覆性的技术，云计算技术一经推出便在业内引起广泛响应，主要的IT厂商，如Google、IBM、Amazon、Microsoft 和Yahoo，已经相继开展了研究工作，并推出自己的云计算产品和服务。其中，Amazon 的云计算服务总称为Amazon Web Services （AWS，Amazon WEB 服务），包括四种主要的服务：Simple Storage Service（S3，一种简单的存储服务）、Elastic ComputeCloud（EC2，弹性可扩展的云计算服务器）、SimpleQueuing Service（一种简单的消息队列）以及处于无限期公测阶段的SimpleDB （简单的数据库管理）。IBM 于2007 年11 月先在上海推出了"蓝云（Blue Cloud）"计划，包含了一系列的云计算产品。2008 年5 月，IBM 宣布在中国无锡太湖新城科教产业园为中国的软件公司建立的IBM 中国"云计算中心"正式投入运营。Google 于2008 年4月推出App Engine 云计算平台，它是一个由Python 应用服务器群、BigTable（Google 的一个内部的数据库系统） 数据库访问及Google File System（GFS）数据储存服务组成的平台，能为开发者提供一体化的主机服务器及可自动升级的在线应用服务。Microsoft 的Azure ServicesPlatform 由两层构成，底层是WindowsAzure，提供了一个基于Windows 的虚拟计算环境和存储；在底层上，提供了很多针对不同应用的服务，如Live 服务、NET 服务、SQL 服务等。通过这些服务，可以解决以前面临的很多问题。
2 云计算技术在交通管理中的应用探讨
在信息技术高速发展的今天，信息的高度共享和数据的安全可靠是系统建设中优先考虑的问题。随着公安信息化工作的全面推进和信息基础设施水平的整体提高，数据规模和业务量快速增长，应用需求呈现多样化，对业务功能、系统关联、信息利用、数据质量、信息服务水平、信息化工作机制等提出了更高的要求和更深入的需求。而云计算技术的推出，将成为公安交通管理增强数据的安全性和加快信息共享的速度，提高服务质量、降低成本和提高交管工作科学管理决策和路面执法的支持的一大选择。
2.1降低总体拥有成本
总体拥有成本包括设备购置成本、运营成本、电力消耗、空调冷却、机房空间以及未来扩容成本等方面。随着信息化建设的不断发展，各地公安交通管理部门总体拥有成本不断上升。如果公安交通管理部门采用云计算技术，各地就不必再购买昂贵的设备和花费其他资金，完全将其转移到云计算供应单位一边，以提高资源利用效率。
对于公安交通管理部门来说，云计算的到来，可以将分布在全国各交警部门的具备计算能力的小岛汇聚起来，从而供全国所有于公安交通管理部门，尤其是在中西部地区无需过多的人员和资金的投入就可以享受到云计算服务中心提供的十到百万亿次的高性能计算服务，用于本地区公安交通管理。而各地交警部门更可以免去系统维护的烦恼，把注意力全部集中于公安交通管理业务中去。同时，也可以避免公安交通管理部门聘用技术人员频繁流动造成泄密的安全隐患。
2.2提高科学决策能力
将云计算与数据挖掘技术结合，增强公安交通管理的数据处理能力，快速做出交管工作科学管理决策。随着公安部"三项建设"的"信息化建设"不断深入，在主要业务系统应用的基础上，各地交通管理部门还拓展了很多应用，伴随着信息应用向路面执法延伸、管理和服务向社会延伸，从而产生了大量的业务数据。快速地从海量数据中提取出有价值的信息，为公安交通管理的科学决策服务，是将云计算技术与数据挖掘技术结合给公安交通管理带来的一大优势。另外，数据挖掘技术的应用也向IT 支撑平台提出了更高计算要求及存储能力，而传统数据挖掘系统运行于Unix 小型机的集中平台上，这受到很多限制。"云"面对的是TB 甚至是PB 级数据，在云计算模式下的计算是分布在大量的分布式的计算机上进行的。由云海中成千上万的计算机群提供强大的计算能力，并透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，可在短时间内对交通管理大量的业务数据进行快速处理，进行海量数据的存储、分析、处理、挖掘，可在短时间内为公安交通管理提供科学的决策、预测分析和技术支持。
2.3增强业务数据的可靠性和存储能力
云计算技术能有效增强公安交通管理业务数据的可靠性和存储能力，应对不可抗力事件，如地震和火灾等，为交通管理存储不断增长的业务数据提供强有力的支撑。随着车驾管档案电子化管理、非现场执法（闯红灯监控、雷达测速、公路卡口、电视监控等科技装备抓拍的交通违法）的进一步发展，信息和数据量以几何级数增长，使得核心业务信息的管理难度越来越高，存储容量进一步扩大，对数据存储容量和可靠性提出了更高的要求。目前发达城市和交警总队公安交通管理数据库主要采用NAS 和SAN两种存储技术。由于NAS 与应用使用同一网络，因此增加网络拥塞，反过来，NAS 性能也严重受制于网络数据传输能力。对于SAN，主要缺点在于所需的基础设施极其庞大，成本高和复杂；在管理和维护上，需要专业性人才，使交管部门的总拥有成本较高。传统的SAN 和NAS 存储架构满足不了PB 级数据和应用的需求，因为这些应用需要捕获源源不断的业务数据和组织管理数据，提供低于5 秒的读取时间以及确保存储安全。云计算技术提供了基于上述两种问题的解决办法，在"云"中有大量服务器，即使某台出现故障，"云"中的服务器也可以在极短时间内快速利用克隆技术将某台服务器中的数据完全拷贝到别的服务器上，并启动新的服务器以提供服务。云中众多的服务器也提供了强大的存储能力，网络中大量不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，而且能够动态扩展，满足公安交通管理业务不断增长带来的庞大数据存储的需要。
目前全国公安交通管理信息系统平台分部、省、市三级，这就使得在一定程度上出现数据冗余存储，增加了系统维护成本及技术难度，尤其是数据传输不及时或数据传输失败的问题较为严重，影响了群众办理机动车/驾驶人业务。如果使用了云计算技术，潜在的数据库中的数据可以存储在"云"上任何一个数据库服务器集合中，而不是分散在多个不相关联的数据库中。这就使得全国公安交通管理部门可不分昼夜都能访问同样的数据，提高了数据的使用率和一致性。
2.4提高数据安全性
如果公安交通管理采用"云计算"技术，一旦发现某个应用程序进入计算机，该计算机会把这个应用程序的信息与内容发送到云端服务器，云端服务器同时将云内所有其他节点上的计算机发出针对该信息的质询请求。质询请求主要是询问其他计算机是否有类似的应用程序的判定方法。如果其他计算机没有处理过这样的程序，那么云端服务器还要把该信息提交给厂商的恶意软件实验室，由实验室给出最终的判断结果。云计算对公安交通管理数据增加了多层安全机制进行保护，确保公安交通管理数据万无一失。另外，云提供单位拥有专家人员，能提供各种入侵检测和入侵防御服务，针对各种间谍软件、木马、病毒和蠕虫有独到的处理方案，同时使用加密技术对数据加以保护，有效地保障了公安内网的网络安全。
3 存在的不确定性和难点
云计算的优越性非常明显，是未来技术的发展趋势，但现阶段云计算平台的建设与运营也面临较多挑战。首先如果要达到前面关于"云计算"的各种设想，必须要以高带宽的通信网络为前提，但部分地区公安内网的带宽还比较低；其次对于全国公安交通管理这样大规模、分布式、异构的基础设施而言，如何构建一个更良好的架构，如何有效提供计算和存储资源的利用率，如何使计算稳定可信，如何对这个庞大的基础架构体系进行管理；再次是安全性方面的挑战，云中的数据必须满足审计需求，云计算服务单位有责任实施严格的数据监控和归档级别，运用加密等信息安全技术能解决当前已经碰到的一些问题，但各种综合防御措施有待加强。这一切都需要公安交通管理科技部门不断探索研究。
4 结束语
云计算被视为科技业的下一次革命，而它也将对工作方式和生产模式带来根本性的改变。云计算这种商业模式从出现至今，已经饱受到业内人士的质疑，其面临的问题还有很多，目前尚处于初级阶段，让这种技术得到广泛认可和应用还有很长的一段路要走，但是这并不能阻止它向前发展的势头。随着这种技术的日趋成熟，必将给各行各业带来深刻的变化，其在交通管理中的应用也指日可待。
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[4] 包勇强，武红斌. 公安交通管理信息系统运维平台构建技术研究. [J]道路交通与安全，2009(4).
作者简介：
1、是建荣，公安部交通管理科学研究所，助理研究员，从事交通管理信息系统研发。
2、邵志骅，公安部交通管理科学研究所，研究员实习员，从事交通管理信息系统研发。
2、黄金，公安部交通管理科学研究所，助理研究员，从事交通管理信息系统研发。
