后于其他发达国家。因此,我国在“十二五”规划中加大了对车联网研究的投入,并将车联网作为物联网的十大重点应用之一,目前己被列为重大专项。同时工业和信息化部目前也在制定((车联网发展规划》,将从产业应用和技术标准多个方面对车联网发展提供支持。另外以奇瑞前瞻研究院为代表的民族汽车产业也开始加大对车联网信息系统的研发投入。可以预见,我国将很快迎来车联网研究发展的热潮。
2.3行业发展困境然而,我们也看到车联网处境的尴尬。中国有数千家从事车联网的企业而商用的只有不到五家,盈利的更是寥寥无几;前装车联网产品的开发受限于汽车至少三年长生命周期,开发与消费电子和互联网的速度相差甚远;汽车车型众多导致至今没有一家上百万的车联网服务商,离互联网以亿计算的单位更是无法比拟;大部分车联网服务并没有找到用户痛点,无论产品用户体验、用户使用频率与用户付费意愿都很低。当前车联网所面临的困境究其根源在于车联网尚未形成分工合理、规模化、集约化的产业链,仍面临标准规范不统一、行业和地方割据严重、市场集中度不足等问题。这一现状导致了车联网终端产品成本过高、质量参差不齐,行业应用和服务系统的用户体验和售后维护都远远低于用户期望,从而影响了车联网终端和应用服务的快速普及和规模化应用。
这一现状的形成与传统的商业模式密切相关。在传统商业模式下,车联网终端产品和应用服务的软硬件都往往由一个公司来独立完成。中小企业虽然具有敏锐的商业嗅觉和灵活的组织架构、弹性的管理流程,可以快速捕获商业机遇,应对细分行业客户的需求,但是却难于在短时间内转化为产品,占领市场。大型公司虽然实力雄厚,可以多个移动通信平台和多条产品线并驾齐驱,但是由于终端芯片平台差异过大,导致产品之间的代码复用率很低,研发效率低下,研发成本居高不下。同时,大型企业由于自身的局限性,往往对于市场信息反应速度慢,难于应对快速变化的车联网市场和多样化的行业客户需求。
2.4技术发展趋势车联网目前正在朝着集约化、服务虚拟化、智能化方向发展。涉及领域扩展
到了智慧城市、车辆终端和云服务产品,以及保险车联网、城域公共安全等方面。
未来,针对车联网终端产品和应用系统研发周期长、成本高、集成难的问题,行业内必将会出现一种以云端服务为核心、通过提供开放的车联网终端开发平台和车联网在线系统云平台来降低了车载终端产品的开发成本和周期的集约型产业框架体系,以简化了车联网行业应用系统的搭建过程,推动了通信模块商、电信运营商、中间件及应用开发商、系统集成商的产业链快速整合。
图2-1车联网行业未来集成体系2.4.1云平台与服务集群
车联网云平台负责接收和存储城市车辆的所有信息,后期将承载访问量巨大的第三方平台。在前期,需要为三个主要业务提供云计算服务,因此要求系统具备快速并发访问能力、强大的灾备功能。在系统设计上,采用服务器集群技术,来为大量的访问提供服务保障,以虚拟服务器技术改善服务环境。在大并发访问上,通过软件负载、DNS负载、交换负载或七层负载等负载均衡分担技术等来解决。考虑到数据量巨大且存储时间较长,搭建海量数据存储系统来应对。为支持第三方云服务,依托数据挖掘技术,为它们数据融合和数据分析提供基础云计算功能,对数据存储结构和数据访问进行优化,快速且全面的提供车辆数据深层次
信息。
Internet的快速增长使多媒体网络服务器面对的访问数量快速增加,服务器需要具备提供大量并发访问服务的能力,因此对于大负载的服务器来讲,CPU、I/O处理能力很快会成为瓶颈。由于单台服务器的性能总是有限的,简单的提高硬件性能并不能真正解决这个问题。为此,必须采用多服务器和负载均衡技术才能满足大量并发访问的需要。Linux虚拟服务器(LinuxVirtualServers,LVS)使用负载均衡技术将多台服务器组成一个虚拟服务器。它为适应快速增长的网络访问需求提供了一个负载能力易于扩展,而价格低廉的解决方案。
图2-2云平台服务器架构LVS由前端的负载均衡器(LoadBalancer,LB)和后端的真实服务器(RealServer,RS)群组成。RS间可通过局域网或广域网连接。LVS的这种结构对用户是透明的,用户只能看见一台作为LB的虚拟服务器(VirtualServer),而看不到提供服务的RS群。当用户的请求发往虚拟服务器,LB根据设定的包转发策略和负载均衡调度算法将用户请求转发给RS。RS再将用户请求结果返回给用户。同请求包一样,应答包的返回方式也与包转发策略有关。
负载调度器(loadbalancer),它是整个集群对外面的前端机,负责将客户的请求发送到一组服务器上执行,而客户认为服务是来自一个IP地址上的。它可以是用IP负载均衡技术的负载调度器,也可以是基于内容请求分发的负载调度器,还可以是两者的结合。服务器池(serverpool),是一组真正执行客户请求的服务器,执行的服务有WEB、MAIL、FTP和DNS等。后端存储(backendstorage),它为服务器池提供一个共享的存储区,这样很容易使得服务器池拥有相同的内容,提供相同的服务。调度器采用IP负载均衡技术、基于内容请求分发技术或者两者相结合。在IP负载均衡技术中,需要服务器池拥有相同的内容提供相同的服务。当客户请求到达时,调度器只根据负载情况从服务器池中选出一个服务器,将该请求转发到选出的服务器,并记录这个调度;当这个请求的其他报文到达,也会被转发到前面选出的服务器。在基于内容请求分发技术中,服务器可以提供不同的服务,当客户请求到达时,调度器可根据请求的内容和服务器的情况选择服务器执行请求。因为所有的操作都是在操作系统核心空间中将完成的,它的调度开销很小,所以它具有很高的吞吐率。服务器池的结点数目是可变的。当整个系统收到的负载超过目前所有结点的处理能力时,可以在服务器池中增加服务器来满足不断增长的请求负载。对大多数网络服务来说,结点与结点间不存在很强的相关性,所以整个系统的性能可以随着服务器池的结点数目增加而线性增长。后端存储用容错的分布式文件系统,如AFS、GFS、Coda和Intermezzo等。分布式文件系统为各服务器提供共享的存储区,它们访问分布式文件系统就像访问本地文件系统一样。同时,分布式文件系统提供良好的伸缩性和可用性。负载调度器、服务器池和分布式文件系统通过高速网络相连,如100Mbps交换机、Myrinet、CompactNET和Gigabit交换机等,使用高速的网络,主要为避免当系统规模扩大时互联网络成为瓶颈。
通过将服务器系统基于虚拟化平台上进行建设,保证系统的稳定性和可靠性,提高业务系统的处理性能,提高服务质量和服务水平;过服务器整合、自动化和高可用性来优化现有IT基础架构;充分地利用现有IT资产,使数据中心的资金开销最多降低,大幅降低电力、散热和占地空间需求,并使资源成本降低;为下一步实现云数据中心提供基础和先决条件。
2.4.2海量数据存储
考虑到监测数据量巨大且存储时间较长,因此需要搭建海量数据存储系统。在途状态数据具有如下的特点:
1)单台运输车辆的各类数据关联度高,不同运输车辆的数据关联度低;2)数据类型相差较大,例如位置信息是一般文本,而视频图像则是BLOB(BinaryLargeObject);
针对这些特点,项目组在存储系统物理结构上拟采取集群系统和SAN(StorageAreaNetwork)系统相结合的方式,具体结构如下图所示。
图2-3监视层海量数据存储系统