隨著城市人口、機動車數量與日俱增,現有城市交通設施已無法滿足日益增長的交通需求,再加之城市交叉路口通行效率低、事故預警系統缺乏等因素,城市道路安全事故頻發。據相關數據統計,每年因交叉路口交通事故死亡的人數約占總交通事故死亡人數的20%,加快城市智慧運輸系統建設,加強智慧交叉路口管理迫在眉睫。因此,隨著物聯網、5G的發展,車聯網的概念應運而生。
車聯網即車輛物聯網,是以行駛中的車輛為資訊感知物件,借助新一代資訊通訊技術,提升車輛整體的智慧駕駛水平,為使用者提供安全、舒適、智慧、高效的駕駛感受與交通服務,同時提高交通執行效率,提升社會交通服務的智慧化水平。車聯網按網路連線情況分為四個等級:L1:基於車載影音資訊系統,利用無線通訊技術提供導航、安防、救援、娛樂等綜合服務;L2:搭載車載傳感器,基於C-V2X全方位連線人、車、路、雲,提供安全駕駛、交通效率服務;L3:依托各交通參與者之間的資訊互動融合,協同決策與控制,推動智慧交通、自動駕駛發展;L4:「人-車-路-雲」的全方位協同,實作單車、路測單元及套用平台之間的超低延時互動以及全域掌握區域內交通資訊。
自工信部釋出【車聯網(智慧網聯汽車)產業發展行動計劃】以來,車聯網相關政策利好不斷,更被納入新基建範疇,在全國範圍內加快推動試點示範。根據中國智慧網聯汽車產業創新聯盟數據,2020年中國智慧網聯乘用車(L2級)銷量超過300萬輛,滲透率從2019年的6.8%快速上升至15.0%。車聯網由最早期的車載資訊服務發展至今,已經能夠基於C-V2X技術實作單車智慧,但人-車-路-雲全方位協同的真正車聯網還沒有鋪開。
車聯網的人-車-路-網-雲解決方案架構中:連線「人」的介面是各種APP與車內的終端;連線「車」的介面是以OBU(On board Unit 車載單元)為主的聯網裝置;連線「路」的介面一是RSU(Road Side Unit 路側單元)與車內的OBU相連,二是路燈控制器,氣象傳感器,數位標牌,雷達,網路攝影機等直接設施;網路的組成包括5G基站,5G核心網,導航系統;雲的組成包括中心雲與邊緣雲。其中,中心雲承擔智慧大屏、線網最佳化、分級排程、車流量統計、決策輔助、應急管理等,需要全域大數據支撐的工作,邊緣雲承擔動態限速預警、擁堵分析與預測、綠波交通、危險駕駛提醒、車輛匯入預警、行人檢測、道路違章監測、盲區監測、積水辨識等,突發性的、高度要求即時資訊的工作。目前的技術難點在於邊緣雲兩方面的效能:1. 超低延時互動;2. 全域掌握區域內交通資訊,前者對雲節點位置提出了要求;後者對雲節點儲存能力提出了要求。
為了解決車聯網這兩大難題,是時候引入天翼雲端儲存資源盤活系統了。儲存資源盤活系統是純軟體的儲存控制器,能夠安裝在任意Linux伺服器上,可以把各伺服器中分散的磁盤整合成高效能的儲存資源池。它不獨占硬體資源,可與現有套用混合部署在同一套硬體裝置上,不影響現有業務的執行的同時將閑置儲存資源予以整合,幫使用者把現有伺服器集群中儲存資源利用率不高的裝置進行統一管理,形成統一儲存資源池。可基於異構硬體進行部署,相容x86、ARM、龍芯等平台裝置。可以透過標準 iSCSI 協定為上層套用提供虛擬 Target 和邏輯卷,提供分布式塊儲存服務並可被靈活排程、分配、使用。因此,儲存資源盤活系統可以很方便地部署在各種邊緣機房中,同時解決了低時延與儲存能力兩個問題。
只要車能去的地方車聯網就應該覆蓋,因此我們要復雜多樣的物理環境,很多時候空間、溫度、電源系統都不是最佳的狀態。但同時,邊緣側又要求極高的即時性和計算效能,傳統架構難以勝任邊緣雲的需求。儲存資源盤活系統兼具強大的效能和低功耗特性,更適合部署在邊緣側。儲存資源盤活系統是天生面向混沌環境設計的產品,可對抗能源供給不穩定的導致網路不穩定、電壓電流不穩定等弱網弱電場景。當遇到因斷電等極端條件導致的伺服器宕機情況時,儲存資源盤活系統可以在供電恢復伺服器重新開機後,無縫恢復至斷電前的執行狀態,具備可靠的自愈能力。對於網路,電路不穩定的環境,儲存資源盤活系統可將數據從客戶端直接寫入磁盤,規避因數據寫入記憶體但未寫入磁盤時斷電後引發的數據遺失事故。因此可以在邊緣環境下提供穩定服務。
車聯網除了物理環境以外,邊緣機房的硬體環境更為復雜,計算、網路、儲存資源通常會基於業務場景進行深度客製。OT領域硬體廠商多樣化商,多代技術並存,OT與IT割裂的歷史遺留問題長期存在,裝置難以互認。邊緣雲端運算平台需相容上述異構的邊緣裝置,並進行統一的管理和運用。儲存資源盤活系統是一個zip包。它可以輕松地安裝在裝有Linux作業系統的任何品牌、配置的物理伺服器、裸金屬伺服器、虛擬機器甚至容器例項上。它與硬體驅動完全解耦,允許集群中的每個Linux作業系統例項具有不同的硬體配置,例如不同的CPU數量、不同的記憶體大小、不同的本地硬碟機容量等,會充分利用使用者的全部資源來提供最好的效能,因此特別適合「硬體異構」的復雜邊緣環境。
車聯網具有分布廣、環境復雜、數量龐大的特點,不僅現場人員處理問題的難度加大,數據的分散性也使得攻擊者可使用的接觸點數據增多,安全攻擊容易蔓延到整個網路,交通安全關乎生命,無疑是車聯網系統要考慮的重點。邊緣雲在計算和儲存資源方面相比中心雲更加受限,而套用又多對即時性要求極高。 儲存資源盤活系統將檔打碎成若幹數據塊並進行分布式儲存,具有良好的防篡改作用。整個儲存網路中存在多個備份,也可以設定糾刪碼進一步提高安全性,這樣可以有效避免戰爭、自然災害等外在原因造成的中心數據遺失,有助於提高長期數據保存的安全性。另外,儲存資源盤活系統解壓後只需幾個命令列就可以完成配置,還搭配有直觀的圖形化界面,最大可能避免了因邊緣環境復雜,配置錯誤而導致的安全問題。
綜上所述,為滿足單車、路測單元及套用平台之間的超低延時互動以及全域掌握區域內交通資訊的需求,可以將復雜的數據處理、分析和控制策略等工作交由天翼雲主機等中心雲系統來完成,將即時性要求高的計算和服務交給邊緣節點,在邊緣節點部署儲存資源盤活系統,動態擴充交通資訊(路面環境、車流量、交通訊號、突發事件等),及時與終端互動,將車聯網從根源徹底「盤活」。