为什么公共交通需要流媒体分析

November 15, 2017 Brandon Lewis

一份联合国报告预测,到 2050 年,66% 的全球人口将居住在城市地区。随着全球城市化进程加速,对于公共交通的要求也在提高。因此,市政和交通系统开始寻求物联网和大数据的帮助。实时车辆跟踪可以优化路线并最大程度减少过度拥堵。预测性维护可以最大程度减少故障。交通管理机构甚至可以在需求起伏变化时调节定价,从而对拥堵进行管理。为了获取这些应用所需的数据,必须对交通系统进行重新规划以支持互联汽车架构。这种过渡所需的三个关键资源是运输和物流行业所熟知的:乘客和货物、乘务员和车辆。

如今和未来的交通架构

在交通系统中,这些资源共同构成了“旅程”,或从 A 点到 B 点的差旅。旅程由管理这些资源的物流流程提供支持(图 1)。所有这些概念共同构成了交通网络。

图 1. 互联汽车架构融合了乘客/货物、乘务员、车辆和流程。(来源:TIBCO Software Inc.)

尽管此模型并非是什么新鲜概念,但传统架构仍具有一项重大短板:它们没有有效地在资源和系统之间共享信息。产生的数据孤岛可能会带来难题,因为每个资源都会依赖于其他资源。例如,缺少维护和工程人员可能会导致运营车辆减少和乘客容量下降。但是,如今物联网允许使用各种传感器和通信技术从多个交通资源快速采集数据。它为流媒体分析和智能事件处理提供了一个基础。需要的只是一个统一平台,该平台能够在一处聚合来自不同资源的数据。

让互联车辆数据得到解放

其中一个此类平台是 TIBCO Software Inc 提供的 Connected Vehicles Accelerator (CVA)。通过使用一套 TIBCO 软件技术,CVA 可以从构成交通网络的资源、流程和业务系统收集数据。随后会使用通用交通数据规范 (GTFS) 标准化收集的信息,并将该信息用于在加速器中创建数据模型。对 CVA 做出贡献的 TIBCO 软件组件包括(图 2):

  • TIBCO Enterprise Message Service 消息收发中间件,它支持集成混合平台并兼容 Java、Java Messaging Service (JMS)、C、.NET、CICS 和 COBOL 库
  • TIBCO ActiveSpaces,这是一个内存对象存储解决方案,它允许多个应用程序同时读取和写入到低延迟数据网格中
  • TIBCO StreamBase 可实时分析物联网和其他流媒体数据并采取行动
  • TIBCO BusinessEvents 允许人员、系统和设备实时交互

TIBCO Live Datamart 可针对高速流媒体数据和事件执行连续查询和计算。

图 2. TIBCO Connected Vehicle Accelerator (CVA) 包含了一套软件组件。(来源:TIBCO Software Inc.)

在 CVA 数据模型中捕捉到信息后,可以应用规则以检测偏离基准的事件并实时提醒特定利益相关方(图 3)。例如,GPS 数据可用于提醒乘客和乘务员火车晚点。或者,如果计划的车辆发生故障,可通过自动操作来重新规划附近的火车或巴士。

图 3. TIBCO Connected Vehicle Accelerator (CVA) 可将交通系统数据汇总到中央存储库中,该存储库能够发出实时提醒、操作和建议。(来源:TIBCO Software Inc.)

在其他物联网实施需要依赖于分析处理层的地方,CVA 的 TIBCO ActiveSpaces 组件使用了内存模型,该模型允许将数据存储在内存或闪存中,而不是磁盘存储中。这可以实现更快的数据访问速度,消除了与关系数据库有关的搜寻时间,只需更简单的算法,并且执行更少的 CPU 指令。因此,可以迅速分析和处理来自交通网络中的所有资源、流程和业务系统的流媒体数据。分析的数据还会立即反馈到 CVA 数据模型中,以便该网络随着时间推移进行自我优化。操作员可以使用 TIBCO Live Datamart 提供支持的实时操作仪表板来监控此进度。

互联汽车案例研究

Dutch Railways 是荷兰主要的通勤铁路运营商,每天为 4,800 条国内计划线路上的 110 万名乘客提供服务。该公司运营和管理超过 800 辆列车。Dutch Railways 的交通网络中的每辆列车都拥有自己的车载信息系统,该系统每秒可产生大约 50 个遥测数据点。本质上,每辆列车都是一个持续生成实时数据的移动数据中心。但在过去,这些数据与 Dutch Railways 的主数据中心(托管了为铁路网络提供支持的后台业务系统)彼此隔离。该公司意识到,它的交通网络可以通过所谓的“虚拟列车”受益。虚拟列车是一种数字资产,它可以整合来自列车车载信息系统和 Dutch Railways 的后台数据中心的数据,从而为乘客和乘务员提供更好的见解。为了实现此目标,Dutch Railways 在主数据中心和每辆列车的车载信息系统内实施了 TIBCO CVA。在这两个案例中,TIBCO 软件均在英特尔® 处理器上运行,这些处理器提供了丰富的集成内存和闪存,以便为内存数据模型、流媒体分析和事件处理提供支持。现在,乘客和乘务员可以访问来自虚拟列车的信息。此信息包括全国列车位置的实时地图、指定列车上的哪些座位当前已被占用,等等。Dutch Railways 也开始将列车上的前摄像头连接至 CVA,这有助于识别铁路障碍或损坏的铁轨。视情况而定,可能会提示执行自动操作以停止列车或派遣乘务员进行维修。

互联汽车:从数据孤岛到数据共享

就像 Dutch Railways 向乘客和乘务员公开实时信息一样,可以通过一组标准 API 向合作伙伴共享来自互联汽车架构的数据。因此可以将实时数据用于多个方面,比如与维护和工程公司共享车辆遥测数据,或向第三方推销乘客信息。与名称的表义不同,互联车辆不是指的通信,而是尽快向利益相关方分发数据。借助现成组件的支持,新的交通网络架构可以实时实现此目的。

作者简介

Brandon Lewis

Brandon is responsible for Embedded Computing Design’s IoT Design, Automotive Embedded Systems, Security by Design, and Industrial Embedded Systems brands, where he drives content strategy, positioning, and community engagement. He is also Embedded Computing Design’s IoT Insider columnist, and enjoys covering topics that range from development kits and tools to cyber security and technology business models. Brandon received a BA in English Literature from Arizona State University, where he graduated cum laude.

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