覆盖接入2w+交通监测设备，EMQ为深圳市打造交通全要素数字化新引擎

覆盖接入2w 交通监测设备，EMQ为深圳打造交通要素数字化新引擎

加快建设交通强国，建设现代优质国家综合立体交通网络，是中国十九大以来的关键发展战略。

深圳市交通规划设计研究中心响应深圳市交通智能一体化物联网平台项目「数字中国」、「交通强国」战略实践探索承担着促进广东、香港、澳门湾地区发展、支持深圳试点示范区建设的重要使命，为广深创新走廊智能交通建设注入了原始动力，帮助广深创新走廊快速发展。

本文将分享该项目中基于 EMQ映云科技物联网基础设施框架建设实践经验。

项目背景

根据国家「交通强国」深圳市政府提出了相关战略方针「世界一流，国内第一，湾区引擎，城市典范」建设要求以交通与城市、交通与经济、交通与民生的数字共生关系为基础，构建交通要素数字化新引擎，提高大城市交通治理水平，实现以下目标：

通过一网统管、一网通办、一网协调「三网合一」,实时感知和监控整个城市发生的一切，快速响应；

围绕「绿色、方便、高效、安全」四个主题，打造高度智能化的社会，行的幸福感；

建设全要素数字化底座、全过程安全监管、全链条出行服务、海陆空铁枢纽联动、设施全周期监管五大先行示范建设,引领交通行业发展典范。

由深圳市交通规划设计研究中心（以下简称深圳市交通）的通用核心技术框架之一，由深圳市城市交通规划设计研究中心（以下简称深城交通)主导。部署在交通大数据平台和感知设备之间，主要由五个模块组成:设备管理、数据管理、安全管理、应用管理和系统管理。

平台主要综合管理和控制交通场景中的感知设备，实现设备的生命周期管理。

同时，基于感知技术，实时获取设备，与其他平台和系统进行联合计算处理和数据挖掘，实现各种感知设备的数据收集、数据处理计算、设备状态的统计防治。

业务挑战

深城交通物联网平台部署在交通大数据平台和传感设备之间，向下连接智能交通场景中的各种传感器、终端和基础设施运行监控节点；向上提供交通大数据平台和智能应用所需的数据和信息。

一般来说，深圳将在公路网、铁路网、航空网、水运网上建设另一个数据网和物联网，实现各道路、桥梁、公里轨道的数据采集，实现全球数据整合和全场景应用创新。

整个系统平台建设面临以下挑战：

多种接入方式：物联网平台不仅需要连接现有的监控平台，还需要通过直接访问、监控节点访问和计算节点访问来访问新设备。

协议类型众多:平台需要支持 MQTT、Modbus、HTTP 接入协议，实现数据收集和执行发布。

大量设备接入并发：本期平台需要支持接入 2 万路设备接入并预留 10 万设备连接能力，未来将扩大全市所有交通物联网设备的连接。

数据流通过程复杂：平台向下接入现场设备。收集到的数据需要在平台上进行分析、处理和转换，然后将设备数据发送到交通大数据平台、交通业务支持平台和运维平台。

数据解析任务繁重:平台需要支持标准化协议和非标准化协议解析,支持设备注册类信息解析、设备采集类消息解析、设备状态类消息解析。

解决方案

在智能交通物联网平台建设过程中，深城交通从接入设备数量、类型、覆盖协议数量、范围、平台未来兼容扩展能力等方面进行全面考虑，最终选择基于 MQTT 协议的 EMQ 建设物联网基础设施整体解决方案。

自上世纪 90 自年代发布以来，MQTT 协议轻、简单、开放、易于实现和支持 QoS 成为设备和服务多样化的物联网应用场景的首选协议。

接近全球下载量 2000 万云原生分布式 MQTT 消息服务器，EMQX 提供一体化分布式 MQTT 强大的新闻服务 IoT 实时数据移动、处理和集成高可靠性和高性能的物联网。

以 EMQX 帮助深城交通通过核心物联网数据基础设施 MQTT 该协议实现了深圳城市交通中大量物联网设备的访问管理和数据收集和传输。

借助 EMQX 解决物联网平台面临的高性能、高可用性平台面临的高性能、高可用性挑战；强大的云原生能力，支持各种环境部署，提供丰富 API 此外，内置强大的规则引擎支持包括 MQTT-SN、 CoAP、LwM2M 各种主流物联网协议，一些非因特网协议(如 Modbus),无缝数据收集也可以通过边缘产品来解决异构设备数据访问的挑战。

借助 EMQ 深城交物联网平台具有以下能力：

多种安全接入方式

针对支持 MQTT 通过协议传输数据的直接连接设备、监控节点设备的接入和边缘计算设备，制定标准统一的通信协议和数据格式 Intel X86 云原生分布式物联网消息服务器 EMQX 物联网提供的开放标准 MQTT 协议连接支持 ,为现有系统平台完成新设备的接入，通过集成 EMQ 开放云协同管理平台 SDK 实现系统对接和数据传输。

同时,通过 TLS/SSL 或 QUIC 保证和多元化的认证机制 MQTT 服务器 EMQX 包括用户名/密码，LDAP、JWT、PSK 和 X.509 安全通信包括证书，以确保数据的安全和隐私。

一站多协议轻松对接

EMQX 提供各种开放 SDK 多协议访问平台和设备。

在设备端使用 EMQ 边缘工业协议网关软件 Neuron 将各种工业协议转化为标准 MQTT 协议,配合 EMQX,实现 Modbus、CoAP 接入各种协议。

同时,Neuron 基于一站式网关配置管理、标准工业报警处理、边缘规则处理引擎 Web 人机界面也极大地简化了网关软件的开发过程，提高了整个系统平台的对接效率。

并发连接大量设备

EMQX 高可用性和分布式集群架构可支持数百万至数亿的并发连接，为大型设备连接提供了稳定可靠的平台接入层能力。

为实现 2 万路设备网平台采用微服务技术架构，部署多套数据计算服务和数据存储服务，扩大接入设备数量，理论上可以支持 10 为未来设备接入提供定制协议适应和数据分析，满足未来可能的接入需求。

低代码数据处理与集成

通过 EMQX 基于 SQL 语句的强大规则引擎和数据桥接功能，无需编写代码即可实现一站式 IoT 物联网数据提取、过滤、转换、存储和处理的灵活集成 MySQL、ClickHouse 实现数据的持久存储 Kafka 或其他消息队列，实现数据共享管理。

借助规则引擎「新闻重新发布」还可以实现物联网平台各功能板块之间数据的流通，避免数月的工程开发，快速实现数据应用集成。

高效数据解析

通过内置的 Schema Registry 实现对 JSON、Avro、Protobuf 格式 MQTT 解决了物联网平台标准化协议和非标准化协议分析、设备注册信息分析、设备收集信息分析、设备状态信息分析和各种结构类型的数据分析，实现了物联网平台添加定制分析脚本，数据分析处理，大大降低了数据分析的门槛，降低了研发工作量。

物联网基础设施的整体框架

方案成果

深城交通平台构建了五个核心业务子系统：设备接入、设备管理、数据管理、数据共享和平台安全，实现数据技术、内部应用和外部协调「三个一体化」,大大提高了超大城市的交通治理水平和系统能力。

建立规范标准

建立交通设施信息化相关协议标准，开辟现有监控平台数据壁垒，统一各类设备监控数据格式，为后期市物联网平台建设提供交通设备行业协议参考。

接入大量设备

本期物联网项目接入大量监控设备，增加设施监控系统的覆盖率，覆盖设施总量 113 座,设备 2 一万多，预留 10 万设备连接能力为深圳市交通局综合项目提供物联网设备基础数据保障和后期扩展能力保障。

大量数据存储和分发

实现了 3 保存周期内的总大小约 10.1TB 的 1466 存储数据监设备监控数据。

高性能、低延迟、高可靠、低延迟和高可靠性解决方案确保了双向实时数据的顺利移动，并灵活分发给其他业务系统，以满足物联网业务中的各种数据需求。

根据数据类型访问的各种信息 Backend 高速存储至 Redis、MySQL、PostgreSQL、MongoDB 、DynamoDB 等待主流数据库。各种信息也可以桥接 RabbitMQ、RocketMQ 等待消息队列和 Kafka 或 Pulsar 等流处理引擎或其他支持标准 MQTT 协议的企业信息服务器。

安全可靠的物联网平台

通过智能交通物联网平台的建设，将具备多重认证机制的安全认证能力，确保设备访问、数据存储、平台访问等方面的安全管理。

交通工业模型体系

借助 EMQ 物联网数据基础设施软件提供的物模型能力,建立了一整套基于设备属性、服务、事件的交通行业物模型,建立了边缘设备与云端进行数据规范化交互和管理流程。

交通工业加工算法库

借助 EMQ 物联网数据基础设施提供的编解码能力和流量计算能力实现了对各种物联网设备监控数据的处理和分析，建立了成熟的智能交通数据处理算法库，释放流量数据的实时价值和历史数据价值。

“EMQ 所倡导的物联网基础设施理念和相应的产品能力非常符合深圳城市交通一体化智能平台对物联网框架的需求。 EMQ 物联网基础设施框架统一连接、移动、处理、存储和分析云端数据，我们实现了大量的物联网数据收集和用展现,解决了系统建设面临的关键问题。”

-深圳城市交通规划设计研究中心交付总监 许华杰

未来展望

海量数据进行采集后,如何合理针对海量流式数据进行实时分析和处理成为了系统建设的关键。

EMQ 发布的 HStreamDB 是一个专为物联网流式数据设计的数据库。不同于其它数据库系统将静态的数据集(表或文档等)作为基本的存储和处理单元,HStreamDB 以动态的连续数据流作为基本对象,以实时性作为主要特征,支持高效存储和管理大规模流数据以及在动态变化的数据流上进行复杂的实时分析。

HStreamDB 的实时数据存储与分析能力,结合 EMQX 提供的海量数据采集与处理能力,将支持深城交进一步构建更加完备的城市智慧交通的物联网平台,为深圳市交通系统规划与管理提供可靠的数据支撑。

客户简介:

深圳市城市交通规划设计研究中心(简称“深城交”)创建于 1996 年,一直以来是深圳市委市政府重要的交通决策支持科研机构,行业前沿的科技创新带头单位。近年来,深城交立足深圳、引领行业、服务全国,业务范围已覆盖全国 30 多个省市,120 余座城市,改善超过 6 亿人出行。目前已在创业板挂牌上市,股票代码:301091.SZ。

深城交致力于提供先进的城市交通技术与服务,提供以大数据分析为基础、以协同规划为引领、以综合设计为支撑、以系统集成为实践、以智慧运营为反馈的城市交通整体解决方案。

经过 20 多年发展,深城交在资质等级、人员规模、专业类别上于国内城市交通专业研究机构中处于领先地位。#EMQX#EMQ#