龙湖千丁基于 ACK@Edge 的云原生智慧停车系统架构实践

2023-01-11
浙江
本文字数：1861 字
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作者：蔡佩、刘涛

在物联网、大数据、云服务等的快速发展及规模化应用下，今天，大量在日常生活中产生的数据可以被更好地连接和利用，为智能设备的运转提供支持，在推进社会高效协作，建设有温度、有速度的智慧生活中发挥价值。

龙湖千丁是国内最早一批参与智慧城市、智慧社区建设的高科技企业，已被纳入“专精特新”、国家高新技术认证企业名录等。龙湖千丁专注社区、商业、公寓、园区等空间化智能解决方案，以 AI+大数据驱动业降本增效，为高效、节能与安全加码。智慧停车是龙湖千丁生活服务的主要场景之一。依托龙湖千丁停车云系统，千丁智能已为全国范围内自有及托管的 1000+车场的智慧停车业务提供统一的车管解决方案。随着服务规模的不断扩大及用户需求的快速变化，系统挑战也随之而来。

智慧停车场景下的应用管理挑战

具体来说，龙湖千丁停车云是一套以停车和管理服务为核心，全面整合停车管理问题的智慧化停车系统，结合车牌识别一体机、道闸、停车对讲立柱等 IoT 设备的协同，实现社区车库智慧通行。业主可通过线上登记车牌、月卡车辆信息、预约登记客车牌信息等操作，享受出行自动抬杆放行等便捷高效的停车管理服务。

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图 1：龙湖千丁停车云系统架构

不难看出，智慧停车场业务对于服务响应速度的要求非常高，并且有大量近场传感器、控制设备等需要协同管控。如果完全依赖传统的中心云模式，势必会为边缘应用的管理带来一系列挑战：

网络通信问题：各个车场地理位置位置分散，彼此网络隔离，车场内的计算资源无法直接被公网访问，无论是业务发布，还是问题排查，往往需要相关人员现场处理。业务的开发、测试、升级和运维面临巨大挑战。
异构环境差异：绝大部分车场的节点环境为 Windows PC 服务器，且车场之间的业务部署环境差异较大，如何屏蔽底层环境差异，确保业务平稳运行也是需要重点解决的问题。
应用发布效率：不同接入平台的运营主体不同，且用户需求更迭频繁，需要根据业务特点实现分批发布、灰度发布，在保证业务的稳定运行的同时提高发布效率。

基于 ACK@Edge 的边缘云原生智慧停车系统实践

为了解决以上问题，龙湖千丁停车云平台通过阿里云边缘容器服务 ACK@Edge 提供的标准 Kubernetes 服务以及云边一体化协同解决方案。

阿里云边缘容器（ACK@Edge），依托 ACK 托管服务构建，打造通用的边缘容器云原生基础设施。基于主流云原生非侵入式设计原则，实现云边端一体化。阿里云边缘容器采用原生与插件化组合方式，非常利于业务快速集成及扩展，且不会增加额外的边缘资源成本和维护成本。在方案选型对比过程中，龙湖千丁对于 ACK @Edge 的如下特点也很感兴趣：

支持云端托管，帮助用户快速构建边缘计算的云原生基础设施。
支持丰富的应用场景，包括边缘智能、智慧楼宇、智慧工厂、音视频直播、在线教育、CDN 等。
支持多种边缘计算资源的快速接入，包括 IoT 网关设备、端设备、CDN 资源、自建 IDC 资源等。
支持丰富的异构边缘节点资源，包括自建 IDC 资源、ENS、IoT 设备、X86、ARM 架构等；并支持异构资源的混合调度。
面向边缘计算弱网络连接场景，提供节点自治和网络自治能力，保证边缘节点和边缘业务的高可靠运行。
提供边缘单元管理、单元化部署、单元流量管理能力。

方案的整体架构和实现功能如下所示：

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图 2: 基于 ACK@Edg 的云边一体化协同解决方案

云端管控：只需一条命令，即可快速将节点接入到 ACK@Edge 提供的标准 Kubernetes 集群中，通过云端实现地域分布的计算资源统一管理，通过云端进行统一的应用分发。
单 元化发布：根据业务特点，划分不同的节点池，不同车场的算力接入不同的节点池，从而形成不同的发布单元。通过选择不同的发布单元，实现分批发布、灰度发布。
云端运维，远程调试：借助 ACK@Edge 提供的 Tunnel 通道，可以让开发运维人员快速查看容器日志和进入容器调试。
边缘自治：借助 ACK@Edge 的边缘自治能力，可以在云边网络断开、主机重启这种极端情况下，保证本地边缘服务器上的业务能正常运行。

效果 &价值

结合龙湖千丁自研的新版停车云系统以及 ACK@Edge 提供的标准 Kubernetes 服务以及云边一体化协同解决方案，整体来看，边缘部署时间成本由 1 天缩短到 3 小时，将之前的手动升级方式迭代为自动 OTA 升级，升级时间由 3 小时缩短到 5 分钟，计算下来每年节约 740 人天。 具体表现为：