近期2023高速公路收费系统国产化改造关键技术研讨会暨陕西西镇高速现场会在西安召开。此次会议由中国公路学会主办，《中国公路》杂志社、《中国交通信息化》杂志承办。交通运输部公路院中交国通公司董事长孟春雷作题为《信创环境下高速公路机电设施的建设发展》的报告。以下为孟春雷的主要报告内容，《中国交通信息化》作了不改变原意的编辑及整理。
当前随着国外科技制裁与核心技术出口限制的升级，我国科技产业自主化亟需从应用层面发展到核心技术。无论是通用IT设施还是专用IT设施，信创发展既有政府驱动，也有企业自我驱动。以下通过研发过程约束、信创发展途径、信创政策环境、信创发展现状、信创发展需求、行业信创之路六个方面进行探讨。
01 研发过程约束
在当前背景下，国内高速公路行业通用信息设施与专用设备开发均受到一定约束。无论是基础设施中的GPU服务器，还是专用开发设备中音视频处理、数据采集、功率处理等芯片均在一定程度上受到约束，导致了相关产业链企业在成本、时间和工作难度的大幅提升。
02 信创发展途径
“信创” 全称为信息技术应用创新。2016年3月，24家专业从事软硬件关键技术研究及应用的国内单位共同发起成立一个非营利性社会组织，并将其命名为“信息技术应用创新工作委员会”，简称“信创工委会”。一般说来，信创全产业链包括硬件的CPU、GPU和软件的BIOS、操作系统、数据库、中间件、办公软件等多个环节。
智慧公路不能是为了智慧而智慧，而是要为了交通而智慧。同样，智慧公路不要变成IT技术的堆叠，不要简单被IT技术牵着鼻子走，而是应该选择、创新和定义IT技术。对现成的IT技术可以拿来主义，但要进行部分修改与重构；如果缺乏现成的IT技术，则要敢于创新，敢于探索无人区。在国产化的问题上要有定义IT的思路，基于专用芯片的架构定义功能最后实现产品。
03 信创政策环境
国家“十四五”规划的编制原则中明确提出了坚持系统观念，在国家最顶层的发展战略性政策文件中提出系统观念，足以说明其重要性和指导性。当前的国产化是一个复杂的系统问题，同样需要系统观念，一方面需要肯定国产化过程中的努力与成果，另一方面仍要认识到不足与问题，不能一叶障目，也不能自我否定，当前需要更加系统地进行思考。总之，既不要盲目乐观，也不能盲目自大。
从十九大到二十大，可以看出更加脱虚向实，这也是信创工作需要秉持的。未来进行的是现代产业体系建设，并非一颗芯片、一个服务器、一个数据库进行国产化后，就可以解决整个链条的问题。未来需要依靠自主创新能力才能打赢这场关键核心技术的攻坚战。
对于数字赋能，需要统筹国内国际两个大局、办好发展安全两件大事，需要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式。在具体任务方面，一是加强关键核心技术攻关，二是加快新型基础设施建设，三是推动数字经济和实体经济融合发展，四是推进重点领域数字产业发展，五是规范数字经济发展，六是完善数字经济治理体系，七是积极参与数字经济国际合作。当然，要脚踏实地、因企制宜，不能为数字化而数字化，而是要为了业务而数字化。
软件是新一代信息技术的灵魂，是数字经济发展的基础，是制造强国、网络强国、数字中国建设的关键支撑。在新的时代背景下，政策紧跟持续催化信创建设。2021年11月30日，《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》发布，《规划》提出要壮大信息技术应用创新体系，开展软件、硬件、应用和服务的一体化适配，逐步完善技术和产品体系，推动软件企业建立产品质量全生命周期保障机制，通过开展信息技术应用创新产品测试，促进技术创新和产品迭代。2022年9月国资委79号文，规定国企、央企须在2027年完成信创全替代，“2+8+N”落地体系全面打开。
04 信创发展现状
目前主要国产厂商可以分为应用软件（包括流式软件、版式软件、OA、ERP等），云、基础软件（包括数据库、操作系统、中间件）、基础硬件（包括整机、芯片等）与信息安全等多种类型。
• 芯片与服务器
硬件是实现全产业链自主可控的基础，核心关键硬件可分为芯片层（CPU、GPU、存储等）及整机层（PC、服务器、打印机等），硬件产业链整体仍属于生产制造业且已发展多年，因此上下游厂商往往存在较为密切的股权/业务关系。
• 操作系统
在操作系统方面，国产操作系统体系初步形成。平滑替代、生态构建是国产操作系统的发展及完善方向。聚焦我国信创领域，开源Linux能够降低国产操作系统开发的技术门槛，与CPU架构兼容基本无难点，但仍然要加强与上层应用软件的适配。
• 数据库
现阶段国内市场上，海外巨头仍然占据较大市场份额，但随着云趋势和国产化进程推进，国内厂商的成长空间逐步扩大。国内市场的主要参与者为海外数据库巨头，国内公有云厂商，主流IT设备商，传统四大数据库国展厂商及新兴数据库厂商。
• 中间件
中间件可以分为基础中间件、集成中间件和行业领域应用平台。三大基础中间件包括交易中间件、消息中间件和应用服务器中间件。
交易中间件：主要作用是高效传递交易（事务）请求，协调事务的各个分支、保证事务的完整性，调度应用程序的运行，保证整个系统运行的高效性。
消息中间件：用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，实现在不同平台之间通信、跨平台数据传输以及应用程序之间的协同。
应用服务器中间件：应用服务器主要应用于Web系统，位于客户浏览器和数据库之间，其主要作用为把商业逻辑（应用）暴露给客户端，同时为商业逻辑（应用）提供的运行平台和系统服务，并管理对数据库的访问。应用服务器为Web系统下的应用开发者提供了开发工具和运行平台。
• 云基础设施
信创云的主体是国产化的IT基础软硬件解决方案。“信创云”是近两年基于信创背景下提出的特殊概念，强调的是搭建云体系的软硬件的国产化或是基于稳定产品的深度开发——软硬件包括云服务器及其组成部件、云平台软件、云桌面操作系统以及上层应用软件，甚至在实际项目中还涵盖了PC、办公设备等“非云”硬件。完整的全国产化信创云事实上包括了IT系统各方各面的主要组件，但就目前的发展阶段而言，还未能实现100%的国产化。
• 信息安全
信息安全产品涵盖网络安全、终端安全、安全管理、数据安全、身份与访问管理、应用安全、业务安全、安全支撑工具等。信息安全服务包括安全咨询、安全运维、安全评估、应急响应、新技术服务等。新兴领域安全则包括云安全、大数据安全、移动安全、物联网安全、工控安全。
05 信创发展需求
当前信创发展主要面临着三方面挑战：一是部分产品与国外仍有明显差距；二是生态薄弱，适配工作繁重；三是专用解决方案需要研究突破。
面临挑战一：部分产品与国外仍有明显差距
部分领域核心技术仍待突破，确保产业安全、支持前沿发展。通过部分自主创新的软硬件与国外先进产品对比可以发现一些特点。比如，工业软件在研发设计类在算法、先进工艺支持、工具完整性等方面差距较大，经营管理类中在高端市场的业务模型、功能丰富度方面有较大差距。
面临挑战二：生态薄弱 适配工作繁重
经过3年的大力发展，信创基础软硬件的基本性能已满足日常办公所需，应用软件厂商也受自主创新的感召积极投入信创产品的开发与适配工作中，信创产品的整体可用性逐步提升。但是，随着信创由党政向金融、电信、电力、交通等行业拓展，由一般应用向业务应用推进，用户的需求差异性加大、业务场景的复杂性提升，加剧了原有系统的迁移、历史软硬件的兼容、行业特色软件的使用等与信创产品生态薄弱相关的固有问题。一个应用往往要面对芯片、操作系统、数据库、外设、开发环境等多种组合的软硬件环境，在不同场景中开发、测试，并在实际业务中验证、迭代后才能相对成熟。面对行业客户的需求增长，信创厂商的适配工作细碎且繁重，产业发展对信创厂商的产品、方案、服务等能力提出了更高要求。
面临挑战三：专用解决方案需要研究突破
信创的发展需求侧重两条线：一是在专用功能研发方面，面向芯片、操作系统的解决方案定位优势功能；二是在技术优化升级方面，基于目前面临的问题与现状，增加基础实力，调整算力要求、优化软件算法。
06 行业信创之路
在当前背景下，高速公路可信安全有其必要性：一是高速公路作为核心重资产、重要基础设施，高速公路系统的安全是未来市场重点发展趋势；二是高速公路的用户群体已成为我国主要用户群体，确保驾乘人员通行体验的同时，确保海量数据信息的安全性已成为当前重点任务；三是大量的道路设备、终端设备和服务器集群，产业链跨度广，利润增长点丰富。
当前交通信息系统国产化切入点主要关注五个方面：一是架构方面，当前系统CPU为X86架构，CPU多为Intel、奔腾等国外厂商；二是国产操作系统的应用，加强自主可控；三是工控机、服务器方面；四是收费系统业务软件，目前已较为成熟，但仍需加强适配国产化操作系统；五是外设，相对国产化居多，但缺少统一标准的物联网协议。
当前交通业务仍然面临一系列挑战：一是系统自主可控，信息安全等级有待提升；二是存在过度依赖、被攻击、限制使用、切断货源等多种风险；三是亟需掌握关键核心技术，拥有自主知识产权。新一代国产自主可控高速公路信息系统框架如下图所示。
新一代国产自主可控高速公路信息系统框架
对于高速公路信创行业发展，可以重点关注“超融合虚拟化”，这对于公路系统信息化和收费是一个较好的发展路线。据了解，多个省份收费国产化方案也较多采用了超融合虚拟化，实现了对服务器数量、服务器效果应用、服务器出现故障之后的冗余能力的提升，从而支撑超融合的高度标准化产品体系（包括服务器虚拟化、虚拟化平台、超融合一体机、云管理平台、安全文档云、云中间件），从而基于计算能力需求支撑建设有实际功能、解决实际需求的基础设施。超融合云控基础设施平台架构如下图所示。
超融合云控基础设施平台
总之，从生产研发系统的生产研发系统来看，要从“有没有”走到“好不好”，再审视“有没有”的问题。当前需要给予我国生态体系中的企业更多的包容，支持真做事、做真事的原厂发展；还要把通用和专用融合好，完善生态体系，小步快跑，尽可能实现某些功能的全场景闭合。信创未来任重而道远、前景可期。
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作者 | 孟春雷(交通运输部公路院中交国通公司董事长)
来源 | 2023高速公路收费系统国产化改造关键技术研讨会暨陕西西镇高速现场会
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