先進(jìn)的交通信息平臺框架設(shè)計及問題分析

錢寒峰/國家發(fā)展改革委綜合運(yùn)輸研究所

先進(jìn)的交通信息平臺框架設(shè)計及問題分析

錢寒峰/國家發(fā)展改革委綜合運(yùn)輸研究所

在當(dāng)前城市交通擁堵日益嚴(yán)重，交通污染日益加劇的背景下，智能交通的作用日益凸顯。先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分之一，建設(shè)交通信息平臺是交通信息化工作的基礎(chǔ)。文章分析了交通信息平臺的組成和構(gòu)架，并指出交通信息平臺建設(shè)中面臨的主要問題。

智能交通、交通信息、數(shù)據(jù)處理

先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)（Advanced Traffic Information System，簡稱ATIS）是智能運(yùn)輸系統(tǒng)重要組成部分，也是發(fā)展智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。ATIS通過設(shè)置在道路、車等上的各種檢測器采集交通信息，通過傳輸設(shè)備將采集的交通信息傳到信息中心，由交通信息中心對信息加以處理后向外界發(fā)布，供道路交通的使用者、管理者和研究者使用。ATIS是個復(fù)雜的系統(tǒng)，需分析其組成、構(gòu)架及建設(shè)中面臨的問題。

一、先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)的組成

ATIS主要有四個部分組成：外場交通信息采集子系統(tǒng)、、交通信息傳輸子系統(tǒng)、交通信息中心的信息處理子系統(tǒng)、交通信息發(fā)布子系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)流程，首先由外場信息采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集交通信息，通過信息傳輸系統(tǒng)將信息傳輸?shù)叫畔⒅行牡奶幚硐到y(tǒng)。然后由交通信息中心的信息處理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對交通信息應(yīng)用挖掘、融合等方式進(jìn)行處理并存儲在數(shù)據(jù)庫中，最后由信息發(fā)布系統(tǒng)將信息發(fā)送到客戶端。

1.交通信息采集子系統(tǒng)。交通信息采集子系統(tǒng)對交通實(shí)時狀況和靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，并將采集后的信息存儲在交通信息數(shù)據(jù)庫中，提供給信息中心和其他子系統(tǒng)共同使用。先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)的信息來源主要有幾個方面：道路等動態(tài)交通信息、靜態(tài)交通信息和其他交通信息。

2.交通信息傳輸子系統(tǒng)。對于交通工程師而言，交通信息傳輸子系統(tǒng)在交通信息系統(tǒng)中不是關(guān)注的重點(diǎn)，但它是實(shí)現(xiàn)交通信息系統(tǒng)功能不可缺少的重要環(huán)節(jié)。交通信息傳輸子系統(tǒng)主要是通過光纖、電纜、微波等傳輸媒介，在交通信息采集點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫之間以及數(shù)據(jù)庫與信息發(fā)布子系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)、語音和圖像等信息。在行業(yè)內(nèi)部的交通信息傳輸可使用專用網(wǎng)絡(luò)，對公眾進(jìn)行交通信息發(fā)布時可以考慮用公網(wǎng)。

3.交通信息處理子系統(tǒng)。交通信息的分析處理是在交通信息中心完成，交通信息中心是整個交通信息系統(tǒng)的中樞，通過對來自線圈檢測器、浮動車、交通管理人員等信息的加工處理，生成有效的發(fā)布信息。同時建立公共數(shù)據(jù)平臺，供各子系統(tǒng)查詢。交通信息中心依賴于一個實(shí)時、統(tǒng)一的交通信息數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)由不同的信息采集方式獲取。交通信息的分析處理主要是基于交通工程的相關(guān)模型和算法，再運(yùn)用各種先進(jìn)的信息處理技術(shù)將采集到的交通信息進(jìn)行處理得到全面可靠的交通信息。

4.交通信息的發(fā)布子系統(tǒng)。信息發(fā)布系統(tǒng)是把各種交通信息通過各種傳播媒介實(shí)時地傳遞給信息的需求者。交通信息發(fā)布子系統(tǒng)分為兩部分，一部分是為交通管理人員使用的內(nèi)部信息發(fā)布，主要是通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供交通信息，為管理決策、控制協(xié)調(diào)、勤務(wù)組織、緊急事件處置等服務(wù)。還有一部分是對外交通信息發(fā)布，主要是面對一般的出行者。常用的對外交通信息發(fā)布方式主要有：傳統(tǒng)媒體信息發(fā)布（廣播和電視）、移動通信信息發(fā)布、現(xiàn)場LED顯示屏信息發(fā)布和互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布。

二、交通信息系統(tǒng)平臺的框架設(shè)計

隨著交通信息化工作的推進(jìn)，我國很多城市都建立了先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)。這些系統(tǒng)自身需要完善的同時，系統(tǒng)之間也存在一定的問題，諸如數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)的冗余浪費(fèi)等問題，為了解決這些問題必須建立交通共用信息平臺，建立交通共用信息平臺的必要性主要有以下幾個因素決定：

首先，各個交通信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)類型有很大的差異，相互之間沒有良好的信息通道，容易形成信息孤島。其次，各個交通信息系統(tǒng)存儲了大量交通信息數(shù)據(jù)，缺少對數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的整合和挖掘，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的冗余和浪費(fèi)，而構(gòu)建交通共用信息系統(tǒng)平臺對多種來源且不一致的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，用以保證系統(tǒng)所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性，避免數(shù)據(jù)冗余。

交通共用信息系統(tǒng)平臺的框架設(shè)計如圖1所示。最底層虛線框?yàn)樾畔⑵脚_的數(shù)據(jù)獲取層，主要負(fù)責(zé)從各部門和智能交通各個系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)。為了保證信息平臺獲取充分和有效的交通數(shù)據(jù)，必須從平臺角度出發(fā)，制定統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)，確定需要從子系統(tǒng)中提取信息的種類和要求，并完成各接口的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)平臺與各子系統(tǒng)間的友好銜接。

中間的虛線框?yàn)榻煌ㄐ畔⒅行?，交通信息中心主要?fù)責(zé)對來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。信息中心利用數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)深加工等技術(shù)采集的原始交通數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成有效信息并實(shí)現(xiàn)各個交通信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交

換，并對各個交通信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合以及功能集成，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。同時，交通信息中心可以將共享的數(shù)據(jù)、融合的信息和挖掘的知識提供給多個用戶對象，包括內(nèi)部用戶和外部用戶，從而實(shí)現(xiàn)交通信息的增值業(yè)務(wù)。

圖1 交通信息平臺的框架設(shè)計

圖1兩側(cè)為交通共用信息平臺的信息發(fā)布對象，交通信息的發(fā)布有對內(nèi)信息發(fā)布和對外信息的發(fā)布，對內(nèi)信息發(fā)布主要是面向交通管理人員，對外信息發(fā)布主要是面向道路交通的使用者。對內(nèi)部用戶，交通管理者可以利用發(fā)布的交通信息，進(jìn)行有效的進(jìn)行交通流的預(yù)測、調(diào)配、控制，使整個交通系統(tǒng)的有序、高效地運(yùn)行，提高了路網(wǎng)的通行能力，減少交通堵塞和交通事故的發(fā)生。而對外部用戶，出行者或駕駛員在出行前就可以通過查詢得到相關(guān)的交通誘導(dǎo)信息，將使他們有很好的計劃準(zhǔn)備，可以選擇最佳的出行方式、出行時間、出行路線，可以改變其出行計劃。在途中獲得的交通信息可以協(xié)助駕駛員或出行者及時獲得沿途的交通信息，使他們能夠及時選擇最佳的行車路線。

三、交通信息系統(tǒng)及平臺建設(shè)面臨的問題

1.實(shí)現(xiàn)交通信息資源的溝通和共享。近年來，很多城市在交通信息化建設(shè)方面的投入很大，但目前交通信息化建設(shè)方面還存在著很多不足。交通管理部門雖然在運(yùn)用高科技手段管理交通方面做了大量工作，擁有多種交通數(shù)據(jù)采集方式，但采集來的數(shù)據(jù)缺乏有效的數(shù)據(jù)處理和發(fā)布途徑，因而在城市交通管理的實(shí)踐中效果不夠明顯。同時由于交通管理體制的不同，使智能交通各個系統(tǒng)由不同部門開發(fā)建設(shè)和運(yùn)營管理，條塊分割現(xiàn)象嚴(yán)重，造成了各部門應(yīng)用系統(tǒng)間信息共享和交互訪問的困難，已經(jīng)建設(shè)的各個系統(tǒng)依然處于信息孤島的狀態(tài)，信息不暢和管理手段落后是制約交通信息技術(shù)發(fā)展的突出矛盾。有鑒于此，迫切需要利用作為高新技術(shù)的信息與通信技術(shù)改造交通信息管理的傳統(tǒng)服務(wù)方式，促進(jìn)新型道路運(yùn)輸服務(wù)體系的形成。建設(shè)城市智能交通信息平臺，要實(shí)現(xiàn)在不改變現(xiàn)有管理體系和利益格局的條件下，達(dá)到整體協(xié)調(diào)，并充分實(shí)現(xiàn)交通信息共享，信息共享是交通信息系統(tǒng)的命脈，為了實(shí)現(xiàn)信息共享，系統(tǒng)設(shè)計不但要重視系統(tǒng)核心的研究開發(fā)，而且要重視與各子系統(tǒng)之間的相互銜接關(guān)系，使分屬不同部門的信息能夠?yàn)樗袑υ撔畔⒂泻侠硇枨蟮牟块T所用。為了實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的信息共享，信息系統(tǒng)在設(shè)計之初就需要確定系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范各子系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，確定統(tǒng)一的信息流通機(jī)制。

2.實(shí)現(xiàn)對多源數(shù)據(jù)的融合處理。由于長期以來智能交通數(shù)據(jù)采集的各個系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行、平臺各異、數(shù)據(jù)采集存取方式也各不相同，使得對信息平臺有價值的數(shù)據(jù)分布在不同部門，不同物理位置，導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式差異很大。因此必須運(yùn)用一種有效的方法合理協(xié)調(diào)多源數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)融合技術(shù)是一種可滿足該要求的良好工具。數(shù)據(jù)融合能協(xié)同利用多源信息，以獲得對同一事物或目標(biāo)的更客觀、更本質(zhì)認(rèn)識的信息綜合處理技術(shù)；它比直接從各信息源得到的信息更簡潔、更少冗余、更有用途。利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究如何加工、聯(lián)合來自不同信息源的交通信息，并使不同形式的交通信息相互補(bǔ)充，為實(shí)現(xiàn)交通功能服務(wù)，使交通信息量得到最大限度發(fā)揮，減少數(shù)據(jù)冗余，提高在多變環(huán)境中正確決策的能力。

[]吳建，陸建.城市智能交通管理綜合信息平臺研究.第一屆中國智能交通年會論文集.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2005. 309-314.

[2]郭繼孚等.北京市交通綜合信息平臺示范工程項(xiàng)目研究和建設(shè).交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2004,4（3）：7-10.

[3]楊佩昆.智能交通運(yùn)箱系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu).上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2001.

[4]閆鳳良，董寶田.綜合交通信息系統(tǒng)平臺的構(gòu)建.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2006,（5）：98-100.

[5]謝振東，章威，徐建閩.ITS共用信息平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用，2002,32（8）：62-6.