物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系研究

王東柱，楊 琪，王笑京

（1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京 100088；2.國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100088）

物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系研究

王東柱1，2，楊 琪1，2，王笑京1，2

（1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京 100088；2.國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100088）

物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系涵蓋交通運(yùn)輸多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)框架難以清晰、合理地表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)間的層次關(guān)系。在參照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，首次提出了一種基于二維結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)。首先，在明確標(biāo)準(zhǔn)體系定位及與其他標(biāo)準(zhǔn)體系關(guān)系的基礎(chǔ)上，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)交通應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，確定了滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的標(biāo)準(zhǔn)體系的層次分類(lèi)內(nèi)容；其次，提出了二維的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)框架，即橫軸以應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)，縱軸對(duì)應(yīng)作用功能分類(lèi)，形成包括術(shù)語(yǔ)、數(shù)據(jù)元、標(biāo)識(shí)、采集、傳輸、管理、信息安全等層次的標(biāo)準(zhǔn)體系框架，從而解決了傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架中的多應(yīng)用領(lǐng)域共性標(biāo)準(zhǔn)較多時(shí)造成的領(lǐng)域之間標(biāo)準(zhǔn)交叉、重疊時(shí)難以清晰合理表達(dá)的問(wèn)題；最后，給出了標(biāo)準(zhǔn)體系表示例。

物聯(lián)網(wǎng)；交通工程；標(biāo)準(zhǔn)體系；基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今世界具有較大發(fā)展?jié)摿Α⑼ㄓ眯暂^廣、滲透性較強(qiáng)的高新技術(shù)之一，它是指通過(guò)射頻識(shí)別、傳感器網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮自身價(jià)值和優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)支撐。

交通運(yùn)輸行業(yè)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是解決交通領(lǐng)域“信息孤島”的根本途徑，也是不同交通系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和互操作的基礎(chǔ)。要推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化首先要制定物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系?？茖W(xué)、合理的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系不僅可以為物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定提供指導(dǎo)，推動(dòng)我國(guó)交通應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，而且有助于解決交通物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)缺乏體系、技術(shù)點(diǎn)零散、標(biāo)準(zhǔn)互通困難等問(wèn)題。

國(guó)際上與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)交通領(lǐng)域應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化主要是智能交通標(biāo)準(zhǔn)化。美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家目前正處于產(chǎn)業(yè)化形成和大規(guī)模應(yīng)用階段，它們都將智能交通標(biāo)準(zhǔn)化工作作為當(dāng)前的重點(diǎn)工作推進(jìn)。美國(guó)的技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究主要采取自上而下的模式：首先從智能交通系統(tǒng)的體系架構(gòu)入手，然后引出各子系統(tǒng)功能，其中體系框架中的邏輯框架和物理框架定義了用戶需要、接口及數(shù)據(jù)流，是美國(guó)制定智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)[1]。歐洲由于國(guó)家較多，在制定標(biāo)準(zhǔn)中更注重智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)建研究和標(biāo)準(zhǔn)化，制定CALM、智能交通參考架構(gòu)等[2-3]，依據(jù)這些架構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)展計(jì)劃，重點(diǎn)研究電子收費(fèi)、短程通信、信息管理、交通安全等標(biāo)準(zhǔn)[4]。日本智能交通系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化主要集中在交通信息服務(wù)、電子收費(fèi)、公共交通、商業(yè)車(chē)輛管理及緊急車(chē)輛優(yōu)先等方面。

目前，國(guó)內(nèi)智能交通方面已經(jīng)有不少標(biāo)準(zhǔn)，但與物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)缺乏，還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的滿足物聯(lián)網(wǎng)交通應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)體系，影響了物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，導(dǎo)致智能交通物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中互聯(lián)互通困難。

物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系的制定成為“物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作組”的重要工作之一，即提出全面成套、層次結(jié)構(gòu)合理的物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，明確標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)發(fā)展方向，為未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂規(guī)劃和計(jì)劃提供依據(jù)和指導(dǎo)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)在交通領(lǐng)域的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

本文將明確標(biāo)準(zhǔn)體系的定位和覆蓋范圍，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用特征和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用需求確定標(biāo)準(zhǔn)體系的層次分類(lèi)和內(nèi)容，借此提出物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系的總體框架和各分領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)框架，給出標(biāo)準(zhǔn)體系表的定義和內(nèi)容。

1 物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系的定位及覆蓋范圍

明確物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系的定位及其覆蓋范圍，才能更好地把握標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)成內(nèi)容和層次關(guān)系。

1.1 定位及覆蓋范圍

在研究和制定物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)應(yīng)重點(diǎn)突出物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn)，所含內(nèi)容應(yīng)是物聯(lián)網(wǎng)交通應(yīng)用中的關(guān)鍵基礎(chǔ)性及共性標(biāo)準(zhǔn)。物聯(lián)網(wǎng)具有全面的感知、可靠的傳輸和智能化處理等特征，因此，須把交通物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中具有物聯(lián)網(wǎng)特征的標(biāo)準(zhǔn)整合到標(biāo)準(zhǔn)體系中（所包含標(biāo)準(zhǔn)包括標(biāo)識(shí)、感知、傳輸、信息安全等），而與物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用無(wú)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)將排除在外。

按照目前交通運(yùn)輸?shù)臉I(yè)務(wù)管理分類(lèi)，物聯(lián)網(wǎng)交通運(yùn)輸應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)包含公路、城市、水運(yùn)、綜合運(yùn)輸、鐵路和民航領(lǐng)域，如圖1所示。由于前期管理領(lǐng)域不同，鐵路和民航相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容暫不納入本標(biāo)準(zhǔn)體系，今后可根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行補(bǔ)充，圖1中以虛框表示。

1.2 本標(biāo)準(zhǔn)體系與其他標(biāo)準(zhǔn)體系的關(guān)系

目前國(guó)內(nèi)交通行業(yè)已經(jīng)存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系，這些標(biāo)準(zhǔn)體系各自有其涵蓋和應(yīng)用的范圍，明確本標(biāo)準(zhǔn)體系與其他標(biāo)準(zhǔn)體系的關(guān)系對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)體系的研究和制定非常重要。由1.1節(jié)分析可知，本標(biāo)準(zhǔn)體系要突出物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn)，覆蓋和滿足物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用需求，而交通行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中都有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的要求，這些標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)存在或正在制定。因此，本標(biāo)準(zhǔn)體系所涵蓋的范圍應(yīng)包括由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定的、與物聯(lián)網(wǎng)交通應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，而不是由某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定的、或全新的標(biāo)準(zhǔn)。所以，本標(biāo)準(zhǔn)體系與國(guó)內(nèi)及交通領(lǐng)域內(nèi)部其他標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)體系存在一定程度的聯(lián)系。

根據(jù)1.1節(jié)中對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)體系的定位和覆蓋范圍定義，對(duì)現(xiàn)有交通行業(yè)的20多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)體系分析，并與本標(biāo)準(zhǔn)體系的定義進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系與本標(biāo)準(zhǔn)體系關(guān)聯(lián)程度高，分別為“智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系”、“交通運(yùn)輸信息通信及導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系”及“交通信息化標(biāo)準(zhǔn)體系”。其中關(guān)聯(lián)部分集中在數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)及通信標(biāo)準(zhǔn)上，這些標(biāo)準(zhǔn)是和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該納入到本標(biāo)準(zhǔn)體系中。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系組成圖

2 物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系研究

2.1 標(biāo)準(zhǔn)體系主要內(nèi)容構(gòu)成分析

依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特征制定標(biāo)準(zhǔn)體系是標(biāo)準(zhǔn)體系編制的重要依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)。通常物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容是依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[5]來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，即按照感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層進(jìn)行分類(lèi)。通過(guò)比較分析，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)框架的3層分類(lèi)方式只是1個(gè)具有普適性的框架，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)針對(duì)具體情況進(jìn)行有針對(duì)性的修改和細(xì)化。對(duì)交通應(yīng)用來(lái)說(shuō)，直接套用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)框架并不能很好地反映物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)。因此，在定義標(biāo)準(zhǔn)體系的重點(diǎn)構(gòu)成內(nèi)容時(shí)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)交通應(yīng)用特點(diǎn)，同時(shí)也參考和借鑒了多種框架和標(biāo)準(zhǔn)，如物聯(lián)網(wǎng)框架[5]、智能交通系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系[6]、ISO和ETSI的智能交通參考模型框架[2-3]、交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化近期發(fā)展重點(diǎn)[7]等資料，使標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容分類(lèi)更加合理和符合交通應(yīng)用的要求。

（1）智能交通標(biāo)準(zhǔn)體系與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系關(guān)聯(lián)緊密，智能交通標(biāo)準(zhǔn)體系分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)兩大部分?；A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)包括術(shù)語(yǔ)、數(shù)據(jù)元、標(biāo)識(shí)等，這也是在“物物相連”的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中信息的基本要素。

（2）采集、傳輸、處理等是智能交通系統(tǒng)重要的共性技術(shù)，而強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集功能、可靠的傳輸和智能化的處理也是物聯(lián)網(wǎng)的重要特征，因此基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、采集和傳輸?shù)南嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)體系的重要內(nèi)容。

（3）目前管理和信息安全越來(lái)越引起社會(huì)的重視，特別是大數(shù)據(jù)概念的出現(xiàn)，將引起交通領(lǐng)域的巨大變革，同時(shí)管理和信息安全也是歐洲電信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織（ETSI EN 302665）與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO 21217）共同定義的智能交通站點(diǎn)參考框架的重要組成部分，為了未來(lái)交通信息安全、數(shù)據(jù)管理及平臺(tái)的發(fā)展，管理和信息安全也是標(biāo)準(zhǔn)體系需要關(guān)注的內(nèi)容。

（4）近年來(lái)為了支撐國(guó)內(nèi)交通物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展，交通部門(mén)已逐步開(kāi)展了對(duì)智能交通物聯(lián)網(wǎng)急需的基礎(chǔ)性關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作[7]，其中明確將交通標(biāo)識(shí)編碼、電子標(biāo)簽應(yīng)用、交通短程通信、信息安全等列入標(biāo)準(zhǔn)研究計(jì)劃，是目前標(biāo)準(zhǔn)研究和制定的重點(diǎn)。

通過(guò)以上分析，將術(shù)語(yǔ)、數(shù)據(jù)元、標(biāo)識(shí)、采集、傳輸、管理和信息安全等作為標(biāo)準(zhǔn)體系的主要內(nèi)容分類(lèi)，其他如短程通信、電子標(biāo)簽應(yīng)用等在這些分類(lèi)以下進(jìn)行細(xì)分。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)體系總體結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)體系總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系包括公路、水路、城市等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成復(fù)雜、應(yīng)用領(lǐng)域間甚至領(lǐng)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)交叉、重疊情況較多。如果采用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系框架來(lái)設(shè)計(jì)，如按系統(tǒng)分類(lèi)，則各領(lǐng)域中系統(tǒng)眾多，粗細(xì)度和覆蓋范圍很難保證；如按照領(lǐng)域分類(lèi)，則各領(lǐng)域之間交叉共性的標(biāo)準(zhǔn)較多，難以清晰地描述。

在參考現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)嘗試和比較，采用二維直角坐標(biāo)系的表示方法，從應(yīng)用領(lǐng)域和作用功能兩個(gè)維度（層次）進(jìn)行定義，這種結(jié)構(gòu)擺脫了傳統(tǒng)的底層是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、上層是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的上下結(jié)構(gòu)關(guān)系，可以更加清晰地表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)上下左右的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)框架圖

（1）應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)

橫軸從交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域劃分，具體包括通用、公路、城市、水運(yùn)、綜合運(yùn)輸、鐵路和民航7個(gè)分類(lèi)，編號(hào)分別為1,2,3,4,5,6,7。

橫軸交通領(lǐng)域通用標(biāo)準(zhǔn)部分是用于交通不同領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有通用性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為2個(gè)及2個(gè)以上的多個(gè)領(lǐng)域所使用，同時(shí)也是交通各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的基本支撐標(biāo)準(zhǔn)，因此標(biāo)準(zhǔn)體系專門(mén)將通用標(biāo)準(zhǔn)部分從各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中獨(dú)立出來(lái)，使通用標(biāo)準(zhǔn)與各個(gè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)并列，如圖1和圖2所示；其他應(yīng)用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)是具有物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用顯著特征的應(yīng)用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)為各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域所獨(dú)有。標(biāo)準(zhǔn)體系中通用標(biāo)準(zhǔn)和交通領(lǐng)域其他應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)共同構(gòu)成城市智能交通物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，兩者缺一不可。

（2）作用功能（技術(shù)）分類(lèi)

縱軸從標(biāo)準(zhǔn)定義的作用和功能劃分進(jìn)行分類(lèi)，包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)網(wǎng)共性標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)分類(lèi)，編號(hào)分別為100,200。

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)大類(lèi)是指物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，是制定其他共性及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，包括標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)元和術(shù)語(yǔ)3個(gè)部分，分別為101,102,103，這些標(biāo)準(zhǔn)是其他共性及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)；物聯(lián)網(wǎng)共性標(biāo)準(zhǔn)是能夠描述物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用共性特征并具有交通應(yīng)用特點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、管理和信息安全，分別為201,202,203,204；應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為描述各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ｓ玫臉?biāo)準(zhǔn)。

（3）橫軸和縱軸對(duì)應(yīng)部分

橫軸應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)和縱軸功能分類(lèi)相對(duì)應(yīng)，描述該領(lǐng)域在相應(yīng)功能部分的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，如公路領(lǐng)域在信息安全方面的標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)表示為：2.204。

這種表示方法在橫軸上將各領(lǐng)域具有通用性的標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立出來(lái)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)放在同一層級(jí)上，在同級(jí)作用功能層次上定義通用標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)為2個(gè)并行的結(jié)構(gòu)，即在相同級(jí)別的作用功能分類(lèi)中既有通用標(biāo)準(zhǔn)又有應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，突出了標(biāo)準(zhǔn)的作用和功能，使分類(lèi)層次更加清晰；在縱軸上，同一領(lǐng)域內(nèi)根據(jù)作用功能的不同進(jìn)行層級(jí)劃分，由基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)到共性標(biāo)準(zhǔn)，兩者對(duì)應(yīng)。例如：可以按照領(lǐng)域沿縱軸方便地查找該領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用采集標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用傳輸標(biāo)準(zhǔn)等。同時(shí)按照該領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)沿橫向可以查到通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。此外標(biāo)準(zhǔn)體系還具有一定的擴(kuò)展性，在總體結(jié)構(gòu)不變的條件下可以方便添加新的應(yīng)用領(lǐng)域。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)體系層次分類(lèi)定義

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架結(jié)構(gòu)的定義，對(duì)具體的作用功能分類(lèi)層次內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，即在作用功能的大分類(lèi)下進(jìn)行二次分類(lèi)。這個(gè)分類(lèi)對(duì)所有橫軸應(yīng)用領(lǐng)域都是相同的。標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)各層次內(nèi)容及編碼如3圖所示，其中坐標(biāo)系中小分類(lèi)編碼前的“X”為對(duì)應(yīng)于橫軸的應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)代碼。如公路領(lǐng)域、傳輸分類(lèi)、無(wú)線傳感網(wǎng)，代碼為2.202.2，其中2為公路領(lǐng)域，見(jiàn)2.2.1應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)定義。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)各層次內(nèi)容及編碼

物聯(lián)網(wǎng)共性標(biāo)準(zhǔn)二次分類(lèi)的內(nèi)容分析如下。

（1）RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)

交通運(yùn)輸物聯(lián)網(wǎng)的定義是基于RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將交通要素唯一化接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)交通要素的互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)獲取交通要素的運(yùn)行狀態(tài)和功能狀況。目前RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等已經(jīng)成為交通領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的熱點(diǎn)，并且已經(jīng)有了一定的應(yīng)用，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也正在陸續(xù)研究和制定中。因此本標(biāo)準(zhǔn)體系選擇RFID應(yīng)用、交通傳感器、無(wú)線傳感網(wǎng)、交通專用短程通信等作為重要的標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)，將相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理歸類(lèi)，更能夠突出物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)。

（2）信息平臺(tái)、信息交換、信息服務(wù)質(zhì)量等標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是未來(lái)交通領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。交通領(lǐng)域存在大量的數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的管理、提取、分析可以得到交通領(lǐng)域的各種信息和交通狀態(tài)，為交通管理和交通信息服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持。大數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)有信息平臺(tái)、信息交換、信息服務(wù)質(zhì)量等，本標(biāo)準(zhǔn)體系將這些作為標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)，可以為未來(lái)大數(shù)據(jù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)。

（3）密鑰及安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)

目前交通信息安全越來(lái)越引起重視。信息安全是指信息系統(tǒng)（包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人、物理環(huán)境及其基礎(chǔ)設(shè)施）受到保護(hù)，不因偶然的或者惡意的行為而遭到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)能連續(xù)可靠正常地運(yùn)行，信息服務(wù)不中斷，最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性。交通信息安全同樣面臨這些問(wèn)題，因此設(shè)置信息安全相關(guān)的密鑰和安全認(rèn)證，為交通信息安全提供保證。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)體系中應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)構(gòu)框架示例

物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系可以細(xì)分為多個(gè)分領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系，以標(biāo)準(zhǔn)體系總體結(jié)構(gòu)橫軸的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閱挝?，形成各個(gè)分領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。分領(lǐng)域同樣采用總體結(jié)構(gòu)的方式表達(dá)，但是各個(gè)分領(lǐng)域必須和通用標(biāo)準(zhǔn)共同組成分領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系。如城市領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系橫軸上由通用標(biāo)準(zhǔn)和城市應(yīng)用領(lǐng)域兩個(gè)部分組成。

分領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系也可以按照傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系表示方法，對(duì)照縱軸的作用功能和對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行展開(kāi)。這里以城市交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系為例，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)體系的結(jié)構(gòu)展開(kāi)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系總體結(jié)構(gòu)定義，各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域采用相同的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和分類(lèi)名稱，按照類(lèi)別添加各自相應(yīng)的內(nèi)容。按照傳統(tǒng)的表示方法如圖4所示，城市交通領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)和通用標(biāo)準(zhǔn)部分結(jié)合在一起共同組成城市交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，各個(gè)分類(lèi)和通用標(biāo)準(zhǔn)中相同名稱的分類(lèi)一一對(duì)應(yīng)。

圖4 城市交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)圖

盡管通用標(biāo)準(zhǔn)在縱軸功能作用層級(jí)上和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)，但并不是所有的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)中都對(duì)應(yīng)有通用標(biāo)準(zhǔn)。為了清晰地辨別哪些類(lèi)別同時(shí)包含通用標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，哪些類(lèi)別只包含應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，圖4中通過(guò)背景色的深淺加以區(qū)分，即暗色方框內(nèi)容包含通用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容；白色方框內(nèi)容僅包含城市交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)體系表定義

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系層次結(jié)構(gòu)圖，完成物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系明細(xì)表。為確保規(guī)范性，標(biāo)準(zhǔn)體系表依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)體系表編制原則和要求》（GB/ T 13016—2009）[8]進(jìn)行設(shè)計(jì)。表1是物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系表通用標(biāo)準(zhǔn)部分內(nèi)容。

表1 物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系表通用標(biāo)準(zhǔn)部分（節(jié)選）

3 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與交通應(yīng)用密切相關(guān)的特點(diǎn)，在參考傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架的基礎(chǔ)上，提出了一種新的二維物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)模式，將具有通用性的標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立出來(lái)，和各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)并列，并在同一作用功能層級(jí)與應(yīng)用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)；同時(shí)通用及各領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)按照作用功能分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和物聯(lián)網(wǎng)共性標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)層次，并以基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)支撐物聯(lián)網(wǎng)共性標(biāo)準(zhǔn)。這種方法使基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和共性標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)之間的分類(lèi)更加清晰、合理，而且突出了具有物聯(lián)網(wǎng)共性的標(biāo)準(zhǔn)，形成包括術(shù)語(yǔ)、數(shù)據(jù)元、標(biāo)識(shí)、采集、傳輸、管理、信息安全等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)體系框架，解決了傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架中多應(yīng)用領(lǐng)域共性標(biāo)準(zhǔn)較多時(shí)造成的領(lǐng)域之間標(biāo)準(zhǔn)交叉、重疊時(shí)難以清晰合理表達(dá)的問(wèn)題。

物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系的研究是在“物聯(lián)網(wǎng)交通領(lǐng)域應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作組”的指導(dǎo)下，同時(shí)依托國(guó)家首批物聯(lián)網(wǎng)示范工程“廣州城市智能交通物聯(lián)網(wǎng)示范工程項(xiàng)目”進(jìn)行的。該標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)已在示范工程中得到了應(yīng)用，這對(duì)其中的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目中各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置和研究起到了指導(dǎo)和檢驗(yàn)作用，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)示范工程的順利開(kāi)展。

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Standard System of Internet of ThingsAdopted for Transportation

WANG Dong-zhu1,2,YANG Qi1,2,WANG Xiao-jing1,2
(1.Research Institute of Highway Ministry of Transport,Beijing 100088,China; 2.National Intelligent Transport Systems Center of Engineering and Technology,Beijing 100088,China)

Since standard system of internet of things(IOT)adopted for transportation includes more fields,it is difficult to describe the hierarchy association between the standard system clearly in tradition?al framework.A two-dimension framework was proposed to describe the standard system based on exist?ing standard systems.Firstly,based on understanding the scope of the standard system and its relation with other standard systems,the application technology characteristics of IOT in transportation was ana?lyzed,the hierarchical classification content of the standard system meeting the needs of the internet of things was determined.Secondly,a two-dimension framework was suggested with application fields on horizontal axis and functions on the vertical axis.Framework of standard system was established includ?ing hierarchy as terminology,data element,identification,data collecting,communication,management and information security.The problem that the standard system was difficult to be expressed when there were overlaps among application fields in traditional framework of standard system was solved.Finally, the standard system was indicated in cases.

internet of things;traffic engineering;standard system;basic standard;application stan?dard

U491

：A

：2095-9931（2015）05-0001-08

10.16503/j.cnki.2095-9931.2015.05.001

2015-07-09

國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目（2012ZX03005010）；交通運(yùn)輸部物聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)（2012-364-223-114）

王東柱（1966—），男，河南鄭州人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橹悄芙煌?。E-mail:wangdrew@163.com。