城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)技術(shù)淺析

□ 文/白云峰

作者系浙江大華技術(shù)股份有限公司公安事業(yè)部副總經(jīng)理

前言

城市交通信息化建設(shè)一直都是城市交通建設(shè)和管理部門密切關(guān)注的工作重點(diǎn)。在交通管理領(lǐng)域已經(jīng)建設(shè)成功了幾十個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，包括交通管理基礎(chǔ)信息系統(tǒng)（違章管理、駕駛員管理、車輛管理、非機(jī)動(dòng)車管理、事故管理）、交通管理地理信息系統(tǒng)、交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系、智能卡口系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)和交通信息誘導(dǎo)系統(tǒng)等等。為交通管理做出了巨大的貢獻(xiàn)。

事物總是有其多面性，由于這些交通信息監(jiān)控系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行整體規(guī)劃，各個(gè)系統(tǒng)也是由不同開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)或自行開(kāi)發(fā)。造成現(xiàn)有系統(tǒng)普遍存在以下問(wèn)題：

1）各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)關(guān)系不清晰，數(shù)據(jù)格式不一致、冗余現(xiàn)象比較普遍，難于進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用。

2）各業(yè)務(wù)之間的功能劃分不合理，功能重疊造成業(yè)務(wù)人員數(shù)據(jù)多點(diǎn)輸入，增加了業(yè)務(wù)部門的工作量。

3）各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，操作人員要在不同系統(tǒng)之間切換，操作復(fù)雜，也容易出錯(cuò)。

4）多數(shù)系統(tǒng)的兼容性、開(kāi)放性差，難以進(jìn)行系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

5）開(kāi)發(fā)工具、設(shè)計(jì)方法的不統(tǒng)一，造成后期維護(hù)工作量巨大。

面對(duì)城市交通監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程出現(xiàn)的層層問(wèn)題，亟需站在城市管理的高度，規(guī)劃建設(shè)統(tǒng)一的監(jiān)控信息平臺(tái)，將交通各子系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)整合處理集成在共用信息平臺(tái)上。這一平臺(tái)的建成，不僅為城市交通交通管理部門提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)服務(wù)，提高智能交通的整體效益，而且，大量的信息經(jīng)過(guò)處理后，向廣大的交通參與者提供豐富及時(shí)的交通信息服務(wù)。

城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)概述

城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)綜合利用GIS-T、數(shù)據(jù)庫(kù)、通信、智能控制等技術(shù)，對(duì)城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)各子系統(tǒng)所需要的各種交通監(jiān)控信息進(jìn)行有組織的采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)和發(fā)布，為各子系統(tǒng)提供格式一致、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的共享基礎(chǔ)交通監(jiān)控信息。以共用信息平臺(tái)為核心，城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)得以整合成一個(gè)完整、先進(jìn)、智能的交通管理系統(tǒng)。城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)，充分利用現(xiàn)有的道路交通資源，為交通管理者和出行者提供交通信息，調(diào)節(jié)道路網(wǎng)上的交通流分布，已達(dá)到交通暢通的目的。城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下：

共用信息平臺(tái)是整個(gè)城市交通監(jiān)控平臺(tái)信息組織過(guò)程中的信息樞紐，承擔(dān)著信息中轉(zhuǎn)站的功能。作為基礎(chǔ)信息平臺(tái)，在城市交通信息系統(tǒng)建設(shè)中，共用交通信息平臺(tái)具有重要的地位。

1）實(shí)現(xiàn)了城市交通共用監(jiān)控平臺(tái)各個(gè)子系統(tǒng)間的協(xié)同運(yùn)作。通過(guò)建立共用信息平臺(tái)，為先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的信息交換和信息共享提供平臺(tái)和接口，使得交通信息系統(tǒng)形成一個(gè)內(nèi)部協(xié)同運(yùn)作的大系統(tǒng)，從而最大范圍、最大程度地提高交通信息的利用效率。

2）實(shí)現(xiàn)了城市各交通管理職能部門間的協(xié)調(diào)。共用信息平臺(tái)擁有完整的信息交流體系，保證交通信息資源的全方位、多角度的共享，為城市交通信息系統(tǒng)建立一套良好的運(yùn)作機(jī)制提供技術(shù)保障。

3）實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)交通信息的共享。通過(guò)建立城市共用信息平臺(tái)，把由交通信息采集系統(tǒng)或其他子系統(tǒng)采集的基礎(chǔ)交通信息存儲(chǔ)在共用信息平臺(tái)中，實(shí)行信息共享，避免了不必要的重復(fù)性建設(shè)。

4）有利于交通輔助決策支持系統(tǒng)的發(fā)展。通過(guò)建立城市交通共用監(jiān)控信息平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展面向社會(huì)公眾的交通信息服務(wù)，用戶可以通過(guò)交通廣播、可變情報(bào)板、互聯(lián)網(wǎng)、交通咨詢熱線電話、路側(cè)廣播、電視等多種渠道得到全方位的城市道路交通信息、公共交通信息和換乘信息等，這樣出行者就可以根據(jù)這些信息確定自己的出行方式并選擇合理的路線。

5）有利于系統(tǒng)功能的進(jìn)一步發(fā)展。共用信息平臺(tái)為系統(tǒng)功能的擴(kuò)展提供了通用接口，系統(tǒng)的建立要分步驟、分階段地完成。通過(guò)共用信息平臺(tái)可以將其他子系統(tǒng)封裝起來(lái)，有助于信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與擴(kuò)展。

城市交通共用信息平臺(tái)中的關(guān)鍵技術(shù)

以下主要從共用信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、數(shù)據(jù)安全技術(shù)、交通信息通信方式與交通信息發(fā)布技術(shù)等五個(gè)方面闡述共用信息平臺(tái)的關(guān)鍵理論與技術(shù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)

先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能需求強(qiáng)大的信息支持，因而有必要對(duì)作為信息載體的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。目前數(shù)據(jù)庫(kù)管理中主要存在以下問(wèn)題：交通信息不能達(dá)到最大程度的共享、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)困難以及數(shù)據(jù)庫(kù)可擴(kuò)展性差。

基于目前的ITS建設(shè)與信息服務(wù)的現(xiàn)狀和需求，平臺(tái)對(duì)信息的整合應(yīng)該是強(qiáng)調(diào)一種“基于協(xié)作”的整合，為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，我們利用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)組建共用信息平臺(tái)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是符合共用信息平臺(tái)的管理思想和管理方式的，是由共用信息平臺(tái)和城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)的特點(diǎn)決定的，其特點(diǎn)是信息采集和城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)用戶地域上分散，而管理上又相對(duì)集中地特點(diǎn)。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是物理上分散而邏輯上集中地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將地理位置分散而管理和控制上需要不同程度集中地各個(gè)邏輯單位連接起來(lái)，共同組成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)具有物理分布性，邏輯整體性，站點(diǎn)自制性，數(shù)據(jù)獨(dú)立性，控制機(jī)制集中于自治相結(jié)合，事物管理分布性等特點(diǎn)；同時(shí)擁有提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性，提高數(shù)據(jù)的訪問(wèn)效率，降低數(shù)據(jù)的通行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)共用信息平臺(tái)站點(diǎn)的良好自制性，數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的靈活性和擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠滿足共用信息平臺(tái)的分布式管理和控制的要求，滿足共用信息平臺(tái)各站點(diǎn)有自己的控制、管理和使用信息策略的要求。

數(shù)據(jù)融合技術(shù)

數(shù)據(jù)融合，是指多傳感器的數(shù)據(jù)在一定準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析、綜合以完成所需的決策和評(píng)估而進(jìn)行的信息處理過(guò)程。信息融合技術(shù)是協(xié)同利用多源信息，以獲得對(duì)同一事物或目標(biāo)更為客觀、更為本質(zhì)認(rèn)識(shí)的信息綜合技術(shù)。信息融合通過(guò)對(duì)各類數(shù)據(jù)的綜合處理，可以得到比任何單個(gè)數(shù)據(jù)源更全面、更準(zhǔn)確的交通流狀況信息。

城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)中的信息融合設(shè)計(jì)信息融合的像素級(jí)、特征級(jí)和決策級(jí)。其中像素級(jí)和特征級(jí)融合處理的是地面交通信息和部分空間信息，輸出的是對(duì)城市交通狀態(tài)的部分描述，如狀態(tài)向量、特征和屬性等；決策級(jí)信息融合屬于高層處理，處理的數(shù)據(jù)包括地面交通信息、全部的空間信息、氣象等其他交通相關(guān)的信息以及交通領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)等，輸出的是抽象的結(jié)果，如對(duì)交通系統(tǒng)的狀態(tài)、交通系統(tǒng)整體性能評(píng)價(jià)以及對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的預(yù)測(cè)等，支持城市交通指揮決策系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

數(shù)據(jù)安全技術(shù)

數(shù)據(jù)加密技術(shù)是最基本的安全技術(shù)，被譽(yù)為信息安全的核心。塔通過(guò)變換和置換等各種方法將被保護(hù)信息置換成密文，然后再進(jìn)行信息的存儲(chǔ)或傳輸，即使加密信息在存儲(chǔ)或者傳輸過(guò)程中為非授權(quán)人員獲得，也可以保證這這些信息不為其認(rèn)知，從而達(dá)到保護(hù)信息的目的。該方法的保密性直接取決于所采用的密碼算法和密鑰長(zhǎng)度。

根據(jù)密鑰類型不同可以將現(xiàn)代密碼技術(shù)分為兩類：對(duì)稱加密算法和非對(duì)稱加密算法。對(duì)稱加密算法和非對(duì)稱加密算法可以分別應(yīng)用與數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)安全傳輸。

交通信息通信方式

通信系統(tǒng)是城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)和其他子系統(tǒng)進(jìn)行信息交換的媒介。城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)與信息采集系統(tǒng)和信息發(fā)布系統(tǒng)進(jìn)行信息的傳輸，以便及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，更好地滿足不同系統(tǒng)的不同要求。為了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的各項(xiàng)功能，共用信息平臺(tái)的通信系統(tǒng)必須可靠性高、覆蓋區(qū)域廣、傳輸速率高及安全性高。

有線通信方式

有線通信方式適用于為城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)的固定用戶提供服務(wù)，如交通管理部門。有線通信方式主要有電話、X.25分組交換網(wǎng)、DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)、基于幀中繼的ADSL、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）和異步傳輸模式技術(shù)。

無(wú)線通信方式

近幾年來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)在我國(guó)發(fā)展很快，并且具有廣闊的應(yīng)用前景。由于移動(dòng)用戶是信息平臺(tái)的主要服務(wù)對(duì)象，無(wú)線通信技術(shù)將是城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)信息傳輸?shù)闹饕绞?。適用于信息平臺(tái)的無(wú)線通信技術(shù)主要有無(wú)線電廣播、蜂窩網(wǎng)、蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)網(wǎng)、碼分多址蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)、通用分組無(wú)線系統(tǒng)、專用短程通信和衛(wèi)星通信。

與無(wú)線通信技術(shù)相比，有線通信技術(shù)在技術(shù)上更成熟、可靠，傳輸效率較高，通信成本也相對(duì)低廉，適合于大量數(shù)據(jù)的傳輸；無(wú)線通信方式是平臺(tái)用戶的主要傳輸方式，具體應(yīng)用應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

交通信息發(fā)布技術(shù)

信息發(fā)布是城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)提供的交通信息與出行者之間的直接交互界面。出行者對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，主要來(lái)源于信息發(fā)布，信息發(fā)布至關(guān)重要。主要的交通信息發(fā)布方式有互聯(lián)網(wǎng)、電話查詢、電纜電視或交互式電視、交通廣播、可變情報(bào)板、車載機(jī)信息顯示板、電子站牌和PDA等。

結(jié)語(yǔ)

城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)中，對(duì)信息標(biāo)準(zhǔn)化提出了要求，因此有必要規(guī)劃與建設(shè)交通信息共享平臺(tái)。共用信息平臺(tái)可以保證城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)甚至ITS系統(tǒng)各部分之間的良好兼容性，有利于系統(tǒng)的整合和擴(kuò)展。在對(duì)面向城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)的共用信息平臺(tái)的研究中，對(duì)共用信息平臺(tái)的關(guān)鍵理論與技術(shù)測(cè)研究旨在為今后的城市交通共用信息監(jiān)控平臺(tái)搭建理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。