智能交通系統(tǒng)概論(第二章)

智能交通系統(tǒng)概論主講：任其亮第二章智能交通系統(tǒng)框架體系

2.1概述（1）保證通過各種媒體提供給終端用戶的信息的兼容性

和一致性（2）保證不同交通基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性（3）為地區(qū)、國家政府機(jī)關(guān)制定ITS發(fā)展規(guī)劃提供基本

原則（4）為服務(wù)和設(shè)備制造提供一個開放的市場（5）確保設(shè)備制造商的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，保證他們的更具競爭

力的價格和更廉價的投資，提供一個公開的市場環(huán)境1、體系框架的意義和功能系統(tǒng)體系框架是發(fā)展智能交通系統(tǒng)的指導(dǎo)性框架，主要用于明確智能交通系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)，為標(biāo)準(zhǔn)研究工作提供參考，避免重復(fù)研究和無計劃開發(fā)，便于研究成果大大范圍應(yīng)用和ITS技術(shù)的發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)體系框架的主要功能：邏輯體系框架為每個功能領(lǐng)域開發(fā)了數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)流圖顯示了每個領(lǐng)域的功能是怎樣被分成高級和低級功能的2、ITS體系框架的組成部分（1）用戶服務(wù)ITS體系框架中的用戶服務(wù)部分主要用來明確智能交通系統(tǒng)的用戶及用戶需求，明確劃分智能交通系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)的用戶，并且通過用戶調(diào)查、訪問等形式確定各個子系統(tǒng)的用戶需求等，對用戶需求進(jìn)行合理排序后指導(dǎo)實(shí)施順序。（2）邏輯體系結(jié)構(gòu)邏輯體系結(jié)構(gòu)是用來定義和描述一個系統(tǒng)為了滿足一系列用戶需求所必需的功能通常以—系列功能領(lǐng)域的方式描述ITs的邏輯體系結(jié)構(gòu)，每個領(lǐng)域都定義了功能及數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫與終端相聯(lián)系，這些聯(lián)系就是數(shù)據(jù)流評價內(nèi)容：項目的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效益、社會和環(huán)境影響（3）物理體系結(jié)構(gòu)物理體系結(jié)構(gòu)描述了在邏輯體系結(jié)構(gòu)中定義的功能如何被集成起來形成系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將由硬件或軟件或軟硬件來集成（4）通信體系結(jié)構(gòu)主要描述支持在不同系統(tǒng)部分間進(jìn)行信息交換的機(jī)制（5）標(biāo)準(zhǔn)化工作提出智能型綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)所需要關(guān)鍵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)需求標(biāo)準(zhǔn)化需求文件詳細(xì)描述智能交通系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化需求及每項需求所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)信息標(biāo)準(zhǔn)化制定機(jī)構(gòu)可以利用標(biāo)準(zhǔn)化需求文件所提供的信息來起草相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)文件（6）費(fèi)用效益分析評價（7）實(shí)施措施及策略2.2美國的智能交通系統(tǒng)框架體系1、開發(fā)背景為相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供框架、為ITS各子系統(tǒng)間的集成提供基礎(chǔ)、確保用戶選擇的高度靈活性2、方法與步驟ITS體系結(jié)構(gòu)開發(fā)分兩個步驟“思路競爭”階段合作開發(fā)3、美國ITS體系框架的構(gòu)成（1）用戶服務(wù)用戶服務(wù)是從用戶的角度看ITS所能完成的功能，是體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的基礎(chǔ)用戶服務(wù)需求是智能交通系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的基本需求（2）邏輯框架邏輯框架式組織復(fù)雜實(shí)體和關(guān)系的輔助工具，其重點(diǎn)是系統(tǒng)的功能和信息流常用分層的數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)詞典和加工說明來描述數(shù)據(jù)流（用箭頭表示）功能（用圓圈表示）文件（用直線表示）外部實(shí)體（用方框表示）數(shù)據(jù)流圖有四個基本成分：服務(wù)端：存在于系統(tǒng)之外，但與系統(tǒng)有信息交互關(guān)系的實(shí)體類型：用戶型、系統(tǒng)型、環(huán)境型（3）物理框架物理結(jié)構(gòu)是在考慮到系統(tǒng)的各項制約條件的基礎(chǔ)上，以子系統(tǒng)方式對邏輯結(jié)構(gòu)的物理實(shí)現(xiàn)車輛子系統(tǒng)特點(diǎn)：安裝在車輛上物理結(jié)構(gòu)式制定系統(tǒng)具體實(shí)施策略的基礎(chǔ)。美國智能交通系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)將智能交通系統(tǒng)劃分為19個子系統(tǒng)。鑒于各個子系統(tǒng)在應(yīng)用及管理上的特性，將這19個子系統(tǒng)劃分為4類中心型子系統(tǒng)特點(diǎn)：空間上的獨(dú)立性聯(lián)絡(luò)方式：有線通訊道路沿線型子系統(tǒng)需要進(jìn)入路邊某些具體位置安裝或維護(hù)設(shè)備旅行子系統(tǒng)以旅行者或旅行服務(wù)業(yè)經(jīng)營者為服務(wù)對象（4）市場包市場包是體系結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充說明（5）所需標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化需求組件共有13項（6）實(shí)施策略描述智能交通系統(tǒng)實(shí)施的過程實(shí)施策略是通過市場組件將標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)具體應(yīng)用到工程項目的實(shí)施過程中。市場組件：能夠?qū)崿F(xiàn)智能交通系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)過定義的某項服務(wù)的設(shè)備組件的集成（7）標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)分類規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)自發(fā)標(biāo)準(zhǔn)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)從ITS的實(shí)體架構(gòu)中分析所存在的子系統(tǒng)界面利用架構(gòu)銜接圖檢查其可能的數(shù)據(jù)流信息制訂ITS標(biāo)準(zhǔn)需求的步驟：用戶服務(wù)執(zhí)行某項用戶服務(wù)需要的數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流可以根據(jù)其共性組合分門別類，從而成為制定標(biāo)準(zhǔn)需求的基礎(chǔ)，這種處理分為：子系統(tǒng)界面該子系統(tǒng)與其他直接連接的子系統(tǒng)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流以及這些數(shù)據(jù)流的作用技術(shù)所有使用某系相同技術(shù)的數(shù)據(jù)流關(guān)鍵界面如果數(shù)據(jù)流僅連接單一或非常有限的幾個界面，而且該界面又是其他擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)的基點(diǎn)界面時，這個界面使稱為關(guān)鍵界面2.3歐洲的智能交通系統(tǒng)框架體系歐盟各國在歐盟委員會的領(lǐng)導(dǎo)下，由來自各國相關(guān)政府部門、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的專家于1998年4月開始了為期24個月代號為KAREN項目，進(jìn)行歐盟ITS體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)，并于1999年8月和10月分別推出了其邏輯體系結(jié)構(gòu)和物理體系結(jié)構(gòu)。1、概述廣義上的“體系結(jié)構(gòu)”是定義一個系統(tǒng)的頂層結(jié)構(gòu)，—個系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)為許多設(shè)計提供一個戰(zhàn)略計劃，并且是由一個相同系統(tǒng)的不同方面所組成2、背景個人出行者商業(yè)經(jīng)營者提供和使用ITS的公司地方政府高級部門廣告部門工業(yè)部門3、KAREN項目簡介KAREN主要包括：關(guān)于用戶對ITS需求的歐洲參考系列目錄；描述不同部分及其交互作用的一系列體系結(jié)構(gòu)，從而滿足那些用戶需求；在發(fā)展ITS過程中，在國家、地區(qū)和服務(wù)等級上指引如何使用柜架來定義特定的體系結(jié)構(gòu)：推薦可以用于實(shí)施過程中的標(biāo)準(zhǔn)和最好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；KAREN項目研究成果受益者：4、歐洲ITS體系框架開發(fā)方法步驟采用方法：面向過程的方法5、歐洲ITS體系框架構(gòu)成（1）用戶需求強(qiáng)調(diào)需要由框架體系結(jié)構(gòu)完成的關(guān)鍵優(yōu)先方面其他的與ITS的實(shí)施、質(zhì)量需求和限制有關(guān)的用戶需求用戶需求的主要部分與ITS所提供的功能相關(guān)（2）KAREN功能體系結(jié)構(gòu)在最高層次上KAREN功能體系結(jié)構(gòu)由一系列功能領(lǐng)域組成：提供電子付費(fèi)、提供安全和緊急情況處理、交通管理、管理公共交通運(yùn)營者、提供先進(jìn)的駕駛便利、提供出行者旅行輔助、為法律強(qiáng)制提供支持、貨物管理和車隊調(diào)度

KAREN為每個功能領(lǐng)域開發(fā)了數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)流圖顯示了每個領(lǐng)域的功能是怎樣被分成高級和低級功能的。數(shù)據(jù)流圖還顯示了這些功能是如何聯(lián)系在一起。如何與不同的數(shù)據(jù)庫聯(lián)系在一起及如何通過數(shù)據(jù)流與終端聯(lián)系在一起。（4）KAREN通信體系結(jié)構(gòu)（3）KAREN物理體系結(jié)構(gòu)物理體系結(jié)構(gòu)描述了在功能體系結(jié)構(gòu)中定義的功能如何被集成起來形成系統(tǒng)這些系統(tǒng)將由硬件或軟件或軟硬件集成。在物形體系結(jié)構(gòu)中描述的系統(tǒng)覆蓋了以下的領(lǐng)域：電子付費(fèi)、安全和緊急情況處理、綜合交通管理、公共交通運(yùn)營、先進(jìn)的駕駛便利、出行者旅行輔助、法律約束、貨物管理和車隊調(diào)度。描述了支持在不同系統(tǒng)部分之間進(jìn)行信息交換的機(jī)制（5）KAREN提出的標(biāo)準(zhǔn)問題2.4日本的智能交通框架體系信息模型控制模型子服務(wù)的信息處理表子服務(wù)和邏輯框架關(guān)系表1目的和步驟2日本ITS體系框架的構(gòu)成用戶服務(wù)邏輯框架九大系統(tǒng)：導(dǎo)航系統(tǒng)、電收費(fèi)系統(tǒng)、輔助安全駕駛、交通優(yōu)化管理、提高道路管理效率、公共交通支持、提高商用車輛運(yùn)行效率、行人支持、突發(fā)事故車輛運(yùn)行支持最高子系統(tǒng)：車輛、道路、中心、人員、外部環(huán)境最低子系統(tǒng)：個體物理模型整體物理模型服務(wù)執(zhí)行表邏輯框架與物理框架關(guān)系表子系統(tǒng)表子系統(tǒng)相互關(guān)系圖物理框架標(biāo)準(zhǔn)化2.5中國的智能交通系統(tǒng)框架體系1、概述8大服務(wù)領(lǐng)域、34項服務(wù)和138個子服務(wù)2、我國進(jìn)行ITS體系框架研究的背景3、我國ITS體系框架研究的方法和步驟九五國家科技攻關(guān)項目“中國ITS體系框架研究”采用了面向過程的方法步驟：確定用戶服務(wù)內(nèi)容建立邏輯框架建立物理框架明確標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容4、我國ITS體系框架內(nèi)容介紹用戶服務(wù)的定義及領(lǐng)域8個服務(wù)領(lǐng)城分別為：交通管理與規(guī)劃、電子收費(fèi)、出行者信息、輔助駕駛與安全車輛、緊急事件和安全、運(yùn)營管理、綜合運(yùn)輸、自動公路。ITS體系框架的邏輯結(jié)構(gòu)ITS體系框架的物理框架主要描述物理系統(tǒng)的功能和系統(tǒng)之間交換的框架流智能交通系統(tǒng)邏輯框架分為：功能、系統(tǒng)功能、過程、子過程。交通地理信息及定位技術(shù)平臺和通信系統(tǒng)交通地理信息及定位技術(shù)平臺面向交通運(yùn)輸