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(guò)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(guó)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(gè)開(kāi)放的市場(chǎng)（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(jìng)爭(zhēng)

力的價(jià)格和更廉價(jià)的投資，提供一個(gè)公開(kāi)的市場(chǎng)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(kāi)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(wú)計(jì)劃開(kāi)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(gè)功能領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)流圖顯示了每個(gè)領(lǐng)域的功能是怎樣被分成高級(jí)和低級(jí)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(lái)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(gè)子系統(tǒng)的用戶，并且通過(guò)用戶調(diào)查、訪問(wèn)等形式確定各個(gè)子系統(tǒng)的用戶需求等，對(duì)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(lái)定義和描述一個(gè)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(gè)領(lǐng)域都定義了功能及數(shù)據(jù)庫(kù)，這些數(shù)據(jù)庫(kù)與終端相聯(lián)系，這些聯(lián)系就是數(shù)據(jù)流評(píng)價(jià)內(nèi)容：項(xiàng)目的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)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(lái)形成系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將由硬件或軟件或軟硬件來(lái)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(xiàng)需求所對(duì)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(lái)起草相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)文件（6）費(fèi)用效益分析評(píng)價(jià)（7）實(shí)施措施及策略2.2美國(guó)的智能交通系統(tǒng)框架體系1、開(kāi)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(kāi)發(fā)分兩個(gè)步驟“思路競(jìng)爭(zhēng)”階段合作開(kāi)發(fā)3、美國(guó)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(kāi)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(shuō)明來(lái)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(gè)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(xiàng)制約條件的基礎(chǔ)上，以子系統(tǒng)方式對(duì)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(guó)智能交通系統(tǒng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)將智能交通系統(tǒng)劃分為19個(gè)子系統(tǒng)。鑒于各個(gè)子系統(tǒng)在應(yīng)用及管理上的特性，將這19個(gè)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(yíng)者為服務(wù)對(duì)象（4）市場(chǎng)包市場(chǎng)包是體系結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充說(shuō)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(xiàng)（6）實(shí)施策略描述智能交通系統(tǒng)實(shí)施的過(guò)程實(shí)施策略是通過(guò)市場(chǎng)組件將標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)具體應(yīng)用到工程項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中。市場(chǎng)組件：能夠?qū)崿F(xiàn)智能交通系統(tǒng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)過(guò)定義的某項(xiàng)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(xiàng)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(gè)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(shí)，這個(gè)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(guó)在歐盟委員會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下，由來(lái)自各國(guó)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(kāi)始了為期24個(gè)月代號(hào)為KAREN項(xiàng)目，進(jìn)行歐盟ITS體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)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(gè)系統(tǒng)的頂層結(jié)構(gòu)，—個(gè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)為許多設(shè)計(jì)提供一個(gè)戰(zhàn)略計(jì)劃，并且是由一個(gè)相同系統(tǒng)的不同方面所組成2、背景個(gè)人出行者商業(yè)經(jīng)營(yíng)者提供和使用ITS的公司地方政府高級(jí)部門廣告部門工業(yè)部門3、KAREN項(xiàng)目簡(jiǎn)介KAREN主要包括：關(guān)于用戶對(duì)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(guò)程中，在國(guó)家、地區(qū)和服務(wù)等級(jí)上指引如何使用柜架來(lái)定義特定的體系結(jié)構(gòu)：推薦可以用于實(shí)施過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)和最好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；KAREN項(xiàng)目研究成果受益者：4、歐洲ITS體系框架開(kāi)發(fā)方法步驟采用方法：面向過(guò)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(yíng)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(duì)調(diào)度

KAREN為每個(gè)功能領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)流圖顯示了每個(gè)領(lǐng)域的功能是怎樣被分成高級(jí)和低級(jí)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(kù)聯(lián)系在一起及如何通過(guò)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(lái)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(yíng)、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(duì)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(wèn)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(gè)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(guó)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(xiàng)服務(wù)和138個(gè)子服務(wù)2、我國(guó)進(jìn)行ITS體系框架研究的背景3、我國(guó)ITS體系框架研究的方法和步驟九五國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“中國(guó)ITS體系框架研究”采用了面向過(guò)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(guó)ITS體系框架內(nèi)容介紹用戶服務(wù)的定義及領(lǐng)域8個(gè)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(yíng)管理、綜合運(yùn)輸、自動(dòng)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(guò)程、子過(guò)程。交通地理信息及定位技術(shù)平臺(tái)和通信系統(tǒng)交通地理信息及定位技術(shù)平臺(tái)面向交通運(yùn)輸