先進的交通信息平臺框架設計及問題分析

錢寒峰/國家發展改革委綜合運輸研究所

先進的交通信息平臺框架設計及問題分析

錢寒峰/國家發展改革委綜合運輸研究所

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

智能交通、交通信息、數據處理

先進的交通信息系統（Advanced Traffic Information System，簡稱ATIS）是智能運輸系統重要組成部分，也是發展智能交通系統的基礎和關鍵技術。ATIS通過設置在道路、車等上的各種檢測器采集交通信息，通過傳輸設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布，供道路交通的使用者、管理者和研究者使用。ATIS是個復雜的系統，需分析其組成、構架及建設中面臨的問題。

一、先進的交通信息系統的組成

ATIS主要有四個部分組成：外場交通信息采集子系統、、交通信息傳輸子系統、交通信息中心的信息處理子系統、交通信息發布子系統。根據數據流程，首先由外場信息采集系統負責采集交通信息，通過信息傳輸系統將信息傳輸到信息中心的處理系統。然后由交通信息中心的信息處理子系統負責對交通信息應用挖掘、融合等方式進行處理并存儲在數據庫中，最后由信息發布系統將信息發送到客戶端。

1.交通信息采集子系統。交通信息采集子系統對交通實時狀況和靜態數據采集，并將采集后的信息存儲在交通信息數據庫中，提供給信息中心和其他子系統共同使用。先進的交通信息系統的信息來源主要有幾個方面：道路等動態交通信息、靜態交通信息和其他交通信息。

2.交通信息傳輸子系統。對于交通工程師而言，交通信息傳輸子系統在交通信息系統中不是關注的重點，但它是實現交通信息系統功能不可缺少的重要環節。交通信息傳輸子系統主要是通過光纖、電纜、微波等傳輸媒介，在交通信息采集點和數據庫之間以及數據庫與信息發布子系統之間傳輸數據、語音和圖像等信息。在行業內部的交通信息傳輸可使用專用網絡，對公眾進行交通信息發布時可以考慮用公網。

3.交通信息處理子系統。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，生成有效的發布信息。同時建立公共數據平臺，供各子系統查詢。交通信息中心依賴于一個實時、統一的交通信息數據庫，該數據庫中的數據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模型和算法，再運用各種先進的信息處理技術將采集到的交通信息進行處理得到全面可靠的交通信息。

4.交通信息的發布子系統。信息發布系統是把各種交通信息通過各種傳播媒介實時地傳遞給信息的需求者。交通信息發布子系統分為兩部分，一部分是為交通管理人員使用的內部信息發布，主要是通過內部網絡提供交通信息，為管理決策、控制協調、勤務組織、緊急事件處置等服務。還有一部分是對外交通信息發布，主要是面對一般的出行者。常用的對外交通信息發布方式主要有：傳統媒體信息發布（廣播和電視）、移動通信信息發布、現場LED顯示屏信息發布和互聯網信息發布。

二、交通信息系統平臺的框架設計

隨著交通信息化工作的推進，我國很多城市都建立了先進的交通信息系統。這些系統自身需要完善的同時，系統之間也存在一定的問題，諸如數據接口、數據的冗余浪費等問題，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，各個交通信息系統之間的數據接口和數據類型有很大的差異，相互之間沒有良好的信息通道，容易形成信息孤島。其次，各個交通信息系統存儲了大量交通信息數據，缺少對數據進行深層次的整合和挖掘，導致數據的冗余和浪費，而構建交通共用信息系統平臺對多種來源且不一致的數據進行融合處理，用以保證系統所采集數據的準確性、一致性，避免數據冗余。

交通共用信息系統平臺的框架設計如圖1所示。最底層虛線框為信息平臺的數據獲取層，主要負責從各部門和智能交通各個系統獲取數據。為了保證信息平臺獲取充分和有效的交通數據，必須從平臺角度出發，制定統一的信息標準，確定需要從子系統中提取信息的種類和要求，并完成各接口的設計，實現平臺與各子系統間的友好銜接。

中間的虛線框為交通信息中心，交通信息中心主要負責對來自不同數據源的數據進行處理。信息中心利用數據融合、數據挖掘、數據深加工等技術采集的原始交通數據進行處理生成有效信息并實現各個交通信息系統之間的數據共享和交

換，并對各個交通信息系統進行數據整合以及功能集成，提高系統的運行效率。同時，交通信息中心可以將共享的數據、融合的信息和挖掘的知識提供給多個用戶對象，包括內部用戶和外部用戶，從而實現交通信息的增值業務。

圖1 交通信息平臺的框架設計

圖1兩側為交通共用信息平臺的信息發布對象，交通信息的發布有對內信息發布和對外信息的發布，對內信息發布主要是面向交通管理人員，對外信息發布主要是面向道路交通的使用者。對內部用戶，交通管理者可以利用發布的交通信息，進行有效的進行交通流的預測、調配、控制，使整個交通系統的有序、高效地運行，提高了路網的通行能力，減少交通堵塞和交通事故的發生。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的交通誘導信息，將使他們有很好的計劃準備，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、交通信息系統及平臺建設面臨的問題

1.實現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方面的投入很大，但目前交通信息化建設方面還存在著很多不足。交通管理部門雖然在運用高科技手段管理交通方面做了大量工作，擁有多種交通數據采集方式，但采集來的數據缺乏有效的數據處理和發布途徑，因而在城市交通管理的實踐中效果不夠明顯。同時由于交通管理體制的不同，使智能交通各個系統由不同部門開發建設和運營管理，條塊分割現象嚴重，造成了各部門應用系統間信息共享和交互訪問的困難，已經建設的各個系統依然處于信息孤島的狀態，信息不暢和管理手段落后是制約交通信息技術發展的突出矛盾。有鑒于此，迫切需要利用作為高新技術的信息與通信技術改造交通信息管理的傳統服務方式，促進新型道路運輸服務體系的形成。建設城市智能交通信息平臺，要實現在不改變現有管理體系和利益格局的條件下，達到整體協調，并充分實現交通信息共享，信息共享是交通信息系統的命脈，為了實現信息共享，系統設計不但要重視系統核心的研究開發，而且要重視與各子系統之間的相互銜接關系，使分屬不同部門的信息能夠為所有對該信息有合理需求的部門所用。為了實現各個系統之間的信息共享，信息系統在設計之初就需要確定系統接口標準，規范各子系統的組織結構，確定統一的信息流通機制。

2.實現對多源數據的融合處理。由于長期以來智能交通數據采集的各個系統獨立運行、平臺各異、數據采集存取方式也各不相同，使得對信息平臺有價值的數據分布在不同部門，不同物理位置，導致數據結構格式差異很大。因此必須運用一種有效的方法合理協調多源數據，數據融合技術是一種可滿足該要求的良好工具。數據融合能協同利用多源信息，以獲得對同一事物或目標的更客觀、更本質認識的信息綜合處理技術；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。利用數據融合技術研究如何加工、聯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充，為實現交通功能服務，使交通信息量得到最大限度發揮，減少數據冗余，提高在多變環境中正確決策的能力。

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