城市智慧交通系統總體架構設計

谷國棟 陳偉

摘 要：智慧交通是智慧城市建設體系中一個重要的分支，是由無數個子系統平臺組成的綜合交通信息處理服務系統，是城市進一步發展、解決交通問題、提高經濟實力的重要手段。本文在介紹智慧交通的背景基礎上，探討了智慧交通系統的整體架構設計，并重點分析了公共數據與服務支撐平臺在整體系統中的核心作用，可為相關建設者提供借鑒。

關鍵詞：智慧交通 智慧城市 公共數據 服務平臺

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（a）-0007-02

新一輪信息技術及產業改革的到來，需要我們積極地去探索和建立引領經濟模式新發展的體制和方式。“綜合交通、智慧交通、平安交通、綠色交通”戰略方案是我國“十三五”期間綜合交通運輸體系發展的總目標，而智慧交通是該建設的核心目標。

1 智慧交通介紹

1.1 現狀

隨著我國城市化的推進步伐不斷加快，道路擁擠、私家車的不斷增多都給城市交通系統帶來了巨大的壓力，嚴重阻礙了城市的進一步發展。而目前城市交通發展中普遍存在運輸網絡系統落后、公共服務水平低、行業運行監管能力不足等問題。盲目擴寬城市道路以及增加公共交通工具等方式，并不能從根本上解決當前面臨的交通問題[1]。大數據網絡和云計算技術的崛起為當前的交通難題提供了新的解決思路，而“智慧交通”正是在當前物聯網發展基礎上提出的新的解決方案。

1.2 概述

智慧交通將物聯網、大數據、云計算等新技術整合到整個交通服務系統中，幫助建立一個范圍更廣、應用領域更全的綜合交通體系。智慧交通不僅可以提高交通運行效率、減少交通事故、解決部分環境污染，而且可以促進交通服務體系的信息化、智能化、社會化、合理化建設[2]。有助于高效發揮交通基礎設施的性能，提高交通運輸系統的運行效率和整體服務水平，為公眾的出行提供高效、安全、便捷、舒適的服務。

2 智慧交通總體架構

2.1 系統架構

智慧交通系統整體采用SOA（Service-Oriented Architecture，簡稱面向服務的架構），是一種粗粒度、松耦合的服務架構。在開放性上，服務之間可以通過簡單、精確定義的適配器進行通訊，不涉及底層編程適配器和通訊模型。在兼容性上，系統設計具有良好的互聯、互操作和升級能力，可做到各系統無縫功能的開放性擴展。在性能上，可根據需求進行縱向和橫向的功能擴張，具有較強的系統安全性和災難恢復能力。在安全性上，系統設備選用目前的主流產品，可以保證系統的高質量和高穩定性，能夠在惡劣的環境下正常工作。系統各個部分設計故障警報及處理方案，以保證系統的快速恢復性[3]。

從圖1中我們可以看出，智慧交通系統包括公共數據與服務支撐平臺、交通類智慧應用子系統、共享數據庫三大板塊。

2.2 核心模塊功能

公共數據與服務支撐平臺是整個智慧交通系統的核心，主要實現不同應用子系統之間的資源共享和業務協同，不僅可以避免交通子系統重復投資建設、資源浪費，而且還可以支撐智慧交通系統正常持續的運行和管理。智慧應用包括交通管控、路邊停車、電子站牌、移動執行、交通誘導、路況監控等各類子系統。各應用子系統擁有獨立的數據庫，且可以與公共數據與服務支撐平臺的數據庫進行數據交換服務。共享數據庫存儲了整個智慧交通系統的所有數據，響應速度快、支持多種數據格式、處理能力強，可實現全天候的數據交換服務[4]。

公共數據與服務支撐平臺的功能主要體現在3個方面：一是作為智慧交通各子系統公共數據進出的通道，可以實現整體系統內公共數據的交換、清洗、整合和加工等服務；二是幫助實現系統內公共數據的組織、編目、管理以及應用績效評估等任務；三是實現系統中公共數據的共享，為政府專用網絡和公共網絡上的各類交通子系統，提供共享數據庫的數據服務、時空信息承載服務以及基于數據挖掘的決策知識服務等[5]。

3 公共數據與服務支撐平臺設計

3.1 平臺數據處理流程

公共數據與服務支撐平臺側重于在各個系統之間的數據交換與共享、二次分析挖掘，以及提供運營指揮系統前端界面化的展示數據。平臺圍繞數據交換而設計，重點發揮的是數據采集與傳輸，以及業務響應服務，由數據采集與交換平臺、數據管理平臺、數據服務平臺、前端應用平臺4個子平臺組成。

數據采集平臺對各子系統的每一次數據交換請求，計算與數據報特征相匹配的數據路由，按照路由的定義順序調用相應的數據處理服務，以此來達到數據庫之間數據信息的共享傳遞。數據交換平臺能夠處理內部不同業務系統間、內部與外部單位之間各種業務系統間的信息交換，順應了信息共享發展趨勢。

數據管理平臺是整個公共數據與服務支撐平臺的核心，由元數據存儲和數據倉庫兩個部分組成。元數據存儲是從各業務系統獲取相關數據后以原始的數據信息進行存儲，而數據庫不能識別的數據格式需要進行轉換，從而符合數據庫存儲標準。數據倉庫部分則是基于各業務系統元數據的基礎，對數據進行校驗、清洗、轉換、歸檔等操作。這部分操作需要對數據的有效性進行鑒定，對符合要求的數據根據數據模型標準按照主題域進行歸檔，保存至數據倉庫的物理存儲結構。

數據服務平臺由用戶統一身份認證管理和接口服務系統兩個部分組成。統一身份認證通過集中管理不同子應用的用戶身份存貯方式和認證方式，實現用戶在所有子平臺中身份一致，子應用不需要再額外的浪費資源去關心用戶的身份認證過程。接口服務系統根據要求設計符合國家計算機行業技術標準的接口信息，實現平臺獨有的數據、時空信息承載、專題數據挖掘等一系列服務功能。

前端應用平臺主要圍繞數據分析、報表、查詢、數據挖掘以及各種基于交通管理數據存儲技術為主題開發的一系列應用。

3.2 平臺技術要求

作為一個中小型規模城市智慧交通系統的核心，公共數據與服務支撐平臺在以下幾個方面有著很高的技術要求。

（1）平臺通過交換系統從各個離散的子系統中獲取路況、地理空間、違停執法、流量監控等交通數據，依次經過數據比對、清洗等技術手段處理后，存入智慧交通公共數據庫中。

（2）平臺依托元數據、交換數據、安全數據和管理數據等支撐數據，實現對公共數據庫的有效管理。同時通過對數據庫服務的封裝，發布對應的接口規范，以標準接口服務方式實現交通類智慧應用對智慧交通公共數據庫資源的訪問。

（3）通過集成第三方提供的時空信息承載、專題數據分析及挖掘等服務組件，提供給各種交通類智慧應用統一的接入方式。同時也提供給應用開發商接口服務，支持開發者將平臺提供的服務集成到自己的業務系統，以及開發基于公共信息平臺的應用系統等。

（4）平臺提供優惠管理、系統管理、應用管理及日志管理模塊功能，以接口的方式對外提供服務，滿足其他模塊的功能開發。按照標準統一性原則發布平臺的接口與服務，為實現不同平臺之間的互聯互通奠定了堅實的基礎。

4 結語

智慧交通是智慧城市體系中最重要的部分之一，通過將先進的計算機科學、大數據云計算、人工智能等技術進行整合，以城市發展需求為導向，努力推動智慧城市的發展與建設。智慧交通公共數據與服務支撐平臺作為維持各平臺之間聯系的橋梁，起著信息資源共享、多功能業務協同合作的作用。不僅可以強化城市綜合信息服務、提升交通整體運行效率，還可以創新行業運行管理新模式，優化行業監管與科學決策。

參考文獻

[1] 李艷平.近五年國內智慧交通研究綜述[J].中國高新技術企業，2016（7）：9-10.

[2] 鄧玉勇，李璨，劉洋.我國城市智慧交通體系發展研究[J].城市，2015（11）：68-73.

[3] 王雅瓊，楊云鵬，樊重俊.智慧交通中的大數據應用研究[J].物流工程與管理，2015，37（5）：107-108.

[4] 張新，楊建國.智慧交通發展趨勢、目標及框架構建[J].中國行政管理，2015（4）：150-152.

[5] 陳琨，楊建國.智慧交通的內涵與特征研究[J].中國交通信息化，2014（9）：28-30.