基于交通系統的公共數據與服務支撐平臺設計

陳偉 谷國棟

目前的交通網絡系統并不能高效、合理的解決城市道路帶來的交通擁堵、安全、環境污染等問題，而隨著智慧交通概念的提出，為我們解決交通問題提供了創新性的思路和方向。智慧交通著眼于交通信息的廣泛應用與服務，不僅可以提高既有交通設施的運行效率，還可以為公眾的出行通暢和經濟的可持續發展做出重大貢獻。

一、引言

隨著我國經濟的飛速發展、城市規模的不斷擴大、機動車普及率和道路交通流量的急劇增加，緊缺的土地資源和高密度的土地利用模式，使得城市交通服務系統出現供給需求不平衡等現象。由此引發的交通擁擠、環境惡化、停車困難、資源浪費等現象與日俱增，不僅阻礙了城市經濟的發展，而且拉低了居民的生活質量。

現有的智能交通系統（Intelligent TransportationSystem，簡稱ITS）是一種通過將先進的信息技術、數據傳輸技術、電子傳感技術、計算機與控制等技術有效集成的交通系統，可有效的提高交通系統運行效率。在保障交通道路安全的基礎上，可緩解部分交通擁擠、較少空氣污染等問題。然而隨著城市經濟的高速發展、城市化規模的不斷擴大，智能交通系統并不能很好的解決目前服務管理落后、停車難、道路堵塞等一系列問題。

智慧交通是在智能交通的基礎上，融合物聯網、云計算、大數據、人工智能等最新技術，通過對交通數據信息的匯聚與處理，提供實時交通數據的新一代交通信息服務系統。智慧交通以公共數據與服務支撐平臺為核心，將人、車、路、環境等綜合考慮，通過大規模的使用數據模型、數據挖掘等數據處理技術，在系統的實時性、信息交互性以及服務的廣泛性上具有顯著的提高效果，形成一種及時、準確、高效的綜合交通運輸體系。作為緩和道路堵塞、減少交通事故率、協同指揮以及解決其他交通問題的有效途徑，智慧交通將可持續發展這一理念展現在交通運輸系統的建設中，營造出方便、舒適、和諧的交通生活環境，受到了全世界的高度關注。

二、公共數據與服務支撐平臺設計

智慧交通系統是一個以現代電子技術為基礎，實時、準確、高效的綜合運輸管理服務系統。通過對交通數據的采集、處理、交換、分析以及利用等操作，為交通參與者提供多元化、綜合化的服務。而公共數據與服務支撐平臺是智慧交通系統的核心，既是整個系統中交通數據信息共享與交換的橋梁，也是各前端應用形象化展示的基礎。

平臺采用目前最先進的J2EE和面向服務的架構，是一種強壯、高效、可伸縮性和業務擴展能力強的平臺架構之一。系統支持雙擊熱備及負載均衡，具有靈活的多域聯網和強大的運維能力。功能種類豐富，能確保系統符合信息技術發展的趨勢，并適應未來用戶對定制功能動態升級的需要。

1.公共數據與服務支撐平臺

公共數據與服務支撐平臺處在整個智慧交通系統的核心位置（圖1）。交通綜合管控平臺主要負責對視頻與圖片有關的交通信息進行處理，最主要的是過車數據（車輛經過時間、車牌號、車型等信息）的處理與分析。

整個智慧交通系統集高清視頻監控、電子卡口、交通信息分析、交通誘導、指揮調度、移動警務、路口管控等業務功能于一體，實現對監控、抓拍、編解碼、智能分析設備的集中管理以及圖片視頻資源的增值應用。其中，電子卡口、電子警察、道路安防、路況監控、移動違停執法等系統均通過交通綜合管控平臺接入后再導入到智慧交通公共數據與服務支撐平臺中。

2.公共數據與服務支撐平臺功能架構

公共數據與服務支撐平臺由數據支撐平臺和硬件支持平臺作為基礎設施如圖2所示。數據支撐平臺由無數子系統數據庫組成，各子系統數據庫通過數據服務總線以及數據交換平臺進行交通數據信息的交換處理。硬件支持平臺主要由通訊網絡、存儲設備和網絡設備組成。通訊網絡包括政務內網、部門專用網絡、互聯網、移動網絡等;存儲設備主要由云服務器、本地服務器、工作站、小型機等設備組成;網絡設備包括路由器、交換機、防火墻、網閘、機柜、UPS等設備組成。

交通類應用子系統將采集到的交通數據信息通過網絡傳輸給公共數據與服務支撐平臺，服務平臺在數據、硬件子平臺的支持下，可實現一系列的數據處理、展示等服務，包括數據校驗、報警管理、大屏展示等，最終將處理完畢的信息通過網絡接口傳輸給前端應用進行數據展示。整個公共數據與服務支撐平臺以智慧城市信息化系統建設標準為依據，以信息化運行及安全保障體系為準側等進行功能性設計開發。

三、公共數據與服務支撐平臺數據處理

公共數據與服務支撐平臺的核心數據通過數據整合、數據管理以及數據應用三個過程進行處理（圖3）。

數據整合過程基于支撐平臺的設備基礎，建立起交通相關數據主題域集合，實現統一接入、統一調度、統一管理。可匯集交通、路況、停車、公交、執法、視頻監控等相關交通數據信息，完成交通相關業務數據的功能整合。

數據管理過程可實現數據質量管理和統一接口管理。數據質量管理以數據生命周期為主線，建立支撐平臺各個環節應達到的目標標準和應該符合的流程制度，實現稽核規則的動態靈活配置;相關人員能夠通過短信、郵件、系統公告等方式收到質量報告，實現實時匯報功能。支撐平臺作為智慧交通數據模型的落地系統，其設計要求需要完全遵照規范交通數據模型的設計標準;數據綜合服務平臺需要統一各業務系統之間的一對一數據交換接口，并減少系統之間接口的復雜度，實現統一接口管理。

數據應用過程通過增強交通數據分析和數據挖掘的能力，初步建立起基于指標體系的應用管理，實現對綜合交通、地理信息、公交調度、路況等方面數據模型的統一定義與管理，為后續的應用提供整合的數據源、標準化的數據模型和標準化的交通管理服務。

加強公共數據與服務支撐平臺對交通綜合應用的智能支撐，從數據整合到數據質量管控，從數據管理系統能力再到數據挖掘分析，可全方位的保障數據得到最大價值的使用。

智慧交通公共數據與服務支撐平臺由支撐數據、運維管理服務系統、目錄管理與服務系統、數據交換服務系統、數據整合服務系統、門戶系統、接口與服務系統等組成（圖4）。

支撐數據由元數據、目錄數據、交換數據、安全數據和管理數據等組成。支撐數據處在公共數據與服務支撐平臺與公共數據庫之間，對下可以支撐以“物理分散、邏輯集中”或是“物理集中方式”構建虛擬或物理的智慧交通公共數據庫建設，對上可以支撐公共數據與服務支撐平臺中數據交換服務系統、目錄管理與服務系統等有效運行。

數據交換服務的作用在于實現信息資源的統一交換，通過交換實現路況、違停執法、交通流量等信息資源的同步更新，以及數據比對、清洗、轉換、異常處理等交換服務所需的基本功能。通過建立數據服務將達到以下目標。

（1）通過使用統一的技術手段與標準，可提高數據交換的效率，降低系統維護的復雜度。（2）同步優化信息存儲結構，采用松散耦合的方式，確保數據與應用適當隔離，保證數據的安全。（3）使數據交換始終處于有序管理的狀態，避免了亂交換、重復交換等問題的出現，保證系統的穩定性。

數據整合服務的作用體現在兩個方面，一方面通過數據加工、數據整合、數據關聯等功能，能夠動態配置系統實現各類不同主題的信息處理。在建筑物庫、人口庫、車輛庫等基礎數據庫的基礎上，通過數據清洗、轉換、集成，構建交通類業務應用所需的業務數據庫，到達充實公共服務數據庫、提升數據的價值目標，實現數據向信息的轉變。另一方面，在新建的智慧應用系統中，支撐業務數據庫及公共服務數據庫的指標項會根據功能要求不斷升級與擴展，這些指標項的擴展也會充實基礎數據庫的指標項及數據內容。

目錄管理服務包括信息資源目錄子系統和信息資源編目管理子系統。信息資源目錄子系統的建設，以目錄方式實現資源共享，是智慧交通公共數據與服務支撐平臺實現信息資源共享的有效手段。使用目錄方式可以以更靈活的方式實現更多應用單位、資源的接入與共享。信息資源編目管理作為智慧城市公共服務平臺信息資源目錄體系的載體，采用一種非落地的信息共享模式，是對交換共享模式的補充。在目錄式共享中，各應用部門對各自共享的資源有完整的控制權，可有效地解決交換模式中各應用部門因擔心違規而不愿意批量共享數據的現象。

接口與服務通過集成第三方系統提供時空信息承載、專題數據分析及挖掘等服務組件，以統一接口方式提供給各種智慧類應用。數據服務的服務內容為基礎數據、業務數據和公共服務數據，主要提供服務申請、審核、使用等管理功能，以及服務注冊、上架、撤銷等維護功能。通過數據服務系統，可以建立嚴格的數據服務管理流程，幫助提高服務功能和維護動態配置能力，實現動態擴展能力，并支持大量用戶的并發訪問。

運維管理服務主要為平臺提供統一用戶權限認證，通過菜單、用戶、主頁配置、數據字典、任務調度等功能模塊的基礎支撐形成前端用戶管理界面。

四、結語

智慧交通的目標是通過信息和智能交通體系的建設來保障道路安全、交通基礎設施技能、交通系統效率和管理，為順暢的居民出行和可持續的經濟發展服務。公共數據與服務支撐平臺的目標是實現不同智慧交通子系統之間的資源共享和業務協同，有效地避免了重復建設、多投資、資源浪費的問題，支撐著智慧交通系統正常、穩定的運行和管理。