智能交通系统概论(第二章)

智能交通系统概论主讲：任其亮第二章智能交通系统框架体系

2.1概述（1）保证通过各种媒体提供给终端用户的信息的兼容性

和一致性（2）保证不同交通基础设施的兼容性（3）为地区、国家政府机关制定ITS发展规划提供基本

原则（4）为服务和设备制造提供一个开放的市场（5）确保设备制造商的规模经济，保证他们的更具竞争

力的价格和更廉价的投资，提供一个公开的市场环境1、体系框架的意义和功能系统体系框架是发展智能交通系统的指导性框架，主要用于明确智能交通系统的开发目标，为标准研究工作提供参考，避免重复研究和无计划开发，便于研究成果大大范围应用和ITS技术的发展以及产业化实现体系框架的主要功能：逻辑体系框架为每个功能领域开发了数据流图，数据流图显示了每个领域的功能是怎样被分成高级和低级功能的2、ITS体系框架的组成部分（1）用户服务ITS体系框架中的用户服务部分主要用来明确智能交通系统的用户及用户需求，明确划分智能交通系统中各个子系统的用户，并且通过用户调查、访问等形式确定各个子系统的用户需求等，对用户需求进行合理排序后指导实施顺序。（2）逻辑体系结构逻辑体系结构是用来定义和描述一个系统为了满足一系列用户需求所必需的功能通常以—系列功能领域的方式描述ITs的逻辑体系结构，每个领域都定义了功能及数据库，这些数据库与终端相联系，这些联系就是数据流评价内容：项目的技术可行性、经济效益、社会和环境影响（3）物理体系结构物理体系结构描述了在逻辑体系结构中定义的功能如何被集成起来形成系统，这些系统将由硬件或软件或软硬件来集成（4）通信体系结构主要描述支持在不同系统部分间进行信息交换的机制（5）标准化工作提出智能型综合交通运输系统所需要关键技术的标准需求标准化需求文件详细描述智能交通系统的标准化需求及每项需求所对应的标准架构信息标准化制定机构可以利用标准化需求文件所提供的信息来起草相应的标准文件（6）费用效益分析评价（7）实施措施及策略2.2美国的智能交通系统框架体系1、开发背景为相应标准的制定提供框架、为ITS各子系统间的集成提供基础、确保用户选择的高度灵活性2、方法与步骤ITS体系结构开发分两个步骤“思路竞争”阶段合作开发3、美国ITS体系框架的构成（1）用户服务用户服务是从用户的角度看ITS所能完成的功能，是体系结构开发的基础用户服务需求是智能交通系统标准结构的基本需求（2）逻辑框架逻辑框架式组织复杂实体和关系的辅助工具，其重点是系统的功能和信息流常用分层的数据流图、数据词典和加工说明来描述数据流（用箭头表示）功能（用圆圈表示）文件（用直线表示）外部实体（用方框表示）数据流图有四个基本成分：服务端：存在于系统之外，但与系统有信息交互关系的实体类型：用户型、系统型、环境型（3）物理框架物理结构是在考虑到系统的各项制约条件的基础上，以子系统方式对逻辑结构的物理实现车辆子系统特点：安装在车辆上物理结构式制定系统具体实施策略的基础。美国智能交通系统国家标准结构将智能交通系统划分为19个子系统。鉴于各个子系统在应用及管理上的特性，将这19个子系统划分为4类中心型子系统特点：空间上的独立性联络方式：有线通讯道路沿线型子系统需要进入路边某些具体位置安装或维护设备旅行子系统以旅行者或旅行服务业经营者为服务对象（4）市场包市场包是体系结构的补充说明（5）所需标准目前已经确认的标准化需求组件共有13项（6）实施策略描述智能交通系统实施的过程实施策略是通过市场组件将标准架构具体应用到工程项目的实施过程中。市场组件：能够实现智能交通系统国家标准架构过定义的某项服务的设备组件的集成（7）标准标准分类规范标准自发标准事实标准从ITS的实体架构中分析所存在的子系统界面利用架构衔接图检查其可能的数据流信息制订ITS标准需求的步骤：用户服务执行某项用户服务需要的数据流数据流可以根据其共性组合分门别类，从而成为制定标准需求的基础，这种处理分为：子系统界面该子系统与其他直接连接的子系统之间传输的数据流以及这些数据流的作用技术所有使用某系相同技术的数据流关键界面如果数据流仅连接单一或非常有限的几个界面，而且该界面又是其他扩展标准的基点界面时，这个界面使称为关键界面2.3欧洲的智能交通系统框架体系欧盟各国在欧盟委员会的领导下，由来自各国相关政府部门、大学、科研机构和产业界的专家于1998年4月开始了为期24个月代号为KAREN项目，进行欧盟ITS体系结构的开发，并于1999年8月和10月分别推出了其逻辑体系结构和物理体系结构。1、概述广义上的“体系结构”是定义一个系统的顶层结构，—个系统体系结构为许多设计提供一个战略计划，并且是由一个相同系统的不同方面所组成2、背景个人出行者商业经营者提供和使用ITS的公司地方政府高级部门广告部门工业部门3、KAREN项目简介KAREN主要包括：关于用户对ITS需求的欧洲参考系列目录；描述不同部分及其交互作用的一系列体系结构，从而满足那些用户需求；在发展ITS过程中，在国家、地区和服务等级上指引如何使用柜架来定义特定的体系结构：推荐可以用于实施过程中的标准和最好的实践经验；KAREN项目研究成果受益者：4、欧洲ITS体系框架开发方法步骤采用方法：面向过程的方法5、欧洲ITS体系框架构成（1）用户需求强调需要由框架体系结构完成的关键优先方面其他的与ITS的实施、质量需求和限制有关的用户需求用户需求的主要部分与ITS所提供的功能相关（2）KAREN功能体系结构在最高层次上KAREN功能体系结构由一系列功能领域组成：提供电子付费、提供安全和紧急情况处理、交通管理、管理公共交通运营者、提供先进的驾驶便利、提供出行者旅行辅助、为法律强制提供支持、货物管理和车队调度

KAREN为每个功能领域开发了数据流图，数据流图显示了每个领域的功能是怎样被分成高级和低级功能的。数据流图还显示了这些功能是如何联系在一起。如何与不同的数据库联系在一起及如何通过数据流与终端联系在一起。（4）KAREN通信体系结构（3）KAREN物理体系结构物理体系结构描述了在功能体系结构中定义的功能如何被集成起来形成系统这些系统将由硬件或软件或软硬件集成。在物形体系结构中描述的系统覆盖了以下的领域：电子付费、安全和紧急情况处理、综合交通管理、公共交通运营、先进的驾驶便利、出行者旅行辅助、法律约束、货物管理和车队调度。描述了支持在不同系统部分之间进行信息交换的机制（5）KAREN提出的标准问题2.4日本的智能交通框架体系信息模型控制模型子服务的信息处理表子服务和逻辑框架关系表1目的和步骤2日本ITS体系框架的构成用户服务逻辑框架九大系统：导航系统、电收费系统、辅助安全驾驶、交通优化管理、提高道路管理效率、公共交通支持、提高商用车辆运行效率、行人支持、突发事故车辆运行支持最高子系统：车辆、道路、中心、人员、外部环境最低子系统：个体物理模型整体物理模型服务执行表逻辑框架与物理框架关系表子系统表子系统相互关系图物理框架标准化2.5中国的智能交通系统框架体系1、概述8大服务领域、34项服务和138个子服务2、我国进行ITS体系框架研究的背景3、我国ITS体系框架研究的方法和步骤九五国家科技攻关项目“中国ITS体系框架研究”采用了面向过程的方法步骤：确定用户服务内容建立逻辑框架建立物理框架明确标准化内容4、我国ITS体系框架内容介绍用户服务的定义及领域8个服务领城分别为：交通管理与规划、电子收费、出行者信息、辅助驾驶与安全车辆、紧急事件和安全、运营管理、综合运输、自动公路。ITS体系框架的逻辑结构ITS体系框架的物理框架主要描述物理系统的功能和系统之间交换的框架流智能交通系统逻辑框架分为：功能、系统功能、过程、子过程。交通地理信息及定位技术平台和通信系统交通地理信息及定位技术平台面向交通运输