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中国智能交通信息系统大集成方案


作者:同方数字城市产业本部 王顺德 来源:RFID世界网 2010-12-14 15:21:34
摘要:本文提出了我国智能交通信息系统,包括水、陆、空交通领域的各种方式,即涉及高速公路、普通公路、铁路、高铁、民用航空、内河航运、海运、城市道路、公交、出租车及停车场等所有的交通方式智能化/信息化系统的大集成规划方案(框架)C-NTCIP策略。
  前 言

  近10年来,随着国民经济的各项事业的飞速发展,给各种交通方式都带来了前所未有的压力,交通事业的发展,离不开信息技术对它所带来的革命性变化。目前我国的智能交通系统,多在自身系统内部实现其智能化功能,而缺乏从整个交通行业信息系统的整合出发,更好地与国际接轨。

  然而本提案要阐明的仅为实现我国智能交通信息系统大集成的必要性和可能性,提出解决途径。

  第一节 NTCIP的概念

  为了关注我国智能交通系统的国际标准进展,有必要简要了解一下国际上正在兴起,我国也有一些人开始关注的所谓“智能交通系统国家运输通信协议”,即NTCIP的概念。NTCIP的重要性在于它就象互联网TCP/IP 协议那样,很可能会成为国际交通行业内的Internet。通过信息系统的规范和整合,实现整个交通系统的运行、控制、管理及指导所有旅行信息、运输信息的服务。

  第二节 对于我国智能交通信息系统的总体考虑

  2.1 我国ITS信息系统大集成的总体框架

  美国ITS高效运营目标的实现,在很大程度上取决于全国性、整体化的交通运输信息网络。这个信息网络需要收集的信息包括:交通基础设施的自然状态、使用与维护档案、环境状况、天气条件等信息。

  我国的ITS的发展现状,尤其是还未在系统集成和现场设备产品的研制方面与国际NTCIP标准接轨上迈出实质性的步伐。

  即使美国先发展了开始基于城市道路、城际公路、铁路的NTCIP标准,但毕竟还不完善,有些标准也还在发展中,也不是在整个交通领域都实施了NTCIP标准,且目前还不是业内的Internet。我国可否自主创新地发展自己的NTCIP标准,在整个交通领域从软件到硬件,从Center to Center 与Center to Field 两个方面来规划我们的系统,是值得考虑的问题。下图是针对我国目前智能交通系统的现状,打算分两步来实施我国智能交通信息系统大集成的方案规划构想:1)在条件不具备满足NTCIP标准的情况下的解决办法(这是目前我国交通系统的现状);2)在条件具备满足NTCIP标准的情况下的解决办法(等待我国ITS的NTCIP标准制定基本出台的情况下)。


图1A:我国智能交通信息系统在非NTCIP情况下,大集成平台的总体规划框架结构构想

  在1)的解决方案中,数据交换平台是必要的。按照NTCIP标准的总体分类,可以把整个交通系统的全部工程分为“中心—中心(Center to Center)与中心—现场设备(Center to Field)”两大部分。

  规划我国的智能交通信息系统大集成平台的结构时,本文打算将“中心-中心”的集成平台分为四级,即:国家级中心、部委级中心、专业级中心、和枢纽级中心。

  这四级集成中心平台的功能初步可以界定为:

  1) 国家级和部委级中心集成平台,其功能只起到各交通方式信息集中、共享、显示、监管的作用(以图1中一般信息集成为主);

  2) 各专业级中心集成平台的功能,起到信息集中、共享、显示、运行管理、具体运行、监控、指挥调度和实际执行的作用(这一级的集成内容更加全面和重要,不仅包括一般信息集成、还包括各交通行业运行管理信息集成,更重要的是包括各交通行业内部对现场交通工具和设备的指挥调度等重要功能模块的调用,具有真正实际意义上的监视与控制作用);

  3) 枢纽级集成平台的功能,起到各交通方式信息集中、共享、显示、运营管理的作用(以一般信息集成与行业运营管理信息集成相结合为主)。

  这四级功能的界定,就给我们规定了各级集成中心的职责,也符合我国现行的管理运行体制的现状,没有打乱原有各交通方式专业系统内各自负责的核心功能模块的指挥调度、经营权和运营权,不至于产生互相干涉和紊乱,甚至互相侵犯各自利益的局面,做到了各交通系统的功能各自独立;而同时又把各种交通方式应该提供给各级有关部门领导和相关人员知道的信息做到了互相共享,以便作出正确的指挥和监管;并对紧急出现的各种社会应急事件作出正确地处理,比如四川汶川地震、青海玉树地震、甘肃舟曲的特大泥石流、洪涝灾害对交通设施的损坏、或突发性的恐怖事件与袭击、以及战争来临等,都需要上自党中央、国务院,下到各地各级领导人员,对各种交通方式的全面情况的掌握,以便正确指挥和处理。而这一部分的信息应该是透明共享的,便于各级系统的集成,而没有交通种类的不同有所障碍。这样一个系统既有信息共享(在网络实现手段上是外网),又有功能独立(在网络实现手段上是内网或专网),做到了跨系统、跨部门、跨行业、跨地域的综合集成,真正起到了ITS建设的核心特征作用,应该是两全其美的大集成方案!

  由上述分析,中国国家智能交通信息系统的大集成方案的必要性和可行性均是清楚的,也可以说是中国式的NTCIP,或叫做C-NTCIP。这个大集成方案可以成为C-NTCIP规范的基本框架结构,C-NTCIP的细化工作可以分部门,分专业的去完成,建议由国家有关部门去组织实施。

  图1A中所示系统结构中,C2C与C2F的数据交换是靠一个叫“数据交换平台”的模块中的中间件来实现其数据接口、数据结构和协议规范的不同进行转换来获得数据通信的;但如果我们采用NTCIP规范来统一C2C和C2F各设备之间的接口、数据格式和协议规范的不同所带来的不便,那么就一并解决了非NTCIP系统的麻烦,则可以各设备之间进行直接通信!如图1B所示,这是我们关注在我国发展与国际接轨的NTCIP标准在我国智能交通领域应用的最终目标所在。


图1B:我国智能交通系统符合NTCIP集成平台的总体结构构想

  这里应特别指出的是,在实际工程中,组建图1A和1B中所示的内网和外网时,可以根据需要,不仅只组建内、外两个网络,还可以组建更多的在物理上隔离的网络以适应不同的需要。比如,一个路侧的显示屏,可能显示一些礼貌用语(外网信息),但也可能显示一些道路交通控制信息(内网信息),属于这种情况,就需要两个内网(内网1和内网2)和一个外网。内网1上全部连接纯属内网信息服务器,而内网2则连接可能兼容既有内网信息又有外网信息的服务器,那么该显示屏的现场控制计算机配置双网卡就可以了。

  2.2 智能交通信息系统的工程内容

  信息化是目前各行各业追求的目标,说穿了,就是要建设一个具有综合电子信息系统(CEIS—Colligate Electronics Information System)的交通系统。信息化是目标或目的,而智能化则是实现这个目的的手段和技术保障,两者是同一个事物不可分割的两个侧面。抽象地说,就是要建设一座“信息大厦”,对不同的行业,有不同的“信息大厦”。

  从下面图中可以看出,支撑这座交通行业的“信息大厦”的基础是计算机网络平台;“大厦”的主体工程是常规安全设施系统、普通信息设施系统、交通专用设施系统、交通应用信息系统和机房工程;而顶层则是软、硬件的系统集成平台---运行管理平台,即指挥调度中心(或中央集成系统)。我们可以根据它们在整个“信息大厦”中的功能和作用,分别给它们定义为基础工程、核心工程、主体工程和亮点工程。


图2:智能交通信息系统工程的主要内容

  根据图1A和1B,可以对我国智能交通信息系统的核心工程,以交通枢纽级集成中心为例,做一个网络平台硬件系统建设方案,如下图3A和3B所示。

  在此应说明的是,交通枢纽中的汇聚层在各交通专业级分中心内;除国家级中心外,其他各级集成中心的层次地位可根据需要,相应地进行层次地位的转变。

  特别应说明的是:图3A、3B中所标示的各网络层的带宽和传输介质光缆的芯数设计,只是暂设的指标,今后可以根据各工程的实际需要和特殊要求而做变更调整。

  结束语

  总的来说,我国的智能交通系统的产品,基本上处于各自为政的研究和生产状态,究其原因来讲,作者认为,其主要原因是国家没有一个统一的智能交通运输通信协议的规范或标准,导致从事智能交通行业的研究所、公司和生产厂家形成各自为政的研究和生产局面,各交通系统的信息的全面集成整合是目前的一大难点。为此作者阐明了要尽快制定我国自己的智能交通运输通信协议规范标准(C-NTCIP)的观点,并具体提出了C-NTCIP标准的基本框架结构思路和具体工程实施的网络组网方案,企图实现整个交通领域内所有交通手段的信息系统大集成方案。

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