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中國(guó)智能交通信息系統(tǒng)大集成方案

  前 言

  近10年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各項(xiàng)事業(yè)的飛速發(fā)展,給各種交通方式都帶來(lái)了前所未有的壓力,交通事業(yè)的發(fā)展,離不開(kāi)信息技術(shù)對(duì)它所帶來(lái)的革命性變化。目前我國(guó)的智能交通系統(tǒng),多在自身系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)其智能化功能,而缺乏從整個(gè)交通行業(yè)信息系統(tǒng)的整合出發(fā),更好地與國(guó)際接軌。

  然而本提案要闡明的僅為實(shí)現(xiàn)我國(guó)智能交通信息系統(tǒng)大集成的必要性和可能性,提出解決途徑。

  第一節(jié) NTCIP的概念

  為了關(guān)注我國(guó)智能交通系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展,有必要簡(jiǎn)要了解一下國(guó)際上正在興起,我國(guó)也有一些人開(kāi)始關(guān)注的所謂“智能交通系統(tǒng)國(guó)家運(yùn)輸通信協(xié)議”,即NTCIP的概念。NTCIP的重要性在于它就象互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP 協(xié)議那樣,很可能會(huì)成為國(guó)際交通行業(yè)內(nèi)的Internet。通過(guò)信息系統(tǒng)的規(guī)范和整合,實(shí)現(xiàn)整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)行、控制、管理及指導(dǎo)所有旅行信息、運(yùn)輸信息的服務(wù)。

  第二節(jié) 對(duì)于我國(guó)智能交通信息系統(tǒng)的總體考慮

  2.1 我國(guó)ITS信息系統(tǒng)大集成的總體框架

  美國(guó)ITS高效運(yùn)營(yíng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),在很大程度上取決于全國(guó)性、整體化的交通運(yùn)輸信息網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)需要收集的信息包括:交通基礎(chǔ)設(shè)施的自然狀態(tài)、使用與維護(hù)檔案、環(huán)境狀況、天氣條件等信息。

  我國(guó)的ITS的發(fā)展現(xiàn)狀,尤其是還未在系統(tǒng)集成和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)品的研制方面與國(guó)際NTCIP標(biāo)準(zhǔn)接軌上邁出實(shí)質(zhì)性的步伐。

  即使美國(guó)先發(fā)展了開(kāi)始基于城市道路、城際公路、鐵路的NTCIP標(biāo)準(zhǔn),但畢竟還不完善,有些標(biāo)準(zhǔn)也還在發(fā)展中,也不是在整個(gè)交通領(lǐng)域都實(shí)施了NTCIP標(biāo)準(zhǔn),且目前還不是業(yè)內(nèi)的Internet。我國(guó)可否自主創(chuàng)新地發(fā)展自己的NTCIP標(biāo)準(zhǔn),在整個(gè)交通領(lǐng)域從軟件到硬件,從Center to Center 與Center to Field 兩個(gè)方面來(lái)規(guī)劃我們的系統(tǒng),是值得考慮的問(wèn)題。下圖是針對(duì)我國(guó)目前智能交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀,打算分兩步來(lái)實(shí)施我國(guó)智能交通信息系統(tǒng)大集成的方案規(guī)劃構(gòu)想:1)在條件不具備滿足NTCIP標(biāo)準(zhǔn)的情況下的解決辦法(這是目前我國(guó)交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀);2)在條件具備滿足NTCIP標(biāo)準(zhǔn)的情況下的解決辦法(等待我國(guó)ITS的NTCIP標(biāo)準(zhǔn)制定基本出臺(tái)的情況下)。


圖1A:我國(guó)智能交通信息系統(tǒng)在非NTCIP情況下,大集成平臺(tái)的總體規(guī)劃框架結(jié)構(gòu)構(gòu)想

  在1)的解決方案中,數(shù)據(jù)交換平臺(tái)是必要的。按照NTCIP標(biāo)準(zhǔn)的總體分類(lèi),可以把整個(gè)交通系統(tǒng)的全部工程分為“中心—中心(Center to Center)與中心—現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(Center to Field)”兩大部分。

  規(guī)劃我國(guó)的智能交通信息系統(tǒng)大集成平臺(tái)的結(jié)構(gòu)時(shí),本文打算將“中心-中心”的集成平臺(tái)分為四級(jí),即:國(guó)家級(jí)中心、部委級(jí)中心、專業(yè)級(jí)中心、和樞紐級(jí)中心。

  這四級(jí)集成中心平臺(tái)的功能初步可以界定為:

  1) 國(guó)家級(jí)和部委級(jí)中心集成平臺(tái),其功能只起到各交通方式信息集中、共享、顯示、監(jiān)管的作用(以圖1中一般信息集成為主);

  2) 各專業(yè)級(jí)中心集成平臺(tái)的功能,起到信息集中、共享、顯示、運(yùn)行管理、具體運(yùn)行、監(jiān)控、指揮調(diào)度和實(shí)際執(zhí)行的作用(這一級(jí)的集成內(nèi)容更加全面和重要,不僅包括一般信息集成、還包括各交通行業(yè)運(yùn)行管理信息集成,更重要的是包括各交通行業(yè)內(nèi)部對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交通工具和設(shè)備的指揮調(diào)度等重要功能模塊的調(diào)用,具有真正實(shí)際意義上的監(jiān)視與控制作用);

  3) 樞紐級(jí)集成平臺(tái)的功能,起到各交通方式信息集中、共享、顯示、運(yùn)營(yíng)管理的作用(以一般信息集成與行業(yè)運(yùn)營(yíng)管理信息集成相結(jié)合為主)。

  這四級(jí)功能的界定,就給我們規(guī)定了各級(jí)集成中心的職責(zé),也符合我國(guó)現(xiàn)行的管理運(yùn)行體制的現(xiàn)狀,沒(méi)有打亂原有各交通方式專業(yè)系統(tǒng)內(nèi)各自負(fù)責(zé)的核心功能模塊的指揮調(diào)度、經(jīng)營(yíng)權(quán)和運(yùn)營(yíng)權(quán),不至于產(chǎn)生互相干涉和紊亂,甚至互相侵犯各自利益的局面,做到了各交通系統(tǒng)的功能各自獨(dú)立;而同時(shí)又把各種交通方式應(yīng)該提供給各級(jí)有關(guān)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)人員知道的信息做到了互相共享,以便作出正確的指揮和監(jiān)管;并對(duì)緊急出現(xiàn)的各種社會(huì)應(yīng)急事件作出正確地處理,比如四川汶川地震、青海玉樹(shù)地震、甘肅舟曲的特大泥石流、洪澇災(zāi)害對(duì)交通設(shè)施的損壞、或突發(fā)性的恐怖事件與襲擊、以及戰(zhàn)爭(zhēng)來(lái)臨等,都需要上自黨中央、國(guó)務(wù)院,下到各地各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人員,對(duì)各種交通方式的全面情況的掌握,以便正確指揮和處理。而這一部分的信息應(yīng)該是透明共享的,便于各級(jí)系統(tǒng)的集成,而沒(méi)有交通種類(lèi)的不同有所障礙。這樣一個(gè)系統(tǒng)既有信息共享(在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)手段上是外網(wǎng)),又有功能獨(dú)立(在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)手段上是內(nèi)網(wǎng)或?qū)>W(wǎng)),做到了跨系統(tǒng)、跨部門(mén)、跨行業(yè)、跨地域的綜合集成,真正起到了ITS建設(shè)的核心特征作用,應(yīng)該是兩全其美的大集成方案!

  由上述分析,中國(guó)國(guó)家智能交通信息系統(tǒng)的大集成方案的必要性和可行性均是清楚的,也可以說(shuō)是中國(guó)式的NTCIP,或叫做C-NTCIP。這個(gè)大集成方案可以成為C-NTCIP規(guī)范的基本框架結(jié)構(gòu),C-NTCIP的細(xì)化工作可以分部門(mén),分專業(yè)的去完成,建議由國(guó)家有關(guān)部門(mén)去組織實(shí)施。

  圖1A中所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,C2C與C2F的數(shù)據(jù)交換是靠一個(gè)叫“數(shù)據(jù)交換平臺(tái)”的模塊中的中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和協(xié)議規(guī)范的不同進(jìn)行轉(zhuǎn)換來(lái)獲得數(shù)據(jù)通信的;但如果我們采用NTCIP規(guī)范來(lái)統(tǒng)一C2C和C2F各設(shè)備之間的接口、數(shù)據(jù)格式和協(xié)議規(guī)范的不同所帶來(lái)的不便,那么就一并解決了非NTCIP系統(tǒng)的麻煩,則可以各設(shè)備之間進(jìn)行直接通信!如圖1B所示,這是我們關(guān)注在我國(guó)發(fā)展與國(guó)際接軌的NTCIP標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的最終目標(biāo)所在。


圖1B:我國(guó)智能交通系統(tǒng)符合NTCIP集成平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)構(gòu)想

  這里應(yīng)特別指出的是,在實(shí)際工程中,組建圖1A和1B中所示的內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)時(shí),可以根據(jù)需要,不僅只組建內(nèi)、外兩個(gè)網(wǎng)絡(luò),還可以組建更多的在物理上隔離的網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)不同的需要。比如,一個(gè)路側(cè)的顯示屏,可能顯示一些禮貌用語(yǔ)(外網(wǎng)信息),但也可能顯示一些道路交通控制信息(內(nèi)網(wǎng)信息),屬于這種情況,就需要兩個(gè)內(nèi)網(wǎng)(內(nèi)網(wǎng)1和內(nèi)網(wǎng)2)和一個(gè)外網(wǎng)。內(nèi)網(wǎng)1上全部連接純屬內(nèi)網(wǎng)信息服務(wù)器,而內(nèi)網(wǎng)2則連接可能兼容既有內(nèi)網(wǎng)信息又有外網(wǎng)信息的服務(wù)器,那么該顯示屏的現(xiàn)場(chǎng)控制計(jì)算機(jī)配置雙網(wǎng)卡就可以了。

  2.2 智能交通信息系統(tǒng)的工程內(nèi)容

  信息化是目前各行各業(yè)追求的目標(biāo),說(shuō)穿了,就是要建設(shè)一個(gè)具有綜合電子信息系統(tǒng)(CEIS—Colligate Electronics Information System)的交通系統(tǒng)。信息化是目標(biāo)或目的,而智能化則是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的手段和技術(shù)保障,兩者是同一個(gè)事物不可分割的兩個(gè)側(cè)面。抽象地說(shuō),就是要建設(shè)一座“信息大廈”,對(duì)不同的行業(yè),有不同的“信息大廈”。

  從下面圖中可以看出,支撐這座交通行業(yè)的“信息大廈”的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái);“大廈”的主體工程是常規(guī)安全設(shè)施系統(tǒng)、普通信息設(shè)施系統(tǒng)、交通專用設(shè)施系統(tǒng)、交通應(yīng)用信息系統(tǒng)和機(jī)房工程;而頂層則是軟、硬件的系統(tǒng)集成平臺(tái)---運(yùn)行管理平臺(tái),即指揮調(diào)度中心(或中央集成系統(tǒng))。我們可以根據(jù)它們?cè)谡麄€(gè)“信息大廈”中的功能和作用,分別給它們定義為基礎(chǔ)工程、核心工程、主體工程和亮點(diǎn)工程。


圖2:智能交通信息系統(tǒng)工程的主要內(nèi)容

  根據(jù)圖1A和1B,可以對(duì)我國(guó)智能交通信息系統(tǒng)的核心工程,以交通樞紐級(jí)集成中心為例,做一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)硬件系統(tǒng)建設(shè)方案,如下圖3A和3B所示。

  在此應(yīng)說(shuō)明的是,交通樞紐中的匯聚層在各交通專業(yè)級(jí)分中心內(nèi);除國(guó)家級(jí)中心外,其他各級(jí)集成中心的層次地位可根據(jù)需要,相應(yīng)地進(jìn)行層次地位的轉(zhuǎn)變。

  特別應(yīng)說(shuō)明的是:圖3A、3B中所標(biāo)示的各網(wǎng)絡(luò)層的帶寬和傳輸介質(zhì)光纜的芯數(shù)設(shè)計(jì),只是暫設(shè)的指標(biāo),今后可以根據(jù)各工程的實(shí)際需要和特殊要求而做變更調(diào)整。

  結(jié)束語(yǔ)

  總的來(lái)說(shuō),我國(guó)的智能交通系統(tǒng)的產(chǎn)品,基本上處于各自為政的研究和生產(chǎn)狀態(tài),究其原因來(lái)講,作者認(rèn)為,其主要原因是國(guó)家沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的智能交通運(yùn)輸通信協(xié)議的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致從事智能交通行業(yè)的研究所、公司和生產(chǎn)廠家形成各自為政的研究和生產(chǎn)局面,各交通系統(tǒng)的信息的全面集成整合是目前的一大難點(diǎn)。為此作者闡明了要盡快制定我國(guó)自己的智能交通運(yùn)輸通信協(xié)議規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(C-NTCIP)的觀點(diǎn),并具體提出了C-NTCIP標(biāo)準(zhǔn)的基本框架結(jié)構(gòu)思路和具體工程實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案,企圖實(shí)現(xiàn)整個(gè)交通領(lǐng)域內(nèi)所有交通手段的信息系統(tǒng)大集成方案。