淺談城市交通共用監(jiān)控信息平臺相關(guān)技術(shù)

城市交通信息化建設(shè)一直都是城市交通建設(shè)和管理部門密切關(guān)注的工作重點。在交通管理領(lǐng)域已經(jīng)建設(shè)成功了幾十個應用系統(tǒng)，包括交通管理基礎(chǔ)信息系統(tǒng)（違章管理、駕駛員管理、車輛管理、非機動車管理、事故管理）、交通管理地理信息系統(tǒng)、交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、非現(xiàn)場執(zhí)法系統(tǒng)、智能卡口系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)和交通信息誘導系統(tǒng)等等，為交通管理作出了巨大的貢獻。

城市交通需要共用監(jiān)控信息平臺

由于現(xiàn)有的交通信息監(jiān)控系統(tǒng)在開發(fā)時沒有進行整體規(guī)劃，各個系統(tǒng)也是由不同開發(fā)商開發(fā)或自行開發(fā)，造成現(xiàn)有系統(tǒng)普遍存在以下問題：1、各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)關(guān)系不清晰，數(shù)據(jù)格式不一致、冗余現(xiàn)象比較普遍，難于進行綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析應用。2、各業(yè)務之間的功能劃分不合理，功能重疊造成業(yè)務人員數(shù)據(jù)多點輸入，增加了業(yè)務部門的工作量。3、各系統(tǒng)獨立運行，操作人員要在不同系統(tǒng)之間切換，操作復雜，也容易出錯。4、多數(shù)系統(tǒng)的兼容性、開放性差，難以進行系統(tǒng)的集成開發(fā)應用。5、開發(fā)工具、設(shè)計方法的不統(tǒng)一，造成后期維護工作量巨大。面對城市交通監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)過程出現(xiàn)的層層問題，亟需站在城市管理的高度，規(guī)劃建設(shè)統(tǒng)一的監(jiān)控信息平臺，將交通各子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)整合處理集成在共用信息平臺上。這一平臺的建成，不僅能為城市交通管理部門提供監(jiān)控數(shù)據(jù)服務，提高智能交通的整體效益，而且大量的信息經(jīng)過處理后，可向廣大的交通參與者提供豐富及時的交通信息服務。

城市交通共用監(jiān)控信息平臺及作用

城市交通共用監(jiān)控信息平臺綜合利用GIS-T、數(shù)據(jù)庫、通信、智能控制等技術(shù)，對城市交通共用監(jiān)控信息平臺各子系統(tǒng)所需要的各種交通監(jiān)控信息進行有組織的采集、傳輸、處理、存儲和發(fā)布，為各子系統(tǒng)提供格式一致、標準統(tǒng)一的共享基礎(chǔ)交通監(jiān)控信息。以共用信息平臺為核心，城市交通共用監(jiān)控信息平臺得以整合成一個完整、先進、智能的交通管理系統(tǒng)。城市交通共用監(jiān)控信息平臺充分利用現(xiàn)有的道路交通資源，為交通管理者和出行者提供交通信息，調(diào)節(jié)道路網(wǎng)上的交通流分布，以達到交通暢通的目的。城市交通共用監(jiān)控信息平臺系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示。

共用信息平臺是整個城市交通監(jiān)控平臺信息組織過程中的信息樞紐，承擔著信息中轉(zhuǎn)站的功能。作為基礎(chǔ)信息平臺，在城市交通信息系統(tǒng)建設(shè)中，共用交通信息平臺具有重要的地位。

實現(xiàn)了城市交通共用監(jiān)控平臺各個子系統(tǒng)間的協(xié)同運作。通過建立共用信息平臺，為先進的交通管理系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)的信息交換和信息共享提供平臺和接口，使得交通信息系統(tǒng)形成一個內(nèi)部協(xié)同運作的大系統(tǒng)，從而最大范圍、最大程度地提高交通信息的利用效率。

圖1 城市交通共用監(jiān)控信息平臺系統(tǒng)拓撲圖

實現(xiàn)了城市各交通管理職能部門間的協(xié)調(diào)。共用信息平臺擁有完整的信息交流體系，保證交通信息資源的全方位、多角度的共享，為城市交通信息系統(tǒng)建立一套良好的運作機制提供技術(shù)保障。

實現(xiàn)了基礎(chǔ)交通信息的共享。通過建立城市共用信息平臺，把由交通信息采集系統(tǒng)或其他子系統(tǒng)采集的基礎(chǔ)交通信息存儲在共用信息平臺中，實行信息共享，避免了不必要的重復性建設(shè)。

有利于交通輔助決策支持系統(tǒng)的發(fā)展。通過建立城市交通共用監(jiān)控信息平臺，在此基礎(chǔ)上開展面向社會公眾的交通信息服務，用戶可以通過交通廣播、可變情報板、互聯(lián)網(wǎng)、交通咨詢熱線電話、路側(cè)廣播、電視等多種渠道得到全方位的城市道路交通信息、公共交通信息和換乘信息等，這樣出行者就可以根據(jù)這些信息確定自己的出行方式并選擇合理的路線。

有利于系統(tǒng)功能的進一步發(fā)展。共用信息平臺為系統(tǒng)功能的擴展提供了通用接口，系統(tǒng)的建立要分步驟、分階段地完成。通過共用信息平臺可以將其他子系統(tǒng)封裝起來，有助于信息系統(tǒng)的開發(fā)與擴展。

城市交通共用信息平臺中的關(guān)鍵技術(shù)

以下主要從共用信息平臺的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、數(shù)據(jù)安全技術(shù)、交通信息通信方式與交通信息發(fā)布技術(shù)等五個方面闡述共用信息平臺的關(guān)鍵理論與技術(shù)。

數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)

先進的交通管理系統(tǒng)實現(xiàn)其功能需求強大的信息支持，因而有必要對作為信息載體的數(shù)據(jù)進行管理。目前數(shù)據(jù)庫管理中主要存在以下問題：交通信息不能達到最大程度的共享、數(shù)據(jù)庫維護困難以及數(shù)據(jù)庫可擴展性差。

基于目前的ITS建設(shè)與信息服務的現(xiàn)狀和需求，平臺對信息的整合應該是強調(diào)一種“基于協(xié)作”的整合，為了實現(xiàn)此目標，我們利用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)組建共用信息平臺的分布式數(shù)據(jù)庫。

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是符合共用信息平臺的管理思想和管理方式的，是由共用信息平臺和城市交通共用信息監(jiān)控平臺的特點決定的，其特點是信息采集和城市交通共用信息監(jiān)控平臺用戶地域上分散，而管理上又相對集中的特點。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是物理上分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是用計算機網(wǎng)絡將地理位置分散而管理和控制上需要不同程度集中的各個邏輯單位連接起來，共同組成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫具有物理分布性，邏輯整體性，站點自制性，數(shù)據(jù)獨立性，控制機制集中于自治相結(jié)合，事物管理分布性等特點；同時擁有提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性，提高數(shù)據(jù)的訪問效率，降低數(shù)據(jù)的通行費用，實現(xiàn)共用信息平臺站點的良好自制性，數(shù)據(jù)庫建設(shè)的靈活性和擴展性等優(yōu)點，而且能夠滿足共用信息平臺的分布式管理和控制的要求，滿足共用信息平臺各站點有自己的控制、管理和使用信息策略的要求。

數(shù)據(jù)融合技術(shù)

數(shù)據(jù)融合，是指多傳感器的數(shù)據(jù)在一定準則下加以自動分析、綜合以完成所需的決策和評估而進行的信息處理過程。信息融合技術(shù)是協(xié)同利用多源信息，以獲得對同一事物或目標更為客觀、更為本質(zhì)認識的信息綜合技術(shù)。信息融合通過對各類數(shù)據(jù)的綜合處理，可以得到比任何單個數(shù)據(jù)源更全面、更準確的交通流狀況信息。

城市交通共用信息監(jiān)控平臺中的信息融合包括信息融合的像素級、特征級和決策級。其中像素級和特征級融合處理的是地面交通信息和部分空間信息，輸出的是對城市交通狀態(tài)的部分描述，如狀態(tài)向量、特征和屬性等；決策級信息融合屬于高層處理，處理的數(shù)據(jù)包括地面交通信息、全部的空間信息、氣象等其他交通相關(guān)的信息以及交通領(lǐng)域?qū)＜业闹R等，輸出的是抽象的結(jié)果，如對交通系統(tǒng)的狀態(tài)、交通系統(tǒng)整體性能評價以及對系統(tǒng)運行的預測等，支持城市交通指揮決策系統(tǒng)的正常運行。

數(shù)據(jù)安全技術(shù)

數(shù)據(jù)加密技術(shù)是最基本的安全技術(shù)，被譽為信息安全的核心。它通過變換和置換等各種方法將被保護信息置換成密文，然后再進行信息的存儲或傳輸，即使加密信息在存儲或者傳輸過程中為非授權(quán)人員獲得，也可以保證這這些信息不為其認知，從而達到保護信息的目的。該方法的保密性直接取決于所采用的密碼算法和秘鑰長度。

根據(jù)密鑰類型不同可以將現(xiàn)代密碼技術(shù)分為兩類：對稱加密算法和非對稱加密算法。對稱加密算法和非對稱加密算法可以分別應用于數(shù)據(jù)加密、身份認證和數(shù)據(jù)安全傳輸。

交通信息通信方式

通信系統(tǒng)是城市交通共用信息監(jiān)控平臺和其他子系統(tǒng)進行信息交換的媒介。城市交通共用信息監(jiān)控平臺與信息采集系統(tǒng)和信息發(fā)布系統(tǒng)進行信息的傳輸，以便及時進行數(shù)據(jù)更新，更好地滿足不同系統(tǒng)的不同要求。為了實現(xiàn)平臺的各項功能，共用信息平臺的通信系統(tǒng)必須可靠性高、覆蓋區(qū)域廣、傳輸速率高及安全性高。

有線通信方式

有線通信方式適用于為城市交通共用信息監(jiān)控平臺的固定用戶提供服務，如交通管理部門。有線通信方式主要有電話、X.25分組交換網(wǎng)、DDN數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)、基于幀中繼的ADSL、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）和異步傳輸模式技術(shù)。

無線通信方式

近幾年來，無線通信技術(shù)在我國發(fā)展很快，并且具有廣闊的應用前景。由于移動用戶是信息平臺的主要服務對象，無線通信技術(shù)將是城市交通共用信息監(jiān)控平臺信息傳輸?shù)闹饕绞?。適用于信息平臺的無線通信技術(shù)主要有無線電廣播、蜂窩網(wǎng)、蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)網(wǎng)、碼分多址蜂窩移動通信網(wǎng)、通用分組無線系統(tǒng)、專用短程通信和衛(wèi)星通信。

與無線通信技術(shù)相比，有線通信技術(shù)在技術(shù)上更成熟、可靠，傳輸效率較高，通信成本也相對低廉，適合于大量數(shù)據(jù)的傳輸；無線通信方式是平臺用戶的主要傳輸方式，具體應用應當根據(jù)實際情況進行選擇。

交通信息發(fā)布技術(shù)

信息發(fā)布是城市交通共用信息監(jiān)控平臺提供的交通信息與出行者之間的直接交互界面。出行者對系統(tǒng)的認識，主要來源于信息發(fā)布，信息發(fā)布至關(guān)重要。主要的交通信息發(fā)布方式有互聯(lián)網(wǎng)、電話查詢、電纜電視或交互式電視、交通廣播、可變情報板、車載機信息顯示板、電子站牌和PDA等。

結(jié)束語

城市交通共用信息監(jiān)控平臺建設(shè)中，對信息標準化提出了要求，因此有必要規(guī)劃與建設(shè)交通信息共享平臺。共用信息平臺可以保證城市交通共用信息監(jiān)控平臺甚至ITS系統(tǒng)各部分之間的良好兼容性，有利于系統(tǒng)的整合和擴展。在對面向城市交通共用信息監(jiān)控平臺的共用信息平臺的研究中，對共用信息平臺的關(guān)鍵理論與技術(shù)研究旨在為今后的城市交通共用信息監(jiān)控平臺搭建理論指導和技術(shù)支持。