智能运输系统概论第2章

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1、智能运输系统概论 （第三版）,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 21世纪交通版高等学校教材,杨兆升 于德新 主编 史其信 高世廉 主审,目 录,第1章 绪论 第2章 智能运输系统的体系框架 第3章 智能运输系统的理论基础 第4章 交通信息采集与处理技术 第5章 通信技术 第6章 车辆定位技术 第7章 网络技术 第8章 数据库技术 第9章 新技术在智能运输系统中的应用 第10章 交通信息服务系统,第2章 智能运输系统的体系框架,2.1 概述,因而在ITS建设中，迫切需要一个纲领性和宏观指导性的技术文件，以保证ITS各阶段的建设内容能够在统一的框架下有效集成，使得ITS的各个组成部分之间、乃至

2、不同地区的ITS间能够互联互通、信息共享。,对于ITS体系框架逐步产生了迫切的需求，世界各国提出并制定了ITS体系框架的具体解决方案。,2.1.1 ITS体系框架的意义与功能,随后，世界上很多国家和地区都进行了各自的ITS体系框架研究工作，如新加坡、韩国、香港等，并且在其指导下进行ITS研究工作。 我国于2000年也开始了中国ITS系统框架的研究，并且于2001年正式出版了中国智能运输系统体系框架研究总报告，来指导我国的ITS研究工作的开展。,2.1.1 ITS体系框架的意义与功能,科技人员可利用其来设计、研制和管理ITS，根据实际需求提出新的服务功能。 ITS体系框架为政府机关制定发展规划提

3、供基本原则，为建设实施者提供实施依据，为规划提供支持，为综合的ITS项目提供基本原理。,2.1.1 ITS体系框架的意义与功能,2.1.2 ITS体系框架的组成部分,ITS体系框架主要由以下部分组成：用户服务、逻辑框架、物理框架、通信体系结构、ITS标准化、费用效益评价和实施措施。,（1）用户服务 从用户的角度来描述ITS的系统功能，对用户要求进一步细化。用户主体是服务面对的主要用户，也是在某服务领域指定需求的承受主体；服务主体是指服务的提供商，与用户主体是服务与被服务的关系。,用户服务是ITS体系框架开发的基础，用户服务需求是ITS标准结构的基本需求。,2.1.2 ITS体系框架的组成部分,

4、（2）逻辑框架 也称功能体系框架，定义和确定为满足用户需求ITS所必须提供的一系列功能。详细描述智能运输系统各个子系统的逻辑体系结构，定义了子系统的功能及他们之间的数据流。 通常以一系列功能领域的方式描述逻辑体系结构，每个功能领域都定义了功能及数据库，数据库通过数据流与终端相联系。逻辑体系框架为每个功能领域开发了数据流图，显示各功能是如何通过数据流相互联系在一起，又如何与不同的数据库联系在一起，以及如何与终端联系在一起。,2.1.2 ITS体系框架的组成部分,（3）物理框架 是ITS的物理视图，制定系统具体实施策略的基础，是将逻辑框架中的功能实体化、模型化，把功能结构相近的实体（物理模型）归结

5、成直观的系统和子系统，这些系统将由硬件或软硬件来承载。 还需对服务端加以明确。服务端是指存在于系统之外，但与系统有信息交互关系的实体，通常被划分成三种类型：用户型、系统型和环境型。 子系统间及子系统与服务端间的信息传递关系由框架流表示，每条框架流一般对应于逻辑结构中的一条或若干条数据流。,2.1.2 ITS体系框架的组成部分,物理框架与逻辑框架对应关系示意图,2.1.2 ITS体系框架的组成部分,（4）通信体系框架 描述支持在不同系统部分之间进行信息交换的机制。信息交换包括两部分： 可以使数据从一个点传到另一个点的机制及从费用、准确率和延误方面考虑的适应性； 确保正确地解释从另外一个点传来的信

6、息。通信体系框架也描述了用户的通信需求。,（5）标准化 负责提出ITS所需关键技术的标准需求。“标准”是指已被认可的、能够用来指导数据传输的技术规定或准则的文件。 物理体系框架中所定义的子系统之间是相互独立的，为了确保子系统间的整合性，就必须使接口标准化，推荐目前成熟的技术标准或提出标准需求。,2.1.2 ITS体系框架的组成部分,（6）费用效益分析评价 对ITS项目实施进行效益分析评价是ITS研究和应用中的关键组成部分之一。通过对项目的经济合理性、技术可行性、经济效益、社会与环境影响以及项目风险做出评价，为ITS项目的可行性研究、方案比选、实施效果分析以及为已有的系统运行优化和未来项目的投资

7、提供科学依据。,（7）实施措施及策略 目前交通运输的组织管理部门众多，在管理体制上存在一定的弊端，为了确保系统顺利实施，必须在体系框架中包括ITS建设的组织体系和发展策略，作为以后实施时的建议或参考。,2.1.3 ITS体系框架的开发方法,ITS体系框架的开发包括：用户服务、逻辑框架、物理框架、指导ITS建设、框架修订和完善。其对应关系如图所示。,2.1.3 ITS体系框架的开发方法,ITS体系框架主要有两种开发方法：面向过程和面向对象的方法。前者典型代表为美国和欧洲的ITS体系框架，后者的典型代表为日本和澳大利亚的ITS体系框架。,2.1.3 ITS体系框架的开发方法,2.1.3 ITS体系

8、框架的开发方法,2.1.3 ITS体系框架的开发方法,两种ITS框架设计方法的比较,第2章 智能运输系统的体系框架,2.2 美国智能运输系统体系框架,1996年6月建立国家级系统架构的最初版本。1997年1月美国运输部公布了美国国家ITS体系框架第一版，1998年9月公布了修订后的国家ITS体系框架（第二版），1999年12月推出了第三版，2004年4月1日颁布第五版，目前已经推出第七版。,2.2.1 开发方法与开发步骤,2.2.2 体系框架构成,美国ITS体系框架分为三个层次，分别是制度层、运输层和通信层。,制度层包括保证智能运输系统有效实施、操作和维护所需要的机构、政策、融资机制和流程，是

9、体系框架的底层，良好的制度支持和有效的决策是ITS项目顺利进行的先决条件。 运输层定义了运输服务的子系统、接口以及每个子系统的基本功能和数据，是体系框架的核心层。 通信层从整体上描述了ITS的通信服务和技术支持，为各系统之间的集成提供有效的通信保障。,2.2.2 体系框架构成,美国ITS体系框架主要包括七部分，分别是用户服务、逻辑框架、物理框架、安全、服务组件、标准和体系应用。,美国ITS体系结构视图,2.2.2 体系框架构成,2.2.2 体系框架构成,2.2.2 体系框架构成,2.2.2 体系框架构成,2.2.2 体系框架构成,2.2.2 体系框架构成,2.2.2 体系框架构成,美国ITS顶

10、层物理框架示意图,2.2.2 体系框架构成,2.2.2 体系框架构成,第2章 智能运输系统的体系框架,2.3 日本智能运输系统体系框架,研究主张：高效地发展一个完整的智能运输系统，保证各子系统之间协同工作，并通过系统之间的协调统一，方便系统的扩展，同时帮助发展国家ITS标准和国际ITS标准。 最大的特点是强调ITS信息的交互和共享，整个ITS建设是社会信息化（e-Japan）的一部分。,2.3.1 开发方法与开发步骤,2.3.2 体系框架构成,2.3.2 体系框架构成,2.3.2 体系框架构成,2.3.2 体系框架构成,第2章 智能运输系统的体系框架,2.4 欧洲智能运输系统体系框架,1999

11、年8月和10月，先后完成了逻辑框架和物理框架，此后陆续补充完善其他部分的内容，形成了欧盟整体的ITS框架。 与包罗万象、内容覆盖全面的美国ITS体系框架相比，欧盟ITS体系框架在内容上选取典型系统进行详细分析，并非以“全”为目的。,2.4.1 开发方法与开发步骤,2.4.2 体系框架构成,与美国相似，主要由用户需求、逻辑体系结构、物理体系结构、通信体系结构和标准五部分组成。,2.4.2 体系框架构成,2.4.2 体系框架构成,2.4.2 体系框架构成,2.4.2 体系框架构成,第2章 智能运输系统的体系框架,2.5 中国智能运输系统体系框架,中国制定ITS体系框架的主要目标如下： 明确总体需求

12、，全面了解用户需求，并对分类汇总。 明确中国ITS体系框架，以用户需求和用户服务为基础，分析总体框架结构，提出系统的基本构成和各构成部分的基本相互关系。 分析影响中国ITS发展的技术和经济因素。,2.5 中国智能运输系统体系框架,2.5.1 开发方法与开发步骤,国家科技部于2000年3月组织全国交通运输领域的专家组成专家组，针对 “九五”国家科技攻关项目“中国ITS体系框架研究”，采用面向过程的方法，起草了中国智能运输系统体系框架。,2.5.1 开发方法与开发步骤,2.5.1 开发方法与开发步骤,2.5.2 体系框架构成,我国ITS体系框架主要包括如下部分：用户主体、服务主体、用户服务、系统功能、逻辑框架、物理框架、ITS标准、经济技术评价。,ITS体系框架各组成部分与服务的关系,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,中国体系框架（第二版）用户服务列表,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,2.5.2 体系框架构成,