交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架研究

1、251交通與計(jì)算機(jī)2008年第5期第26卷總144 期交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架研究周紫君王輝林垚張麗(西北工業(yè)大學(xué)西安7100723摘要闡述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程中的重要作用, 系統(tǒng)介紹了交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)體系框架的結(jié)構(gòu)及主要內(nèi)容, 重點(diǎn)分析體系中主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的作用及編制思路。關(guān)鍵詞交通科學(xué)數(shù)據(jù); 數(shù)據(jù)共享; 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范; 體系框架中圖分類號(hào):G203TP3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A問題的提出1 , 在科學(xué)數(shù)據(jù)共, 依據(jù)國家科學(xué)數(shù)據(jù)共223, 同時(shí)考慮公路、鐵路、水運(yùn)、民航等領(lǐng)域在數(shù)據(jù)描述、共享系統(tǒng)建設(shè)與管理、共享服務(wù)等方面的標(biāo)準(zhǔn)化需求綜合研究制定的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架總體分3個(gè)層次, 即指

2、導(dǎo)類標(biāo)準(zhǔn)、通用類標(biāo)準(zhǔn)和領(lǐng)域?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)。其中通用類標(biāo)準(zhǔn)又分為數(shù)據(jù)類、管理與建設(shè)類和服務(wù)類3個(gè)類別的標(biāo)準(zhǔn) 。異, 水運(yùn)鐵路、民航等多種運(yùn)輸方式, 使數(shù)據(jù)共享工作的展開面臨極大的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)資源如何分類, 如何描述其內(nèi)容、結(jié)構(gòu), 如何規(guī)范數(shù)據(jù)單元, 如何定義數(shù)據(jù)的特征等問題是在交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享工作開展前就應(yīng)解決的首要問題1。2 交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程的管理和建設(shè)需要標(biāo)準(zhǔn)。交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程龐大、復(fù)雜, 需要投入很多的人力、物力、財(cái)力來確保整個(gè)工程的合理、有序、高效運(yùn)行, 包括對(duì)數(shù)據(jù)共享的管理, 共享系統(tǒng)運(yùn)行管理, 規(guī)范系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)據(jù)中心建設(shè)的程序和方法。所有這些規(guī)章及規(guī)范構(gòu)成了交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程運(yùn)行管

3、理機(jī)制的重要環(huán)節(jié)。3 交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享的服務(wù)依賴標(biāo)準(zhǔn)。交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享的最終目標(biāo)是將整合加工的數(shù)據(jù)資源, 通過現(xiàn)代信息技術(shù)手段, 向社會(huì)提供服務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)化程度的高低直接決定服務(wù)質(zhì)量的好壞, 從數(shù)據(jù)的采集、加工、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)的匯交、分發(fā)、應(yīng)用, 都必須依據(jù)標(biāo)準(zhǔn), 自上而下使整個(gè)交通行業(yè)的數(shù)據(jù)共享服務(wù)規(guī)范化, 推動(dòng)和促進(jìn)科學(xué)數(shù)據(jù)共享的廣度和深度。圖1交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)體系框架圖交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建立原則如下:1 科學(xué)性。標(biāo)準(zhǔn)化的最基本原則, 是采用所述標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的根本保障。2 系統(tǒng)性。是標(biāo)準(zhǔn)體系中各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別的體現(xiàn), 應(yīng)做到內(nèi)容全面和層次

4、合理。3 先進(jìn)性。充分利用現(xiàn)有先進(jìn)技術(shù), 積極等同或等效采用國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)。4 可擴(kuò)充性。既要考慮目前的技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展水平, 也要對(duì)未來的發(fā)展趨勢有所預(yù)見。交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是在國家及收稿日期:20082062173科技部國家基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):2005D KA33100 資助標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系主要內(nèi)容3. 1指導(dǎo)類標(biāo)準(zhǔn)國家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程中給出的定義是指與交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架研究周紫君王輝林垚 等351標(biāo)準(zhǔn)的制定、應(yīng)用和理解等方面相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。在本體系中, 它應(yīng)能闡述交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)化的總體需求、概念、組成和相互關(guān)系, 以及使用

5、的基本原則和方法等。除包括國家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程中頒布的系列指導(dǎo)類標(biāo)準(zhǔn)之外, 還包括交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享概念與術(shù)語等交通領(lǐng)域指導(dǎo)類標(biāo)準(zhǔn)。3. 2通用類標(biāo)準(zhǔn)通用類標(biāo)準(zhǔn)是指交通行業(yè)在公路、鐵路、水運(yùn)、民航等領(lǐng)域具有共性的標(biāo)準(zhǔn)。遵循這些標(biāo)準(zhǔn), 能夠?qū)崿F(xiàn)交通各領(lǐng)域數(shù)據(jù)規(guī)范化的定義、描述、加工、整合、存儲(chǔ)及交換無歧義理解。主要通用類標(biāo)準(zhǔn)有:1 數(shù)據(jù)類標(biāo)準(zhǔn)。如元數(shù)據(jù)內(nèi)容、錄、交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)圖式表達(dá)目錄、格式等。2 管理與建設(shè)類標(biāo)準(zhǔn)。如交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)共享管理辦法、交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)匯交管理辦法、交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)建設(shè)規(guī)范、交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)范、交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定等。3 服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn)。如數(shù)據(jù)

6、加工規(guī)范、元數(shù)據(jù)檢索和提取協(xié)議、交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等。3. 3領(lǐng)域?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)即根據(jù)通用標(biāo)準(zhǔn)制定的、滿足特定領(lǐng)域數(shù)據(jù)共享需求的標(biāo)準(zhǔn), 具體反映某領(lǐng)域數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)類標(biāo)準(zhǔn), 如公路水運(yùn)領(lǐng)域共享元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn), 即可在交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上, 結(jié)合公路水運(yùn)所擁有的數(shù)據(jù)資源特征, 進(jìn)行擴(kuò)展和細(xì)化。4. 1數(shù)據(jù)分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)編制目的在于準(zhǔn)確地識(shí)別和有效地管理交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù), 保證其在科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程范圍內(nèi)組織、存儲(chǔ)及交換的一致性。交通行業(yè)已存在各種各樣的分類對(duì)象和分類習(xí)慣, 如何最大程度的統(tǒng)一分類思想, 既尊重現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)和信息系統(tǒng)對(duì)交通資源的分

7、類方式和用戶的檢索習(xí)慣, 又要兼顧科學(xué)數(shù)據(jù)共享對(duì)資源分類的各種要求, 最終保證交通領(lǐng)域產(chǎn)生的各種科學(xué)數(shù)據(jù)資源有類可歸, , 其中, 水運(yùn)、民航和綜合運(yùn)輸。, 每一中類下劃分若干小類, 共計(jì)43個(gè)中類和247個(gè)小類, 按照國家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程統(tǒng)一的編碼規(guī)則對(duì)各類逐級(jí)進(jìn)行編碼。交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)中類的劃分主要參考G B/T 1374592學(xué)科分類與代碼表中有關(guān)交通運(yùn)輸行業(yè)的類目設(shè)置, 以及中國圖書資料分類法中類目的設(shè)置, 對(duì)較成熟的類目基本沿用, 其他中類類目則根據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)的內(nèi)容特征、行業(yè)特點(diǎn)等確定。而小類的劃分以學(xué)科分類體系為主要依據(jù), 兼顧行業(yè)數(shù)據(jù)的來源、存在形式、形成過程、未來需求和方便檢索的

8、原則, 力求類目設(shè)置完整、數(shù)量均衡。4. 2元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù), 是對(duì)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)集合的規(guī)范化描述。交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)定義了完整描述交通領(lǐng)域具體數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)集時(shí)需要的數(shù)據(jù)項(xiàng)集合、各數(shù)據(jù)項(xiàng)語義定義等3。它提供了有關(guān)交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)、內(nèi)容、分發(fā)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、參照、數(shù)據(jù)模式、圖式表達(dá)、擴(kuò)展、限制和維護(hù)等信息。交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)在科技部頒布的科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上, 在包含其核心元數(shù)據(jù)的前提下, 裁減參考元數(shù)據(jù)并新建凸顯交通資源特征的實(shí)體和元素編制而成。在定義和描述元數(shù)據(jù)時(shí)采用3種方式:摘要表示、數(shù)據(jù)字典描述和UML 圖描述4。依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn), 交

9、通行業(yè)各數(shù)據(jù)資源擁有單位對(duì)各自的在線或離線資源進(jìn)行標(biāo)引并著錄, 提交元數(shù)據(jù)至交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(以下簡稱“共享數(shù)據(jù)管理后臺(tái), 管理員審核相關(guān)元數(shù)據(jù)內(nèi)容網(wǎng)”體系中重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)的剖析交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)體系中的各專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn), 以國家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程頒布的系列指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù), 在深入學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)共享理論和廣泛調(diào)研行業(yè)資源需求的前提下, 借鑒科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程中其他試點(diǎn)單位的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)編制經(jīng)驗(yàn), 結(jié)合交通領(lǐng)域資源特色, 遵循急用先行的原則, 研究制定。從數(shù)據(jù)分類編碼、元數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)元、數(shù)據(jù)匯交管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等方面入手, 逐步豐富、完善, 滿足交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享的需要。451交通與計(jì)算機(jī)2008年第5期第26卷

10、總144 期的真實(shí)性、可靠性、安全性, 經(jīng)審核合格的元數(shù)據(jù)給予發(fā)布。目前, 交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)已著錄元數(shù)據(jù)2000余條, 并將核心元數(shù)據(jù)提交國家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái), 通過資源整合接口, 在平臺(tái)門戶上即可跨平臺(tái)檢索到交通科學(xué)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)。4. 3數(shù)據(jù)元目錄標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)元是用來描述數(shù)據(jù)的最基本單元, 是數(shù)據(jù)建模的基本元素, 更微觀的保障了“共享網(wǎng)”數(shù)據(jù)資源的共享與交換。交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)元目錄標(biāo)準(zhǔn)解決了“共享網(wǎng)”科學(xué)數(shù)據(jù)資源生產(chǎn)、管理、服務(wù)中, 相同概念的數(shù)據(jù)元, 由于命名、定義、分類標(biāo)識(shí)、表達(dá)格式、數(shù)據(jù)類型、表示方法等不一致造成的混亂, 對(duì)內(nèi), 采集、加工、; 對(duì)外, 方, 、分發(fā)、服務(wù)和應(yīng)用交通運(yùn)輸

11、科學(xué)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)元目錄在公路水運(yùn)領(lǐng)域參考行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元集標(biāo)準(zhǔn), 從中選取部分科學(xué)數(shù)據(jù)共享所需的數(shù)據(jù)元, 但描述方式仍然遵守科技部頒布的數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)化原則與方法的要求。鐵路、民航領(lǐng)域、部分公路和水運(yùn)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)元無正式行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可依, 因此按照自下而上的方法, 提取行業(yè)現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)元, 并梳理領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源, 兼顧未來資源整合需求進(jìn)行數(shù)據(jù)元目錄的編制, 最終形成總的交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)元目錄?？傊煌茖W(xué)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)元目錄, 的制定, 為交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程中涉及的數(shù)據(jù)元提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn), 保證了相同概念的數(shù)據(jù)元在語義上的無歧義理解, 提高建庫質(zhì)量, 促進(jìn)數(shù)據(jù)加工的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,

12、推動(dòng)了交通領(lǐng)域科學(xué)數(shù)據(jù)在各個(gè)層面上的集成與共享。享的建設(shè)、管理、服務(wù)等方面有價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。2 交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是一個(gè)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的體系, 它所包含的某些專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)正處于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的狀態(tài)中, 需要根據(jù)其在共享工程中的應(yīng)用效果, 結(jié)合行業(yè)技術(shù)專家和國家科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制專家的意見, 不斷的進(jìn)行修改完善, 最終達(dá)到穩(wěn)定成熟。3 構(gòu)成交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的每項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn), 。, 并負(fù)責(zé)管理國家郵政局和新組建的國家民用航空局。目前, 交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享資源對(duì)象僅包含公路、鐵路、水運(yùn)、民航4個(gè)交通運(yùn)輸領(lǐng)域, 今后, 交通郵政運(yùn)輸也必將納入到交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程范圍中。因此, 現(xiàn)有的交通科

13、學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的具體內(nèi)容, 還有待進(jìn)一步的研究和深化5, 相信隨著交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程的不斷推進(jìn), 必將使交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)逐步走向成熟。參考文獻(xiàn)1徐楓. 科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)體系框架J.中國基礎(chǔ)科學(xué),2003(1 :442482國家信息中心. 科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn). SD/T10032004科學(xué)數(shù)據(jù)共享概念與術(shù)語第1部分:概念(征求意見稿 S.北京:國家科技部,20053國家信息中心. 科學(xué)數(shù)據(jù)工程共享技術(shù)標(biāo)準(zhǔn). SDS/T21122004科學(xué)技術(shù)共享工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿 S.北京:國家科技部,20054王輝, 林垚. 周紫君. 基于元數(shù)據(jù)的交通運(yùn)輸科學(xué)數(shù)據(jù)共享平

14、臺(tái)設(shè)計(jì)J.交通與計(jì)算機(jī),2008,26(2 :875耿慶齋, 朱星明. 水利科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)體系研究結(jié)論1 交通科學(xué)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是一個(gè)與構(gòu)建J.水利學(xué)報(bào),2007,38(2 :2352236開放的體系, 在科學(xué)數(shù)據(jù)共享活動(dòng)進(jìn)行過程中, 可以根據(jù)具體的應(yīng)用情況, 隨時(shí)補(bǔ)充制定對(duì)數(shù)據(jù)共(下轉(zhuǎn)第130頁031交通與計(jì)算機(jī)2008年第5期第26卷總144 期點(diǎn)信號(hào)控制實(shí)時(shí)性的要求, 同時(shí)整個(gè)單點(diǎn)控制系統(tǒng)的軟硬件可靠性也得到了提高。本研究僅著眼于單點(diǎn)自適應(yīng)信號(hào)控制系統(tǒng)的嵌入式設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn), 在具體模型和算法方面還存在諸多不足, 后續(xù)研究可以在此平臺(tái)上開發(fā)更智能的自適應(yīng)控制參數(shù)優(yōu)化算法、更精確的交通

15、預(yù)測模型, 并根據(jù)不同的交通流狀態(tài)選擇不同的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù), 方便地嵌入到信號(hào)控制機(jī)中, 真正意義上實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)信號(hào)控制的實(shí)時(shí)性、精確性和智能化。此外, 還需要開發(fā)更為開放和通用的通訊接口協(xié)議, 實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)與不同品牌信號(hào)控制機(jī)的兼容, 為后續(xù)將其嵌入到整個(gè)城市的交通控制系統(tǒng)中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1楊曉光. 中國城市道路交通實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制與管理系統(tǒng)研究J.交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào), 2001, 1(2 :742772聶磊, 楊曉光, 馬萬經(jīng), 等. 單點(diǎn)實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)C .武漢:武漢理工大學(xué),20063王卓, 包杰. 嵌入式Linux 系統(tǒng)及其應(yīng)用前景J.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用, 2

16、004(5 :5284Wey W M , J ayakrishnan Traffic SignalPlatoon Research , 2159w are Design of Embedded IsolatedIntersection Self 2adaptive Control SystemYAO Jiao 1SHI B aiying 1MA W anjing 1ZH ONG Zhangjian 2(Tong j i Uni versit y , S hang hai 20092, Chi na 1(Changs ha Uni versit y of S cience and Technol

17、og y , Changsha 410076, Chi na 2Abstract :The application of embedded technology to the isolated signal control system can not only make possiblethe self 2adaptive optimization of time plan in the signal controller , but also supervise the isolated signal status through theremote control center , wh

18、ich paves a solid ground for embedding isolated intersection adaptive control system into the whole urban traffic control system. Based on analyzing the architecture of the embedded isolated intersection self 2adaptive control system , and on embedded Linux platform , a self 2adaptive optimization algorithm in the embedded unit and the su 2pervision terminal and control software were designed. The prospect of f urther development and upgrade of the system was also presented.K ey w ords :embedded ; isolated intersection self 2adaptive ; signal controller ; supervision terminal(上接