《智能運輸系統(tǒng)》第3章智能運輸系統(tǒng)體系結構課件

2013.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅1課件編制：王兵、陳旭梅編制單位：新疆大學機械工程學院汽車與交通工程系北京交通大學交通運輸學院交通工程系新疆大學授課人：王兵教材主編：陳旭梅2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅2第3章ITS體系結構ITS體系建設背景介紹ITS體系開發(fā)方法與模式國家級ITS體系結構2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅3

在《辭海》中“框架”的定義是：事物的基本結構。ITS框架（ITSARCHITECTURE）也就是有關于ITS的基本結構。美國ITS框架的定義ITS框架為ITS的設計和擴展提供一般的標準體系、基本的子系統(tǒng)、組成系統(tǒng)的基本要素、以及系統(tǒng)要實現的功能和各部分之間的關系。ITS框架確定了系統(tǒng)各要素如何相互作用、共同工作來實現系統(tǒng)的目標。日本ITS框架的定義

ITS框架描述的是組成系統(tǒng)的各子系統(tǒng)和各種設備之間的基本結構?？蚣苊鞔_各子系統(tǒng)和各種設備相互之間的關系，是系統(tǒng)整體功能的設計和開發(fā)的基礎。同時，ITS框架為系統(tǒng)建設、信息和功能的共享提供便利。3.1ITS體系建設背景介紹2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅4

ITS框架概念總論ITS框架為ITS的設計和開發(fā)提供一般的標準和結構，通過對子系統(tǒng)、功能和系統(tǒng)要素的規(guī)定實現系統(tǒng)的統(tǒng)一，為不同范圍和形式的ITS的兼容與協(xié)調服務，保證投資效益。ITS框架的目標就是在運輸機構和它們各自的子系統(tǒng)之間的信息實時共享，推動了機構間的相互合作。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅5發(fā)展歷程美國一直處于世界前列的位置1993年9月美國交通部開始美國國家ITS框架(theU.S.NationalIntelligentTransportSystemArchitecture)的研究，1997年1月美國國家智能交通框架正式問世。(世界上第一部比較完整的ITS框架著作)目前,美國的NA已發(fā)展到5.0版本。制定《美國區(qū)域級ITS框架指南》（RegionalITSArchitectureGuidance），美國各地區(qū)，城市的ITS框架也迅速展開。

2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅6歐盟各國于1998年4月由來自各國相關部門的專家開始了代號為KAREN（KeystoneArchitectureRequiredforEuropeanNetworks歐洲系統(tǒng)框架基本結構）的項目，在1999年8月和10月完成了邏輯框架和物理框架的開發(fā)。此后相續(xù)完成了其它部分的內容。形成了歐盟整體的ITS框架體系的基礎。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅7日本的國家級ITS體系框架的開發(fā)主要由運輸省、郵電省、通產省、建設省、警察廳五個政府部門（運輸省、通產省、建設省現為國土交通省）和一些相關組織聯(lián)合進行。在1996年7月，完成了用戶服務的定義，然后在1999年10月順利完成邏輯框架、物理解構和標準化的設計，在1999年11月正式全部完成日本國家ITS框架。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅8A.ITS體系框架的開發(fā)方法面向結構的分析方法

是從用戶對系統(tǒng)功能的需求出發(fā)，結構化、模塊化，自頂向下對信息系統(tǒng)進行分析。常用的工具有數據流程圖、數據字典等。面向對象的分析方法

是從用戶需求出發(fā)，將系統(tǒng)的基本要素看成是許多對象，每個對象包含它的數據和操作，共享的對象構成對象類，對對象、對象類及其關系進行分析。3.2ITS體系開發(fā)方法與模式2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅9B.ITS體系框架的開發(fā)模式（1）自上而下模式（top-downapproach）①開展研究的組織形式由政府有關部門（如運輸部）研究決定，并確定管理方式及政策條件；②開展研究的項目一般由該政府部門申請并確立，并分解為若干子題交各組織去研究開發(fā)；③整個研究計劃由該部門統(tǒng)一制定，由各組織參與研究開發(fā)，組織間是競爭與協(xié)作的關系。（2）自下而上模式（bottom-upapproach）

①開展研究的組織形式基本上是獨立的研究開發(fā)實體，缺乏政府部門或更高層次的直接指導；

②開展研究的項目一般由各組織或團體自己確立，并籌集資金，研究成果一般只適用于其內部；

③研究計劃與方向由各組織或團體獨立確定，團體之間缺乏統(tǒng)一的目標，其聯(lián)系十分松散。

“top-down”是由政府部門指導，統(tǒng)一規(guī)劃，這樣使得各研究子題具有較強的統(tǒng)一性和協(xié)調性。國家級的ITS系統(tǒng)體系結構開發(fā)應采取這種模式。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅103.3國家級ITS體系結構2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅11國家級ITS的體系結構組成部分：用戶服務、邏輯框架、物理框架、標準和協(xié)議、ITS評價等。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅12A.用戶服務

體現了用戶對ITS的服務需求，即用戶需要ITS實現什么，服務什么-用戶主體和服務主體.進行ITS體系框架設計的起始點。為系統(tǒng)設計者明確系統(tǒng)的內容和對象。依賴于國家和地區(qū)的環(huán)境和條件。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅13美國用戶服務涉及到包括公共交通和其它多種形式的交通系統(tǒng)，以及其他的一些相關領域。包括八個大類，32個小項。日本用戶服務分為四個等級，即領域－用戶服務－細化的用戶服務－用戶子服務。包括9個服務領域（第一層），21項用戶服務（第二層），56項細化的用戶服務（第三層），172項用戶子服務（第四層）。我國用戶服務包括用戶主體，服務主體，用戶服務。包括8個服務領域，34項服務，138個子服務項，在內容上，和國際通行的ISO標準相比較，增加了綜合運輸、自動公路兩項內容。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅14B.邏輯框架邏輯框架是系統(tǒng)的內容和結構一種抽象表現。主要針對ITS的各級各類用戶服務，定義出提供這些用戶服務所需要的功能模塊、模塊之間的相互關系、以及各模塊之間的信息流。最根本的差異是系統(tǒng)結構的開發(fā)方法?；舅枷耄嫦蜻^程）采用結構化的思想和方法，針對每一類用戶服務，設計出結構相互獨立、功能單一的功能模塊，這些功能模塊之間通過數據流來實現相互聯(lián)系，形成整體子系統(tǒng)并完成相應的功能。（面向對象）主要以統(tǒng)一的建模語言和相關的開發(fā)工具進行開發(fā)和表達。面向對象的設計方法將完成系統(tǒng)功能的組成部分抽象成具體實體、屬性、行為能力的對象，通過這些對象之間的協(xié)調工作實現系統(tǒng)的功能。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅15C.物理框架ITS框架中的物理框架是從實際事實和系統(tǒng)集成的角度出發(fā)，將邏輯框架中定義的各級功能模塊及信息流進行整合，定義出能實現ITS應用要求的各級各類功能實體，以及這些實體之間進行交互的信息流及接口。美國、日本、歐盟代表了它的三個典型的形式。2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅16例:美國國家ITS系統(tǒng)體系結構2.邏輯體系結構（頂層）1.用戶服務層3.物理體系結構（頂層）組用戶服務出行及交通管理1.在途駕駛員信息2.行駛路線導航3.出行者服務信息4.交通控制5.突發(fā)事件管理6.排放測試與污染防治7.公、鐵交叉道口管理出行及交通需求管理8.出發(fā)前的出行信息9.搭乘及預約10．需求管理及運營公共交通運營11．公共運輸管理12．途中換乘信息13．個性化的公交運輸14．公共運輸安全電子收費系統(tǒng)15．電子收費服務商用車輛運營16．商用車輛電子通關系統(tǒng)17．自動化的路側安全檢測18．商用車輛管理程序19．車載安全監(jiān)控系統(tǒng)

20．危險品應急反應21．商用貨物運輸管理應急管理22．緊急通告與人員安全23．應急車輛管理先進的車輛控制與安全系統(tǒng)24．縱向避碰25．橫向避碰26．道路交叉口避碰27．視覺強化避碰28．碰撞前的乘員安全防護29．危險予警30．自動公路系統(tǒng)2009.9教材主編:陳旭梅;課件編制：王兵、陳旭梅17中國ITS的服務領域領域服務名稱領域服務名稱1.交通管理與規(guī)劃(1)交通法規(guī)與執(zhí)行;(2)交通運輸規(guī)劃支持;(3)基礎設施的維護管理;(4)交通控制;(5)需求管理;(6)緊急事件管理5.緊急事件和安全(20)緊急情況的確認及個人安全;(21)緊急車輛管理;(22)危險品及事故的通告;(23)公共出行安全;(24)易受傷害道路使用者安全措施;(25)腳匯處的安全服務2.電子收費(7)電子收費6.運營管理(26)公共規(guī)劃;(27)車輛監(jiān)視;(28)公共運營管理;(29)一般貨物運輸管理;(30)特殊運輸的管理3.出行者信息(8)出行前信息服務;(9)行使中駕駛員信息服務;(10)途中公共交通信息服務;(11)個性化信息服務;(12)路徑誘導及導航服務7.綜合運輸(31)交換客貨信息資源;(32)提供