語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用 (2)

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1、語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用??????21第十一章語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用在本章，我們首先提出智能交通系統(tǒng)（ITS）的信息服務(wù)共享平臺(tái)的功能需求，接著重點(diǎn)描述基于語(yǔ)義網(wǎng)格的共享平臺(tái)五層體系架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)，最后介紹該平臺(tái)的兩個(gè)典型應(yīng)用“長(zhǎng)三角”區(qū)域ITS信息共享平臺(tái)，以及杭州城市實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布和動(dòng)態(tài)導(dǎo)航平臺(tái)。11.1研究背景和相關(guān)工作11.1.1背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的普遍提高，整個(gè)社會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸?shù)男枨笕找嬖黾?，交通運(yùn)輸問(wèn)題已經(jīng)在不同程度上制約著不同國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。作為中國(guó)最為繁榮的區(qū)域之一，長(zhǎng)三角地區(qū)存在重大的交通運(yùn)輸問(wèn)

2、題。不斷惡化的交通條件導(dǎo)致了污染的增加、生產(chǎn)力的下降，以及每年數(shù)以十億計(jì)的支出。最近新增的高速公路和更多的道路緩解了相當(dāng)一部分交通擁塞問(wèn)題。然而再大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入也跟不上輪子增加的速度，再寬的馬路也擺脫不了擁擠的現(xiàn)狀。而智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystem,ITS）在綜合應(yīng)用先進(jìn)的信息、網(wǎng)絡(luò)、通訊和控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上為我們提供了一個(gè)解決上述多種問(wèn)題的方案。智能交通系統(tǒng)是一個(gè)跨多領(lǐng)域、多學(xué)科和多部門的綜合管理平臺(tái)，通過(guò)把信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)應(yīng)用于交通領(lǐng)域，來(lái)緩解道路交通擁堵，減少交通事故，改善道路交

3、通環(huán)境，節(jié)約交通能源，提升交通效率，加強(qiáng)駕駛舒適性，從而建立起一個(gè)智能化的、安全、便捷、高效、舒適、環(huán)保的綜合交通運(yùn)輸平臺(tái)，使交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)發(fā)生根本性的變化，進(jìn)而成為世界交通行業(yè)研究開發(fā)與技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)。語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用??????21目前，各國(guó)普遍將ITS分為如下幾個(gè)功能子系統(tǒng)：先進(jìn)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)（ATIS）、先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)（ATMS）、先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)（APTS）、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)（AVCS）、貨運(yùn)管理系統(tǒng)（CVO）、電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）和緊急救援系統(tǒng)（EMS）。ATIS通過(guò)可變信息指示牌、車載誘導(dǎo)系統(tǒng)和近年采用的全球衛(wèi)星定位系

4、統(tǒng)GPS對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)交通需求和通行能力的空間匹配，包括車輛交通信息服務(wù)系統(tǒng)，社會(huì)交通信息服務(wù)系統(tǒng)。如高速公路路邊設(shè)立的實(shí)時(shí)信息通告牌，城市道路邊設(shè)置的人行道和交通信息通告牌等。ATMS源于傳統(tǒng)的城市交通控制系統(tǒng)，其任務(wù)是通過(guò)自適應(yīng)交通信號(hào)配時(shí)調(diào)整路網(wǎng)需求的發(fā)生時(shí)間，實(shí)現(xiàn)交通需求和通行能力的時(shí)間匹配，包括交通事故檢測(cè)技術(shù)，路徑誘導(dǎo)技術(shù)，路測(cè)通訊技術(shù)，交通預(yù)測(cè)技術(shù)，不停車收費(fèi)技術(shù)和停車誘導(dǎo)技術(shù)。APTS著眼于公共交通系統(tǒng)的有效利用及運(yùn)營(yíng)管理，包括公交信息系統(tǒng)，公交智能調(diào)度系統(tǒng)，公交定位系統(tǒng)，公交票制電子車票系統(tǒng)，公交專用道系統(tǒng)，公交需求管理系統(tǒng)。

5、AVCS的目的是開發(fā)幫助駕駛員實(shí)行車輛控制的各種技術(shù)，從而使汽車行駛安全高效，包括車輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，車輛防碰撞系統(tǒng)，對(duì)駕駛員進(jìn)行警告幫助和障礙物避免的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。CVOM的目的是利用ITS技術(shù)，例如車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、車輛自動(dòng)定位技術(shù)、車輛自動(dòng)分類技術(shù)等，提高企業(yè)內(nèi)部勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加安全度，改進(jìn)對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)能力，改善車輛管理和交通狀況。智能交通系統(tǒng)的思想已經(jīng)被廣泛接受和采用，越來(lái)越多的智能交通子系統(tǒng)、組件和服務(wù)被獨(dú)立開發(fā)和部署，并投入到局域范圍的實(shí)際應(yīng)用中。為了提高ITS系統(tǒng)開發(fā)和部署的標(biāo)準(zhǔn)化程度，使得各系統(tǒng)之間具有良好的互操作能力和集成能力，各國(guó)政府從

6、用戶需求出發(fā)，集中力量研究制定國(guó)家智能交通系統(tǒng)體系框架（NationalITSArchitecture），旨在將本國(guó)各地區(qū)的ITS開發(fā)和部署納入到這個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)中來(lái)，提高各子系統(tǒng)的集成能力以及跨區(qū)智能交通系統(tǒng)之間的交互能力。智能交通系統(tǒng)平臺(tái)框架決定了系統(tǒng)如何構(gòu)成，確定了功能模塊以及模塊之間的通信協(xié)議和接口，它的設(shè)計(jì)必須包含實(shí)現(xiàn)用戶服務(wù)功能的全部子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如美國(guó)政府制定的智能交通系統(tǒng)平臺(tái)框架涵蓋了7大領(lǐng)域子系統(tǒng)，提供了30余項(xiàng)用戶服務(wù)。日本政府的智能交通平臺(tái)框架則覆蓋了10個(gè)領(lǐng)域子系統(tǒng)，提供了20余項(xiàng)用戶服務(wù)。我國(guó)智能交通平臺(tái)框架則包括了8個(gè)領(lǐng)域子系統(tǒng)

7、，提供了22項(xiàng)用戶服務(wù)。各國(guó)智能交通系統(tǒng)框架在指導(dǎo)各地區(qū)進(jìn)行區(qū)域性ITS框架構(gòu)建、ITS應(yīng)用開發(fā)和部署、以及各子系統(tǒng)集成協(xié)作方面都具有基礎(chǔ)性的作用。然而，交通現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，使得各種數(shù)字化軟硬件裝備，如各種交通控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)、車載信息系統(tǒng)、路面?zhèn)鞲衅?、交通監(jiān)視系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、各種手持嵌入式設(shè)備等，在各大城市中大量部署和使用。而當(dāng)前的智能交通系統(tǒng)框架并沒(méi)有涉及ITS中的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換和分析，異源信息的采集與共享以及系統(tǒng)服務(wù)的語(yǔ)義集成等關(guān)鍵問(wèn)題。因此，如何將這些地域分散、功能復(fù)雜、數(shù)據(jù)密集、異質(zhì)異構(gòu)的ITS子系統(tǒng)、設(shè)備和服務(wù)進(jìn)行無(wú)縫集成和信息共享

8、，為ITS最終用戶的使用和管理提供統(tǒng)一多樣的綜合服務(wù)