語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用??????17第九章語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用本章首先介紹了智能交通系統(tǒng)的背景和研究現(xiàn)狀，接著提出基于語(yǔ)義網(wǎng)格的智能交通信息服務(wù)共享平臺(tái)的概念，在分析共享平臺(tái)的功能需求的基礎(chǔ)上，提出基于語(yǔ)義網(wǎng)格的智能交通五層體系架構(gòu)，并針對(duì)當(dāng)前智能交通面臨的問(wèn)題提出相應(yīng)的解決方案和關(guān)鍵技術(shù)，最后介紹平臺(tái)的兩個(gè)應(yīng)用：“長(zhǎng)三角”區(qū)域ITS信息共享平臺(tái)，和杭州城市實(shí)時(shí)交通信息發(fā)布和動(dòng)態(tài)導(dǎo)航平臺(tái)。9.1智能交通系統(tǒng)的背景和研究現(xiàn)狀隨著社會(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)

2、濟(jì)發(fā)展。智能交通系統(tǒng)（ITS，IntelligentTransportationSystem）是一個(gè)跨多領(lǐng)域、多學(xué)科和多部門(mén)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(kāi)發(fā)與技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)。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)

3、（APTS）、先進(jìn)的車(chē)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(chē)載誘導(dǎo)系統(tǒng)和近年采用的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS對(duì)車(chē)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(chē)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(chē)收費(fèi)技術(shù)和

4、停車(chē)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(chē)票系統(tǒng)，公交專(zhuān)用道系統(tǒng)，公交需求管理系統(tǒng)。AVCS的目的是開(kāi)發(fā)幫助駕駛員實(shí)行車(chē)輛控制的各種技術(shù)，從而使汽車(chē)行駛安全高效，包括車(chē)輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，車(chē)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(chē)輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、車(chē)輛自動(dòng)定位技術(shù)、車(chē)輛自動(dòng)分類(lèi)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(chē)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

5、和服務(wù)被獨(dú)立開(kāi)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(kāi)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)政府從用戶(hù)需求出發(fā)，集中力量研究制定國(guó)家智能交通系統(tǒng)體協(xié)框架（NationalITS語(yǔ)義網(wǎng)格在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用??????17Architecture），旨在將本國(guó)各地區(qū)的ITS開(kāi)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(hù)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

6、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(hù)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(hù)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)，提供了22項(xiàng)用戶(hù)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(kāi)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(chē)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

7、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，為ITS最終用戶(hù)的使用和管理提供統(tǒng)一多樣的綜合服務(wù)平臺(tái)是智能交通系統(tǒng)發(fā)展所面臨的一大挑戰(zhàn)。語(yǔ)義網(wǎng)格的興起為這一問(wèn)題的解決帶來(lái)契機(jī)。語(yǔ)義網(wǎng)格是一個(gè)迅速發(fā)展中的技術(shù)，它由各種網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)的各種自治資源和系統(tǒng)組合起來(lái)，在語(yǔ)義一致性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)資源共享、協(xié)同工作和聯(lián)合計(jì)算，為各種用戶(hù)提供各類(lèi)綜合性服務(wù)。利用語(yǔ)義網(wǎng)格技術(shù)在大規(guī)模信息集成，共享平臺(tái)建設(shè)以及海量