（交通运输规划与管理专业论文）城市交通信息共享平台的设计及其信息交换技术的研究.pdf

中文摘要 中文摘要 交通信息化是我国现代城市交通的发展方向，而信息共享平台是交通各个子 系统信息整合和协调的技术保障。通过建设交通信息共享平台可以实现交通信息 的资源共享，提高交通效率，改善交通运行环境，达到整个交通系统最优运作。 本文以目前各大城市的交通系统建设情况为基础，分析了目前城市交通系统 中信息资源利用中存在的主要问题，交通信息分散，缺少统一管理，规范性差，“信 息孤岛”现象严重，各应用系统间协调性和关联性差，据此提出了通过建立交通 信息共享平台将交通各子系统有效地协调起来，在合理的范围内实现交通信息资 源的充分共享。论文首先对交通信息共享平台进行了用户分析、用户信息需求分 析以及平台的功能需求分析，并对信息平台所要建设的内容做了介绍。然后通过 信息平台在交通系统的地位和作用的合理定位，提出了交通信息共享平台的结构 体系，并对其逻辑框架、物理框架和平台的接口结构进行了详细的设计说明。信 息分析、存储和处理过程是信息平台建设的关键，是实现信息共享和利用的前提 保障，本文提出了采用“物理分散、逻辑集中”的交通信息资源存储体系，并进 行了详细设计，对信息的采集、交换、处理和集成也做了详细讨论。然而，在信 息的处理过程中，信息交换这一关键环节历来是信息处理过程中问题的关键，通 过分析数据交换的类型以及x m l 新技术，本文提出了以n m l 技术为数据交换技术， 完成各主流关系数据库间的信息交换操作，并提出了一种基于x 虬的数据交互的 方法，用于解决跨平台的异构的数据交换问题。 论文的主要提出的信息平台体系结构，为城市建设信息平台搭建了总体结构框 架，同时为交通应用系统提供了强大的数据信息后台支持，主要解决了目前城市 交通中各子系统不能集成的问题；信息的存储体系的设计合理地分配了信息资源 存储，解决了交通信息分散、不能共享的问题；基于x m l 技术的信息交换方法的 提出解决了异构数据之问信息交换的问题，为平台与系统之间、系统与系统之间 的信息交换提供了更适宜的方法。 本文的研究为各大城市交通信息平台的建设的发展提供了很好的理论依据和 参考。 关键词：城市交通；信息共享平台；体系结构；信息存储；x m l ；信息交换 分类号：u 4 9 1 ；t p 3 0 2 北京交通大学硕士学位论文 a b s t r a c t i n f o r m a t i o n i z a t i o ni st h ea i mo fc h i n a sm o d e mu r b a nt r a n s p o r t a t i o n i n f o r m a t i o n s h a r i n gp l a t f o r mt e c h n i c a l l ye n s u r e st h a tv a r i o u ss u b s y s t e m sw o r ki nac o o r d i n a t e d m a n n e r , a si th e l p sf a c i l i t a t ei n f o r m a t i o ns h a r i n g ，e n h a n c ee f f i c i e n c y , i m p r o v et h e o p e r a t i o n a le n v i r o n m e n ta n do p t i m i z et h ee n t i r et r a n s p o r t a t i o ns y s t e m t h ep a p e rf i r s ta n a l y s e st h em a i np r o b l e m si n t h ei n f o r m a t i o nu t i l i z i n go f t h eu r b a n t r a f f i ci n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nt h ed e v e l o p m e n to ft r a n s p o r t a t i o ns y s t e m si nl a r g e c h i n e s ec i t i e s ，s e p a r a t e dt r a f f i ci n f o r m a t i o n ，l a c k i n gu n i f o r mm a n a g e m e n t ，l a c k i n g c r i t e r i o n ，i n f o r m a t i o ni s l a n d sp h e n o m e n o n ，b a dc o o r d i n a t i o na n dr e l a t i o nb e t w e e n a p p l i c a t i o ns y s t e m sa n ds oo i la c c o r dt ot h i sp r o b l e m s ，i tb r i n g sf o r w a r dt h et h e o r yo f e s t a b l i s h i n gt h et r a f f i ci n f o r m a t i o ns h a r i n gp l a t f o r mt oc o o r d i n a t et h et r a f f i cs y s t e m s e f f e c t i v e l ya n dr e a l i z et h et r a f f i ci n f o r m a t i o ns h a r i n ga d e q u a t e l yt os o m ee x t e n t t h ei t g i v e sau s e ra n a l y s i s ，u s e ri n f o r m a t i o nd e n u m da n a l y s i s ，f u n c t i o nd e m a n da n a l y s i sa n d t h ec o n t e n to f t h ei n f o r m a t i o ns h a r i n gp l a t f o r m i tt h e np u t sf o r w a r dt h es t r u c t u r eo f t h i s p l a t f o r mi nl i g h to fs t a t u sa n dt h ef u n c t i o no ft h ei n f o r m a t i o ns h a r i n gp l a t f o r mi nt h e t r a f f i cs y s t e ma n dt h ed e m a n d so fd i f f e r e n tc l i e n t s a tt h es a m et i m e ，i td w e l l su p o nt h e l o g i c a lf r a m e w o r k , p h y s i c a lf r a m e w o r ka n di n t e r f a c es t r u c t u r eo ft h ep l a t f o r m i nt h e p r o c e s so fi n f o r m a t i o na n a l y s i s ，s t o r a g ea n dp r o c e s s i n gi st h ek e yo ft h ei n f o r m a t i o n s h a r i n gp l a t f o r mc o n s t r u c t i o n , a n di ti st h ep r e c o n d i t i o na n dg u a r a n t e eo ft h et r a f f i c i n f o r m a t i o nc a nb es h a r e da n du t i l i z i n g t h ep a p e rp u t sf o r w a r dt h ei n f o r m a t i o ns t o r i n g s y s t e mt h a ti n f o r m a t i o na r es t o r e ds e p a r a t e di np h y s i c sb u tc e n t r a l i z e di nl o g i c ，a n dt h e n i tg i v e sp a r t i c u l a rd e s i g n i np a r t i c u l a r , i tc o m e su p 、肮t l lad e t a i l e dd e s i g no ft h e i n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n ，i n f o r m a t i o ne x c h a n g e ，i n f o r m a t i o np r o c e s s i n ga n di n f o r m a t i o n i n t e g r a t i n g h o w e v e r , i n f o r m a t i o ne x c h a n g e i s a l w a y st h ec r u c i a l t a c h ei nt h e i n f o r m a t i o np r o c e s s i n g ，w h i c hi sd e e m e da sac r u c i a lp a r to ft h ep l a t f o r m b a s e do nt h e a n a l y s i so ft h ed a t ae x c h a n g et y p e sa n dt h ed e v e l o p m e n to ft h ex m l ，t h ep a p e rp u t s f o r w a r dt h a tt a k et h ex m la st h ed a t ae x c h a n g et e c h n o l o g yt oa c c o m p l i s ht h e i n f o r m a t i o ne x c h a n g eb e t w e e nt h er n a i n s t r c a mr e l a t i o nd a t a b a s e s ，a n dt h e ni tg i v e sa d a t ae x c h a n g ep r o j e c tb a s e do nx m l ，t os o l v et h ed a t ae x c h a n g ep r o b l e m sb e t w e e n d i f f e r e n tp l a t f o r m sa n dh e t e r o g e n e o u sd a t a t h es t r u c t u r eo ft h ei n f o r m a t i o np l a t f o r md i s c u s s e di nt h ep a p e rp r o v i d e saw h o l e f r a m e w o r kt ot h eu r b a ni n f o r m a t i o np l a t f o r m ，a n dp r o v i d e sp o w e r f u ld a t ab a c k g r o u n d a b s t r a c t s u s t a i n m e n ta n dp r o v i d e sas o l u t i o nt ot h e p r o b l e m s c a u s e d b yd i s i n t e g r a t e d t r a n s p o r t a t i o ns u b s y s t e m si nc h i n e s ec r i e s t h ei n f o r m a t i o ns t o r a g ec o n c e p t i o n d i s t r i b u t e st h et r a t 五ei n f o r m a t i o nr e a s o n a b l y , e n a b l e st h ec e n t r a l i z a t i o na n ds h a r i n go f t r a n s p o r t a t i o ni n f o r m a t i o n t h ex m l - b a s e di n f o r m a t i o ne x c h a n g ed e v i c em a k e si t p o s s i b l et oe x c h a n g ei n f o r m a t i o nb e t w e e nh e t e r o g e n e o u sd a t a , o f f e r i n gam o r es u i t a b l e a p p r o a c ht oi n f o r m a t i o ne x c h a n g eb e t w e e nt h ep l a t f o r ma n dt h es y s t e m sa n db e t w e e n d i f f e r e n ts y s t e m s i ti sh o p e dt h a tt h ep a p e rw i l lp r o v i d eat h e o r e t i c a lr e f e r e n c ef o rc i t i e st r y i n gt o b u i l dt r a n s p o r t a t i o ni n f o r m a t i o ns h a r i n gp l a t f o r m s k e y w o r d s ：u r b a nt r a f f i c ；i n f o r m a t i o ns h a r i n gp l a t f o r m ；a r c h i t e c t u r e ；x m l ； i n f o r m a t i o ns t o r e ；i n f o r m a t i o ne x c h a n g e c l a s s n o ：u 4 9 1 ：t p 3 0 2 北京交通大学硕士学位论文 致谢 本论文的工作是在我的导师董宝田教授的悉心指导下完成的，董宝田教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来 董老师对我的关心和指导。 董教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了 我很大的关心和帮助，在此向董宝田老师表示衷心的谢意。 董宝田教授以及博士生黎英同学对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝 贵意见，在此表示衷心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，杜彩军师兄、吴利军、董雷同学等对我论文 中的有关信息平台建设思路的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感 激之情。 另外也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 希望我的点滴成绩能为他们带来欣慰和快乐，回报他们的养育之恩。在此祝他们 健康，平安。 引言 1 引言 1 1 概述 城市交通特别是大城市交通，必须要适应经济社会的大发展，当前，世界现 代城市交通正进入以信息化为目标的新时期，一个包括道路建设、客货运体系和 交通控制管理组成的快速、便捷，舒适、高效的城市交通系统，是衡量当前城市 现代化水平的重要标志。众所周知，交通拥挤、事故频繁以及与之有关的能源和 环境等问题，已成为世界各国交通运输业面临的共同问题。随着计算机技术、通 信技术、信息技术的飞速发展，人们逐渐将人、车、路、管等多方面综合起来， 并把先进的计算机、通信、控制技术用于交通系统来解决交通问题。城市交通系 统是个大系统，本身是由许多子系统组成，各子系统既相互独立又相互作用，共 存于一个开放的一体化大系统之中，而信息是各交通子系统联系和作用的重要纽 带，各子系统之间有效的信息交换和共享是交通系统发挥作用的有效保证。然而， 目前的城市交通信息系统中却存在诸多问题： ( 1 ) 信息资源分散，缺少统一管理。 交通各子系统在设计和实现过程中都是在相对独立的工作模式下进行的，并 且这些子系统分别由不同的部门建设实施和运作管理，各部门的不同职能从根本 上决定了各子系统间的相对独立性，因而在系统运行所需的信息采集、处理、管 理和应用等方面都相对独立，相互间缺乏有机结合，为各系统间信息的共享和交 互带来困难。如果没有统一的规划和管理，不仅会增加不必要的重复性建设，也 会使建设成的系统利用率低，无法发挥其综合作用，难以提高整个城市交通信息 系统的运行效率。 ( 2 ) 缺少统一规划、统一标准和规范，“信息孤岛”现象严重。 由于没有统一的标准和规范，加之各自规划及发展的不平衡，使得交通系统 难以实现信息共享。各个子系统是不同厂商根据不同的技术平台开发的不同应用， 它们之间的数据格式、处理方式和应用接口各不相同，各个系统之间互不兼容， 数据很难达到共享，按照功能应用也分割成不同的部分，形成许多“信息孤岛”， 无法在及时、准确、全面提供信息的条件下进行全局的决策优化。 ( 3 ) 系统应用关联性差。 北京交通大学硕士学位论文 现存的交通子系统之间是独立运作的，交通系统中的各个模块、功能间通常 也是紧密耦合设计的，接口和数据交换都是内部专用格式，使维护和扩展非常困 难，导致系统间缺乏有效的联系，内部工作人员和外部用户不能从统一的入口处 获得所需要的综合服务，无法为使用者提供多样的、全面的交通信息，甚至增值 信息。 ( 4 ) 扩展性差。 在增加新的系统或新的业务时，不能够有效地利用原有的系统架构，导致系 统扩展性差。 针对以上出现的问题，我们首先要考虑的就是运用不周技术，在具有不同功 能、遵从不同标准的异构系统之间以及与外部其他系统之间，实现便捷和安全的 数据交换与共享，并提供内部和外部必要的信息服务。由于交通信息来源于各种 交通管理系统，类型繁多，数量庞大，这就需要对各种交通信息进行整合、传输、 融合、深度挖掘和共享利用。而交通信息共享平台是进行信息整合的技术保障， 是实现交通系统各项功能的核心和关键，通过相关标准规范的制定、相关技术的 融合、相关产品的集成，承载城市交通的规划、管理、控制和发展，科学合理地 指导交通系统的建设，最终形成交通的信息化、智能化、网络化。 1 2 论文选题的背景 1 2 1国外研究情况 在城市交通信息系统的建设中，国外普遍重视信息技术的广泛应用、系统的 集成和信息平台的建设，主要表现在发展智能交通运输系统( i t s ) 上。系统通过 采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心集中处理后，传输到道路运输 系统的各个用户( 驾驶员、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障 等部门) ，出行者可以实时选择交通方式和交通路线；交通管理部门可自动进行 合理的交通疏导、控制和事故处理；运输部门可随时掌握车辆的运行情况，进行 合理调配，从而使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善交通拥挤和阻塞，最 大限度地提高路网的通行能力，提高整个公路运输的机动性、安全性和生产效率。 智能运输系统能使交通基础设施发挥出最大的效能，提高总体服务质量，使社会 能够高效地使用交通设施和能源。 引言 1 2 1 1 日本 日本的v i c s ( v e h i c l ei n f o r m a t i o na n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，车辆信息通信系 统是日本先进的交通信息服务系统的一个重要组成部分。v i c s 中心是日本东京一 家具有半官半民性质的交通信息处理中心、发布中心，它将警察部门和高速公路 管理部门提供的交通堵塞、驾驶所需时间、交通事故、道路施工、车速及路线限 制以及停车场空位等信息编辑处理后及时传输给交通参与者。 1 2 1 2 美国 在美国，主要体现在a t m s ( a d v a n c e dt r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e m ，先进的交 通管理系统) 和a 1 r i s ( a d v a n c e dt r a f f i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，先进的交通信息系统) 的建设上。a t m s 平台技术的核一t l , 是把异构的各类交通管理技术子系统通过标准的 接口协议实现各个技术予系统“互通、互联、互操作”，是一个“信息丰富、操 作简便、显示直观、指挥智能”的综合平台。a x i s 系统可以根据城市通讯基础、 网络基础、道路交通的基础条件，为交通管理者、交通出行者提供实时交通信息 服务。a t i s 平台是建立在a i m s 平台基础之上的一个面向公众的信息服务平台，它 的信息来自于a t m s 平台，并且经过a t m s 平台的数据筛选、分析加工，并取得交通 的统计信息和专家预测信息。a t i s 通过最广泛的途径把新鲜的交通信息送到广大 出行者手中，从而满足千差万别的交通个性化需求。 1 2 1 3 欧洲 在欧盟智能交通协会( e r t i c o ) 的研究项目中，t r i d e n t 项目就是通过建 立一个通用的、可复用的机制来支持多模式的i t s 服务，主要实现不同运输方式 的交通运营者和信息服务商之间的数据共享和交换，其核心内容之一是开发一个 支持面向对象的共享规范。在实施过程中，为了支持多模式出行服务，t r i d e n t 项 目建立了相关的机制来保障各个不同的交通管理和交通服务所涉及的部门间数据 共享和交换。英国的u t m c 项目是由英国d e t r 负责的一个旨在推动开放性城市 智能交通系统研发和建设项目，其目标是支持交通管理部门有效地使用现代信息 通信技术、科学地制定交通管理策略。其中一个核心组件是共用数据库，用以存 储信息并使信息可以为不同应用系统所用以及输出到其他应用系统或被操作员使 用。 1 2 1 4 新加坡 北京交通大学硕士学位论文 在新加坡，i _ t r a n s p o r t 是新加坡陆路交通管理局最新的集成多种现在与未来 i t s 系统的全国性平台，其建设的目标主要包括：为陆路交通管理局的i t s 中心 提供一个针对所有交通操作的综合工作平台；提供一个可缩放的交通数据库以方 便信息分发和研究；一套自定义应用软件例如统计，仿真、推论工具等可以提供 实时交通的管理与分析；提供一个给数据库用户的网络数据传递通道。 1 2 1 5 荷兰 荷兰国家交通信息中心( n t i c t h e n e t i l e f l a n d s t r a f f i c i n f o r m a t i o n c e n t e r ) 由 荷兰内务部和交通与水运部合作建成。t i c 起到信息平台的作用：从各种可能的交 通数据源采集数据，将原始数据加工处理成有用的交通信息，并将信息提供给信 息服务商。再由信息服务商对信息进行深层次加工处理之后，以各种信息发布方 式提供给交通参与者。 在世界的其他国家和地区，也开始了类似交通综合信息平台的研究与开发工 作，随着交通系统在各国城市得到大力发展的同时，交通信息共享平台的建设也 越来越受到各国政府部门和机构的重视。 1 2 2国内研究情况 在我国也有多个院校和研究机构，如清华大学、北京交通大学、吉林大学、 同济大学、东南大学和国家i t s 中心等，面对交通数据管理的实旌开展了许多有 意义的研究工作，在交通信息的分类分析、交通信息的模型和结构、实时数据的 管理技术等方面都取得了相应的成果，并形成了初步的技术框架、应用实例和实 验平台；同时，近年来国内各城市或高速公路管理部门也提出了对实时交通数据 进行必要的集成与管理、并最终达到全面分析和最优服务的目的和要求。科技部 在“十五”期间就确定了1 0 个智能交通系统示范城市，包括北京、上海、重庆、 天津、深圳、广州、济南、青岛、杭州、中山。各个城市在示范工程建设过程中， 几乎都将交通信息共享平台的研究开发作为示范工程的重要组成部分，目前各个 城市都取得了一定的进展，部分城市开始进入实施阶段。 作为“十五”国家科技攻关计划“智能交通系统关键技术开发和示范工程” 的课题之一，北京“科技奥运”智能交通系统技术开发与应用课题包括五个示 引言 范工程项目，北京市交通综合信息平台示范工程是其中之一。北京综合信息平台 整合了交通管理、交通控制与运输等各方面的信息，在此基础上，服务于现有的 道路交通管理系统及未来的车辆导航系统和电子收费系统等，为交通管理、应急、 出租调度、出行提供服务，支持北京交通发展。2 0 0 8 年之前，北京将完成交通综 合信息平台的示范工程，并拟定以奥运公园为中心，在一定范围内建立交通综合 信息平台的实用服务平台，建立奥运交通信息服务系统，为北京2 0 0 8 年奥运会 提供周到的奥运交通信息服务。到2 0 0 8 年奥运会时，北京交通服务水平和运行状 况将达到现代化国际大都市的中等发达水平。 1 2 2 2 上海 为了建立适用于i t s 的信息平台，上海市已经组织了相关的研究。在数据采 集方面，上海的高架道路系统已经更新了电视监控( c c t v ) 系统，覆盖了整个高 架道路；在主要的交通节点，安装了先进的交通信息视频分析系统，可以及时分 析交通状况的变化；地面道路上，8 0 0 多个交叉口安装了感应线圈和s c a t s 自适 应控制系统。在通信技术方面，高架道路上的通信已经全部更新为光纤，部分地 段已经采用了全数字通信技术。由于上海市所属的多家公交、出租车公司根据其 业务需要已经建立了多个不同的调度和管理平台，采用的技术方案也不相同，这 些系统在其内部应用良好，但彼此间的信息共享能力差，因此，目前，上海市交 通局正在对这些系统进行整合，上海市公交车也将全部实现车辆g p s 监控和公交 站牌电子化。根据计划，2 0 0 7 年前，基本完成城市交通行业信息化建设；2 0 0 8 年 至2 0 0 9 年，逐步完善、基本完成整个系统的信息化工作，初步形成上海城市智 能交通系统。 1 2 2 3 广州 广州市智能交通系统( i t s ) 包括了停车诱导、公交模拟、共享信息、智能公交、 出租电招、信息枢纽、联网售票、羊城通、站场管理、危运监控1 0 个子系统。各 子系统将信息传输到信息共享平台，由信息共享平台按照用户的不同需求进行处 理，通过信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效 地集成运用于地面运输管理系统，在大范围内，全方位的及时，准确、高效的综 合运用，提供各种交通信息服务。广州市交通信息共享平台建成后，交通参与者 将通过装在道路、车上、换乘站、停车场等地方的传感器和传输设备，可以向交 通信息中心提供各处的交通信息；用户通过网络、广播，电视等渠道可以得到广 州市的道路交通信息、公共交通信息和换乘信息等，并根据此确定自己的出行方 北京交通大学硕士学位论文 式，选择路线，避免造成时间上的浪费，也可以大大缓解现时广州市内的交通堵 塞的情况。 1 2 2 4 济南 济南市以信息产业局为主负责建设济南市城市交通综合信息平台。其建设内 容包括建立城市交通信息网络平台；建立定位平台；通过建立统一的城市交通地 理信息系统、共用数据库管理系统、共用数据规范、应用层数据传输规范、数据 请求代理等，形成综合信息平台；建立交通信息服务系统。 1 2 2 5 重庆 重庆市根据自身i t s 建设与信息服务的现状和需求，提出了i t s 虚拟综合信 息平台的建设方案。该平台在物理层面是分布的，带有异构性。虚拟综合信息平 台并不是在现有的i t s 各应用系统之外再搭建一个新的平台系统，而是通过分布 式计算的相关技术，形成一个逻辑上的平台系统，将主要任务分散到各个i t s 应 用系统中。 交通信息共享平台作为城市交通信息系统的核心，承担着各子系统问信息中 转的功能，不仅能够使交通信息资源得到有效的整合，推动交通运输系统整体运 行效率，而且还有效地减少交通规划、投资、建设、运营、管理以及交通参与者 的盲目性，有助于提高交通基础设施的利用效率，缓解日益严重的交通拥堵。从 各国在交通的发展规律和各大城市的客观情况看，尽快筹建城市交通信息共享平 台，整合利用交通信息资源，这已成为交通界的共识。 1 3 论文研究的目的和意义 交通信息共享平台是对整个城市交通系统的共享数据进行的统一化、规范化 管理，最终形成一个对共享数据进行收集、组织、存储、加工、查询、传输、通 信等管理服务的数据库系统，为实现各子系统信息的整合提供技术保障。平台的 建设目标就是通过明确各子系统之间的关系及其相互信息需求，将各个子系统有 机地结合起来，从而打破各子系统各自封闭的状态，从整体上发挥出更大的作用， 达到综合利用各种信息以增强管理决策和信息服务的能力，实现一个运营高效化、 决策快速化、服务公众化、信息网络化的现代化、智能化的城市综合交通系统。 引言 城市交通信息共享平台是交通系统各服务领域联系的纽带和中枢，为交通系 统提供了数字化的平台和信息保障。作为基础平台，在城市交通信息系统建设中 交通信息共享平台具有重要的战略地位。 1 实现了城市交通各子系统的协同运作。通过建立城市交通信息共享平台， 为交通各子系统间的信息交换和共享提供平台和接口，使交通形成一个内部实行 协同运作的大系统，从而最大限度地提高交通资源的利用效率。 2 实现了城市各职能部门间的协调。通过建立城市交通信息共享平台，建立 互相结合，互为补充的网络，打破与交通相关的各政府部门之间行业和地域的壁 垒，建立完整的信息交流体系和管理体系，保证交通信息资源的全方位、多角度 的共享，为城市交通信息系统建立一套良好的运行机制提供技术依托；为城市交 通建设和实施打下良好的基础，体现交通运输信息交流和信息资源共享的信息化 社会的特征。 3 实现了基础交通信息的共享。通过建立城市交通信息共享平台，把由交通 信息采集系统或其它子系统采集的基础交通信息存储在城市交通信息共享平台 中，实行信息共享，避免了不必要的重复性建设。 4 有利于交通辅助决策支持系统的发展。通过建立城市交通信息共享平台， 在其基础上开展面向社会公众的交通信息服务，用户通过交通广播、可交情报板、 互联网、交通咨询热线电话、路侧广播，电视等多种媒体渠道可以得到多方式、 全方位的城市道路交通信息、公共交通信息和换乘信息等，这样出行者根据这些 信息确定自己的出行方式选择路线，为其便利，舒适出行提供有力的支持。 在交通信息共享平台上，信息交换是核心，只有实现了信息的有效交换，才 能保障信息的充分和安全共享。数据交换的关键是实行数据交换的双方必须建立 一种统一的数据传送格式标准，如果没有数据交换中间标准，相同的数据分析、 处理模块将在很多应用中被重复地撰写，代价是高昂的，只有采用统一的数据交 换格式，才能实现数据的自动流转、处理等功能。而当今数据交换中大部分的应 用系统是一种孤岛式的计算机系统，拥有自己一套数据格式；不同应用系统表示 数据的格式千差万别，难以实现相互间直接准确的数据交换。删l 技术独特的优势 使其能够解决上述存在的问题，满足各种异构系统之间数据交换和信息整合的要 求。x m l 作为数据交换的中介，可以为实行数据交换的各方制订一系列数据交换规 范，各个应用系统之间传输的数据是符合既定规则的数据，从而实现相互之间无 北京交通大学硕士学位论文 缝数据交换。 1 4 论文的主要研究内容 第1 章引言；分析了目前我国城市交通信息系统发展中出现的问题。介绍了 国内外交通信息共享平台的研究概况，最后讨论了建设信息共享平台的目的和意 义。 第2 章城市交通信息共享平台的需求分析：从用户的角度，分析了不同用户 的信息需求；从功能的角度，分析了信息共享平台的主要功能；从内容的角度分 析了信息共享平台的主要研究内容；从特征上分析了信息共享平台的应具有的特 点，最后得出建设共用信息平台可以提高各子系统之间数据交换效率的结论。 第3 章城市交通信息共享平台体系结构设计：本部分结合我国交通运输管理 体制和交通系统建设的现状，构造城市交通信息共享平台的逻辑框架和物理框架， 并分析了平台的接口技术。本部分是全文的基础，其它内容的研究都是以此为中 心展开的，也为全文研究内容提供技术路线。 第4 章城市交通信息共享平台的信息分析、存储与处理研究：通过分析确定 平台的信息内容，并从多个角度对信息进行分类、分析信息特性、设计信息的存 储结构，最后对信息的处理进行了详细说明。本部分是城市交通信息共享平台数 据交换技术研究的前提，为数据交换技术研究奠定了基础，是论文的核心内容。 第5 章城市交通信息共享平台中的信息交换技术研究：本部分是信息平台实 现的关键，主要分析了信息交换技术的实现要求，以及目前主要应用的信息交换 技术，提出了基于x m l 的信息交换技术在城市交通信息共享平台中的应用，详细 分析了x m l 数据交换类型和基于x m l 的数据交换方法，对x m l 文档与关系数据库 之间的数据交换模型进行了设计，并详细叙述了异构数据问的数据交换过程。本 章是论文的又一核心内容。 第6 章得出结论。 1 5 本章小结 本章分析了我国城市交通信息系统中存在的主要问题，综述了国内外在交通 信息共享平台方面的研究发展现状，指出了建设城市交通信息共享平台的必要性， 阐述了建设城市交通信息共享平台的目的和意义，最后分析了论文的结构和内容。 城市交通信息共享平台的需求分析 2 城市交通信息共享平台的需求分析 2 1 用户分析 用户就是指信息共享平台的服务对象。城市交通信息共享平台作为整个城市 交通部门及所属的交通各子系统的信息枢纽，其用户应包括所有参与交通、运输 的部门和社会公众。城市交通信息共享平台的用户主要有以下几类：道路使用者、 行政管理部门、城市建设管理部门、交通管理部门、交通营运部门、相关政府部 门、相关运输部门、其他科研机构及社会公众等，见表2 一l 。 表2 - 1 用户分析表 序号用户用户名称 驾驶员 乘客 l 道路使用者 行人 老弱病残孕等特殊群体 市政府 2 行政管理部门交通委员会 城市管理办公室 建设局 3 城市建设管理部门规划局 市政局 交通局 4 交通管理部门 交管局 出租汽车公司 长途汽车公司 5交通营运部门 公交公司 地铁公司 轮渡公司 9 北京交通大学硕士学位论文 表2 - 1 用户分析表( 续) 公安局 消防局 旅游局 6 相关政府部门 环保局 气象局 1 2 0 急救中心 火车站 汽车站 7 相关运输部门 港口 航空港 科研院、所 8 其他部门 大中院校 其他社会公众 2 2 用户信息需求分析 不同的用户由于其职能不同，具有不同的信息需求。根据用户的定义，城市 交通信息共享平台各类用户信息需求如表2 - 2 所示。 表2 _ 2 用户信息需求分析 序号用 户 信息需求分析 获取与道路使用有关的各种信息，主要需求包括行程起讫点、出 1 道路使用者行方式、行驶路程，交通运行状况、交通天气、出行参考等。为 道路使用者的出行提供辅助决策支持 获得与城市交通宏观决策相关的各类信息及分析报告，为制定决 2 行政管理部门策提供依据；能在发生紧急事件时，获得决策辅助支持，协调各 相关部门处理事件 获取的信息包括交通流静态数据、道路交通基础设施、道路施工、 3 城市建设管理部门交通地理、车辆保有量，交通事故，交通现状等部门信息，能为 本部门制定道路及其设施的规划、建设与维护计划提供依据 城市交通信息共享平台的需求分析 表2 - 2 用户信息需求分析( 续) 获得与本部门职能相关的各类交通运输信息，为制定合理的交 通组织方案，交通管制措施提供依据；为合理配置客货运输运 4 交通管理部门力、提高运输管理与服务水平提供数据支持；为制定交通组织 与控制方案、交通管制措施提供依据；能与下级运营部门协调， 为客货运输的正常高效运营提供支持 获取交通管制信息、交通流诱导信息、道路施工信息、路网动 态交通状况信息等，为本部门制定相应的客货运营调度方案提 5 交通营运部门供支持；能与其它运输部门建立信息共享机制，以便相互问的 协调配合；能与上级管理部门协调，为客货运输的正常高效运 营提供支持 能够浏览和查询各类交通运输信息，获取与本部门业务相关的 6 相关政府部门支持信息；获取道路管制信息、道路施工信息，路网动态交通 状况信息，为紧急事件的处理提供辅助决策。 能与其它交通运输部门建立信息共享机制，以便相互间的协调 7 相关运输部门配合，从而提高综合交通系统运营效率。如码头、车站，机场 等地信息。 能够浏览和查询各类交通运输信息，获取与本部门业务相关的 8 其他部门 信息如地理信息、气象信息、环境信息等。 2 3 功能需求分析 交通信息共享平台的功能是满足各类用户对交通信息的需求。对于政府高层 决策机构主要是提供展示交通运输资源和运行状况的平台，为交通运输发展战略 决策的制定提供基础数据支持；对于政府管理部门实现部门之间信息的交换、共 享，提供协调管理支持，切实提高管理部门的工作效率；对于交通运输企业，主 要是为企业保障运输安全，为提高运输效率和服务质量提供必要的基础数据支持； 对于社会公众而言，信息平台则为其提供交通信息资源查询、交通动态信息查询、 出行选择、出行计划的制定，出行中信息的及时掌握，改道、换乘等建议信息。 根据用户的需求，信息共享平台主要有以下几方面的功能，见图2 1 。 北京交通大学硕士学位论文 图2 1交通信息共享平台功能需求分析模型 f i g 2 1t r a f f i ci n f o r m a t i o ns h a r i n gp l a t f o r mf u n c t i o nd e m a n da n a l y s i sm o d e l 2 3 1数据的抽取与处理 数据抽取是数据进入信息共享平台前的数据处理，涉及从多个数据源综合集 成个基于共享的、统一模式存储格式的数据库。这些数据源可能是同构的或异 构的，目前在技术上主要涉及数据的互连、转换及监控等。信息共享平台中存储 的数据从类型上可以分为动态数据、静态数据和历史数据，其中动态数据通过检 测、监控等系统获得，如交通流、环境状态信息、车辆实时信息、交通管理信息 与道路养护信息等；静态信息数据则包括路网基础信息、交通设施分布信息等； 动态信息和静态信息经过抽取、变换、装载和刷新后成为历史信息。由于这些数 据采用的数据格式各不相同，因此还必须经过数据转换、重新组织和规范化处理 再存人数据库中，从而形成统一格式的数据。因此，数据抽取将负责从不同的业 务子系统中提出所需存储的数据，并加以净化、转换，然后加载到数据库中，并 对多来源渠道、相互不一致的数据进行数据融合处理。 2 3 2 数据的组织与存储 信息共享平台将为不同的交通信息系统提供服务，需要对多源交通信息进行 协同和加工利用，满足各子系统对数据的差异性要求。因此，信息共享平台在数 据组织方面形成多样化的存储数据，有效地组织和管理各种交通信息及相关信息， 同时依据数据存取的相关性形成多种分类，完成对实时数据和历史数据的组织， 以保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据冗余。 城市交通信息共享平台的需求分析 2 3 3 数据的集成与融合 一方面，由于历史和技术的原因，城市交通中每个业务子系统都有自己的数 据库管理系统以及建立在系统上的不同类型的数据库，各个成员数据库中的数据 存储模式不尽相同，此外还存在着由约束引起的差异和语义引起的差异。另一方 面，平台需要从交通子系统中提取共享信息，并对多来源、多渠道相互不一致的 数据进行整合，这就需要对这些信息数据进行集成和融合处理，最大限度地保留 有用信息，去除冗余西信息，合理协调多源数据，充分综合有用信息，提高在多 变环境中正确决策能力。 2 3 4 数据传输 数据传输主要共享信息服务平台与交通各子系统之间的数据传递。由于各子 系统是按照自身要求，采取不同软件和硬件平台开发的，信息系统种类繁多，而 且处于不同的地理位置，因此，信息服务平台需要通过网络进行数据传输，还需 利用中问件技术与多种平台接口。具体就是系统根据服务请求和查询权限对客户 提供信息服务，对于自身存放的数据直接加以组织输出，对于其他子系统存放的 细节数据则由信息共享平台提供查询通道；建立规范的数据输入输出接口，包括 智能交通系统内部接口以及与外部其它信息平台的接口。 2 3 5 辅助决策支持 在信息获取上，可以使各级决策部门和管理部门对历年的运输数据进行深入 分析，为决策提供支持。根据相关要求自动或在一定条件下对交通进行科学合理 规划( 如公交线路优化、路网规划、交通信号控制优化、运营调度优化等) ，并将 规划结果存放在信息共享平台数据库；通过交通状态分析，评估交通网络整体或 局部的交通运行状态，同时自动生成控制文档资料，不断比较信息共享平台送来 的相关数据，及时发现不合理现象并生成日志；根据用户需求对集成信息数据库 中的信息进行分析统计，进行交通仿真和预测，从而起到控制管理作用。平台在 融合交通数据基础上，采用各种方法为动态路径导航提供基础数据，也可以直接 送到发布数据库中，显示到可变信息板上。该平台也包含基本的交通信息在线或 脱机式分析、趋势走向分析、报表统计、图表分析、宏观交通建模和策略生成等， 向不同部门的交通管理者( 交通管理、交通运输，土地规划) 等提供交通基础设旌 的规划、决策、建设、管理维护以及交通系统的统一调度等宏观辅助决策信息。 1 3 北京交通大学硕士学位论文 2 4 内容分析 交通信息共享平台的主要功能是对来自各个不同交通数据源的数据进行采 集、存储、管理和发布，实现对数据的充分有效地利用；通过对来自不同数据源 的数据进行融合挖掘，产生有用的信息，为交通各个系统提供信息支持；实现交 通信息的增值服务等。总体上说