（交通运输规划与管理专业论文）交通信息平台研究.pdf

摘要 随着我国经济的快速发展，急剧增长的交通需求与有限的交通服务能力之间的矛 盾愈加尖锐化，交通事故、交通堵塞、环境污染、能源消耗等日趋严重的问题亟待解决。 随着先进信息技术不断应用于交通行业，信息化成为解决交通问题的很好手段，它是实 施交通跨越式发展和运输产业结构调整的必由之路。智能交通是在当代信息技术快速发 展的条件下产生的，是解决各种交通问题的先进方法，交通信息服务能够调整交通流时 间和空间分布、提高路网通行能力，有效解决交通需求与交通服务能力之间矛盾，而交 通信息平台可以实现信息资源共享利用，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，是交通信息化发展的重要方向。 本文首先回顾了交通信息平台产生及发展过程，从公路信息资源理论出发分析了公 路信息属性，运用经济空间等方法对高速公路信息资源进行配置，构建公路开放式系统 集成模型，明确了信息平台在整个公路运输系统的地位和作用；进行信息平台的需求功 能分析以及逻辑物理结构设计，为构建信息平台提供了指导作用；然后研究数据挖掘技 术在交通领域中的应用，运用灰色关联模型进行交通事故数据挖掘，以应用实例说明数 据挖掘的决策支持作用；最后探讨了信息平台的实施融资方式、发展模式原则、阶段特 征及保障体系，为信息平台的良好运行提供了理论依据。 关键词：信息平台，信息资源配置，数据挖掘，关联分析，机制 a b s t r a c t w i t ht h ee c o n o m yd e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y , t h ec o n t r a d i c t i o ns h a r p e n se v e nm o r e b e t w e e ng r o w i n gt r a f f i cd e m a n da n dl i m i t e dt r a f f i cs e r v i c ea b i l i t y t r a f f i ca c c i d e n t ，t r a f f i cj a m ， e n e r g yc o n s u m p t i o na n de n v i r o n m e n tp o l l u t i o na n ds oo ns e r i o u sp r o b l e m sn e e dt ob es o l v e d w i t ht h ea d v a n c e di n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yb ea p p l i e dt ot h et r a n s p o r t a t i o ni n d u s t r y , i n f o r m a t i o n i z a t i o nb e c o m eag o o dm e t h o dt os o l v et r a f f i cp r o b l e m s i ti st h en e c e s s a r yw a yt o i m p l e m e n td e v e l o p m e n t a n da d j u s tt h e t r a n s p o r t a t i o n i n d u s t r i a l s t r u c t u r e i n t e l l i g e n t t r a n s p o r t a t i o ns y s t e mp r o d u c e di nt h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi st h e e f f e c t i v em e a s u r et os o l v et r a f f i cp r o b l e m s t r a f f i ci n f o r m a t i o ns e r v i c ec a i lh e l pa d j u s tt h e s p a c e t i m ed i s t r i b u t i o no ft r a f f i cf l o w , i m p r o v et h er o a dc a p a c i t ya n ds o l v et h ec o n t r a d i c t i o n b e t w e e ng r o w i n gt r a f f i cd e m a n da n dl i m i t e dt r a f f i cs e r v i c e a b i l i t y t r a f f i ci n f o r m a t i o n p l a t f o r mc a nh e l pf 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 eo p e r a t i o n a l e 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 e t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s 。i t i st h ea i mo ft r a f f i c i n f o r m a t i o n i z a t i o n t h ep a p e rf i r s t l yr e v i e wt h ep r o c e s so ft r a f f i ci n f o r m a t i o np l a t f o r m sc r e a t i o na n d d e v e l o p m e n t , a n a l y z et h er o a di n f o r m a t i o na t t r i b u t ea c c o r d i n gt ot h er o a di n f o r m a t i o n r e s o u r c et h e o r y , c o l l o c a t et h eh i g h w a yi n f o r m a t i o nr e s o u r c eb yt h ee c o n o m ya n ds p a c e m e t h o d ，c o n s t r u c tt h er o a do p e ns t y l ei n t e g r a t i o nm o d e ls oa st od e f i n i t u d et h ei n f o r m a t i o n p l a t f o r m ss t a t u sa n dt h ef u n c t i o ni nt h ee n t i r eh i g h w a yt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ；c a r r yo nt h e d e m a n df u n c t i o n a la n a l y s i sa n dl o g i c a ls t r u c t u r a ld e s i g no fi n f o r m a t i o np l a t f o r mw h i c h p r o v i d et h ei n s t r u c t i o nf o rt h ei n f o r m a t i o np l a t f o r m sc o n s t r u c t i o n ；s t u d yo nt h ea p p l i c a t i o n o fd a t am i n i n gi nt r a f f i cb ya p p l y i n g 伊a yr e l a t i o na n a l y s i sm o d e la n de x p l a i nd e c i s i o n s u p p o r tf u n c t i o nb yr e a le x a m p l e ；f i n a l l yd i s c u s st h ei m p l e m e n t a t i o na n df i n a n c i n gw a y ，t h e d e v e l o p m e n tp a t t e r na n dp r i n c i p l e ，t h ed e v e l o p m e n ts t a g ec h a r a c t e ra n dt h es a f e g u a r ds y s t e m o fi n f o r m a t i o np l a t f o r mw h i c hp 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 rt h eb e t t e ro p e r a t i o no f t r a f f i ci n f o r m a t i o np l a t f o r l n k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o np l a t f o r m ；i n f o r m a t i o nr e s o u r c ec o l l o c a t i o n ；d a t am i n i n g ；r e l a t i o n a n a l y s i s ；m e c h a n i s m 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 本锐希喁年歹月侈日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 李钒东 导师签名： 沁年箩月7 岁日 沙诏年5 月；日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景 随着我国国民经济的快速发展，交通需求迅速增长，交通问题同趋严重，主要表现 在道路交通拥挤、交通秩序混乱、交通事故增多、交通引起的环境污染严重等。面对日 益严重的交通问题，人们采取了合理规划、工程技术、传统管理等手段来解决，但是这 些手段受到投资及其它资源的制约，出现了见效面狭、见效期短等局限，例如在城市建 成区不能靠大量拆迁来增建、拓建道路交通设施。随着近年来计算机、通信、信息技术 的快速发展，人们将车辆、道路及环境综合起来，用系统的观点进行思考，把先进的计 算机、通信、控制技术运用于运输系统来解决交通问题，这就是智能运输系统。 智能运输系统( i t s ，i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ) 是将先进的信息技术、通信 技术、计算机技术、控制技术、传感器技术和系统综合技术有效地集成，并有效地应用 于地面交通运输系统，从而建立起来的大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效 的交通运输管理系统。由于这种先进的交通管理系统能够为出行者和交通管理者提供全 方位的、实时的路网交通信息，提高出行决策与管理决策的科学性，目前已成为公认的 提高公路交通时空资源利用率的最佳途径。但是在研究和建设实践中发现，由于我国特 有的交通管理体制，交通秩序通常由多个部门( 高速公路公司、公安、交通、建委等) 共同管理，都建有各自独立的交通信息管理系统，使得i t s 各应用系统分属不同部门的 职能范围，分别由不同部门单独开发建设和运作管理，标准规范的不统一造成各部门的 应用系统之间信息共享和交互方面存在很大的困难，不便于交通信息的综合性和深层次 的应用，不能很好的为政府部门提供科学决策支持，制约了交通现代化的进一步发展， 交通信息平台的建设则是解决上述问题的有效途径。因此在智能运输系统建设的过程 中，有专家提出了交通信息平台建设的概念，在业界得到广泛的认同，并成为研究热点。 交通信息化是i t s 的重要特征，交通信息平台是交通信息系统的核心，是交通管理者进 行信息管理和信息应用的操作平台，是交通参与者在最大范围内共享和利用信息的源 泉。交通信息平台的建设有利于参与交通设施建设、运营和管理的各部门在信息共享的 基础上正确决策，以较少的资源实现交通管理的目标，节约建设和运行成本，有利于交 通产业的健康发展。 第一章绪论 1 2 交通信息平台研究现状 1 2 1 国外研究情况 美国：2 0 0 3 年3 月，佛罗里达州交通部被联邦公路局选中参与到一个名为i f l o f i d a 的项目中，该项目的主要目标是扩展和集成现有的数据采集和监视系统，收集及共享数 据，利用运行数据来提高交通系统的安全性、可靠性及其他性能，并且在恰当的时候将 数据发布出行者。同时该项目还将用实例来说明如何从技术和组织两方面集成交通、天 气以及安全管理等方面的信息。 g c mg a t e w a y 旅行信息系统是美国运输部资助的旨在提升地面运输多式联运效 率的项目，主要覆盖伊利诺卅i 、印第安纳和威斯康星州。g c mg a t e w a y 的主要功能 是收集处理和发布旅行时间、道路建设和维护、交通事故、天气状况信息等等，所有的 信息面向用户实时提供，用户可以在互联网上方便访问，同时提供给政府组织、运输服 务运营者以及其他公共旅行信息机构。在系统网络结构上，g c mg a t e w a y 采用混合 型分布式配置，通过位于三个地区的交换网关进行互联，中心网关位于芝加哥运输部的 交通通信中心，在每个网关之下，带有来自各个子网、各个道路监测点的下级接入点； 在系统逻辑结构上，g c mg a t e w a y 分为数据采集、中心处理和数据发布三部分，数 据采集来自各个网关下的道路监测点、气象站、事故现场、运输机构等等，采集的手段 多样，包括网上交换、传真等。g c mg a t e w a y 的特色是实时性、公共性和开放的技 术标准。g c mg a t e w a y 通过多个具有扩展数据计算、通信和存储能力的服务器、客 户机与网关组成的群组，达到了实时信息收集、处理和海量存储、宽带访问的能力，向 用户提供了一个集成的、多模式的运输信息和管理系统，满足了公众、旅行者、运营者 和相关管理机构的需型1 1 。 欧洲：欧洲的智能交通系统从研发初期就瞄准了多交通方式，随着智能交通系统的 向前发展，欧洲的相关部门也开始意识到平台的概念和作用，在发展过程中逐渐开始 了这方面的研究工作。在意大利都灵市实施的5 t 系统中包括一个骨干网络子系统，主 要功能是实现其它各个子系统间的信息和数据交换。英国公路局的国家交通控制中心一 个内容是建立为道路使用者提供信息的平台，通过开放的通信环境，实现多信息源的交 换与共享。在e r t i c o 的研究项目中，项目的目标是通过建立通用可复用的机制来支 【1 】李瑞敏，陆化普，史其信综合交通信息平台发展状况与趋势研究 j 公路交通科技，2 0 0 5 ，2 2 ( 4 ) ：9 1 9 4 2 长安大学硕上学位论文 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，核心是开发支持面向对象( j 删c o r b a 煳l ) 的共用规范；3 g t ( t h i r d g e n e r a t i o nt e l e m a t i c s ) 项目的目标是通过确保各种不同中间件供应商、终端制造商和服 务提供商之间产品的互用性来帮助建立基于o s g i 的车内通信信息平台，主要内容是为 基于o s g i 的服务建立通用的通信信息界面【1 1 。 英国的u t m c ( u r b a nt r a f f i cm a n a g e m e n t & c o n t r 0 1 ) 项目是由英国d e t r ( d e p a r t m e n to fe n v i r o n m e n t ，t r a n s p o r ta n dt h er e g i o n s ) 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的项目，目标是为交通管理部门有效使用现代信息通信技 术、科学制定交通管理策略提供支持。典型u t m c 系统的主要组件是共用数据库，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。共用数据库可以集成来自分散的、全异的应用系统的数据，从而以较低的费用来扩 展系统功能。共用数据库在提高系统灵活性、集成现有应用系统到u t m c 以及u t m c 的模块化和提高可扩展性等方面扮演着重要的角色。共用数据库的主要特征为：提供共 享数据的通用接口；灵活的数据保护和安全；数据质量模型支持；共用数据服务。共用 数据库的主要功能有：提供访问应用系统中数据的接口；灵活的数据保护和安全性；支 持数据质量定义，提供审查追踪和历史数据存储；提供共用数据服务，与应用系统的变 化无关，与数据库供应者无关。通过利用共用数据库，可以提高系统的灵活性和扩展功 能，降低维护费用，有效地集成新的应用系统，提供旅行信息服务，简化接口需求等。 u t m c l 0 通过共用数据库实现u t m c 集成是u t m c 众多项目中的一个，目标是建立 u t m c 共用数据库规范。u t m c l 0 得出与美国以及公路部门相关研究同样的结论：共用 数据库的集成应基于c o r b a ，基础数据模型应是关系型的并采用s q l 结构化查询语 言。目前小规模的共用数据库示范项目已经将城市交通控制系统与莱斯特的环境监测系 统及格拉斯哥的停车管理系统连接起来，结果显示该技术的应用具有一定的效型1 1 。 新加坡：l 交通( 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。i 交通可被视为第二代综合性的且具有可兼容性、可替换性以 及可持续性的i t s 系统。i 交通项目的目标主要包括：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 【l 】h t t p ：w w w e r t i c o c o m e u c h i n a 3 第一章绪论 与分析；一个提供给数据库用户的网络数据传递通道。i 交通平台分成五个相互衔接的 模块即操作界面模块、交通信息枢纽模块、统计模块、推论模块和仿真模块。操作界面 模块负责不同i t s 系统之间、外部机构系统与交通信息枢纽模块之间的通讯及相互衔接。 交通信息枢纽模块是存放数据的中心，它在不同的i t s 系统之间收集存储、整合、交换 数据。统计模块不仅提供主要的统计报告，同时还是系统离线数据的处理界面。推论模 块为交通管理特别是事故管理提供实时的交通决策支持，这个模块会采用来自交通信息 枢纽的数据，如果需要会利用操作界面模块以及仿真模块来辅助专家系统选择交通管理 的行动计划。仿真模块目的是提供大规模的、比实时更快的微观仿真模型来对交通控制 策略进行评价，以便让推论模块进行选择【l 】。 日本：为了推动s m a r t w a y 系统的发展，国土交通省国土技术政策综合研究所建设 了名为i t s p l a t f o r m 的i t s 平台。这里i t sp l a t f o r m 被定义为i t s 程序可以在其上综合 使用的系统，也是应用通讯技术的基础。2 0 0 3 年日本国土交通省国土技术政策综合研究 所在m o r i y a 地区的高速公路进行了检验智能通信平台效果的公开试验。智能通信平台 是通信处理程序，可以在通用无线通信设备的基础上提供各种服务，主要是利用了e t c 中的d s r c 技术。在日本i t s 发展中，认为与i t s 兼容的道路系统s m a r t w a y 是2 l 世纪 所必需的。s m a r t w a y 是下一代的道路包括了道路车辆通信系统、不同类型的传感器、 光纤网络等，集成了各种不同的i t s 技术包括v i c s 、e t c 和a h s 等。s m a r t w a y 作为 开放共用的平台支持i t s 发展完善社会中的畅通交通，有助于产生新的社会价值。作为 共用平台s m a r t w a y 支持道路交通的计算机化，同时s m a r t w a y 包括3 大部分：通信设备 等、数据存储设备( g i s 检测数据、道路通信标准等) 以及信息网络设备( 光纤、传感 器、信息采集器等) 。通过利用这些部分功能，s m a r t w a y 可以实现不同的功能目标拉j 。 发达国家在完成交通基础设施建设后，开始了新一代智能交通系统的建设，目前主 要集中在高速公路管理和城市交通管理方面，应用先进的通信技术建设智能信息平台等 系统，实现信息高效采集、共享和利用，提高运输系统效率，保持交通运输环境和能源 可持续发展，保障交通有序畅通，产生了巨大的社会效益。 1 2 2 国内研究情况 在我国有多个院校同济大学、清华大学、北京交通大学以及上海、北京等地的科研 院所相继开展了交通信息采集、处理、传输等领域的研究和试验工作。在交通信息的分 uj h o m e p a g eo fi t s c h t t p ：w w w i t s c t o m c n i z i h t t p ：w w w e r t i c o c o m e u c h i n a 4 长安大学硕士学位论文 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，形 成了初步的技术框架、应用实例和实验平台，同时国内各城市和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，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”期间确定的1 0 个智能交通系统示范城市正在建设交通信息平台， 为实现大范围的交通信息资源共享提供了很好的平台，目前各个城市取得了一定的进 展，开始进入实施阶段。 北京“科技奥运 智能交通系统技术开发与应用是“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，其中包括北京市交通综合信息 平台示范工程。北京将以奥运公园为中心，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交通信息服 务。到奥运会时，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 1 。 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， 上海高架道路系统更新电视监控系统，覆盖了整个高架道路在主要的交通节点，安装先 进的交通信息视频分析系统，及时分析交通状况的变化地面道路上，多个交叉口安装了 感应线圈和自适应控制系统。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。2 0 0 5 年上海已经完成i t s 信息平台核心的建设和 试运营，2 0 0 7 年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。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。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。济南市以信息产业局为主负责建设城市交通综 合信息平台，内容包括建立信息网络平台和服务系统，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【2 1 。 田北京发展智能交通确保奥运道路畅通 e a 0 l ， h t t p ：乇砭n 1 ) o n i c x ae m h t n d m , 暇 2 0 0 4 f 1 0 2 0 4 1 4 3 3 6 1 e a n 阱孙立军，马兴发上海智能交通信息p 台规划【a 】全国i t s 重庆会议论文集【c 】2 0 0 3 ，1 0 1 1 0 7 5 第一章绪论 广州市交通信息平台是国家智能交通系统建设试点城市示范工程。广州市提出的 i t s 交通信息平台建设是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， 形成具体的i t s 交通信息平台，承载i t s 的规划、管理控制和业务发展等功能，科学指 导i t s 及其子系统的建设，形成交通的信息化和智能化。信息平台带动制造业相关产品 的研发与生产( 如车载设备、手持导航设备、专用通信设备、车辆检测与控制设备、相 关系统等) ，在营运业方面为道路交通使用者提供更多信息服务( 如定位调度、物流、 车队管理、电召服务、地理信息及交通信息的服务、其他关于交通信息的增值业务等) 。 信息平台打破资源垄断和部门间的信息壁垒，整合利用交通信息资源，消除信息孤岛形 成共享，实现从单个业务系统逐步向行业内平台建设的转变，从主要为行业管理服务逐 步向为社会公众服务的转变【1 1 。 从我国各大城市的智能交通发展情况可以发现，交通信息化的发展离不开交通信息 平台的建设，需要从信息资源理论出发研究交通信息平台的地位和作用，进行需求分析， 根据用户需求构建逻辑和物理框架，开发基于数据挖掘技术的决策支持系统，提出信息 平台的产业化发展策略以及信息共享运营机制等措施。 1 2 3 交通信息平台的发展趋势分析 ( 1 ) 集成化 集成化是智能交通领域的发展趋势，信息平台为智能交通系统提供集成的环境，在 集成的基础上提供增值服务和决策支持，发挥单个系统所无法实现的功能，扩展智能交 通系统的作用。日本的基于d s r c 智能通信平台是实现技术层面的集成，在电子收费中 获得广泛应用的d s r c 车载设备基础上集成其他多种服务，如网络口电话、交通信息 发布、停车信息、黄页信息、加油站信息等，欧盟的3 g t 项目也是这样的集成系统。 ( 2 ) 智能化 智能化是信息平台的发展趋势，传统的交通管理系统是独立建设和运行，缺少联系 和交流，信息和数据的缺乏影响了系统的智能化程度。通过进行信息交换和共享，提高 了系统对交通态势的了解程度，为系统的决策和执行提供了依据。由于运用了一定的智 能技术，如数据仓库、数据挖掘、专家系统、决策支持系统等，实现了人机智能的有机 结合，提高了交通信息平台的智能化水平。 【i j 广州市交通信息化发展规划 e b o l ， h t t p ：b b s t r a n b b s c o m i n d e x a s p ? b o a r d i d = 1 3 & p a g e 6 长安大学硕士学位论文 ( 3 ) 创新性 交通信息平台是个新型的i t s 系统，由于信息平台是在现有的信息系统基础上进行 建设，所提出的技术和体制需求具有挑战性，在发展过程中要注意到创新性。在各国家 是基于本国i t s 的发展基础和未来趋势，充分发挥技术的长处，根据本国特色进行了创 新性的研究和开发，节省投资提高效益。在我国信息平台的发展过程，创新性是各地区 需要注意的问题，根据本地区的基础和需求进行创造性工作，建立适应于本地区的交通 信息平台。 ( 4 ) 网络化 交通运输系统是个开放复杂的网络系统，内容非常庞杂且相互之间关系复杂，日常 运行要借助于信息沟通才能提高效率。交通信息平台是基于信息网络的虚拟系统，实现 信息资源的虚实整合，产生单一网络所无法产生的更高层面的综合效率，提高管理水平 和运行效率，实现交通管理的网络化。 1 3 论文的主要研究内容 第1 章介绍了交通信息平台产生的背景以及在交通信息化中的作用，阐述了国内外 交通信息发展过程，对交通信息平台的发展趋势进行分析。第2 章是公路信息资源配置 理论，阐述公路信息的时间、空间和经济属性以及相关配置方法，并给出高速公路信息 资源配置结果，最后对公路信息资源配置体系和公路开放式信息系统集成模型进行说 明。第3 章是交通信息平台的分析和设计，从信息平台的概念特征、需求功能角度进行 分析，构建信息平台的逻辑和物理结构。第4 章探讨了交通信息平台的数据挖掘技术， 阐述数据挖掘基本原理，从交通流、空间挖掘、交通事故方面分析了数据挖掘的具体应 用，重点阐述交通事故的灰色关联分析法，并给出应用实例。第5 章是交通信息平台的 运营机制，说明信息平台的实施和融资策略，分析信息平台的发展模式和服务策略，从 网络实体、系统信息、组织制度角度阐述了信息平台的安全保障机制。第6 章得出结论。 7 第二章公路信息资源配置理论 2 1 公路信息属性 第二章公路信息资源配置理论 2 1 1 时间属性 时间是有起点和终点的一段持续过程，信息时间属性可以从信息所处的加工处理阶 段即信息加工处理深度来描述。公路信息的时间配置是公路信息在时间坐标轴上的配 置，信息在时间矢量上配置的经济意义是由信息加工处理深度和信息内容的时效性决定 的。信息的加工处理过程包括排序归并、存储检索、制表计算及综合分析等，可将公路 信息划分为一次信息、二次信息、三次信息。一次信息是未做任何处理的原始数据和记 录，例如检测器采集到的原始数据等；二次信息是经过加工、标准化处理、数据质量检 查与订正，成为可以被利用的数据，例如统计报表档案等；三次信息是通过运用数据挖 掘等技术得到的决策支持信息，实现交通系统的优化高效运行。 信息效用的实现程度与时间紧密相关，不同信息的时效性变化情况不一样，例如决 策信息是逐渐过时，调度信息呈现快速过时，市场需求信息随各种因素呈现波动性等。 根据公路信息变化频率可划分为动态实时信息、半静态和静态信息。动态实时信息包括 运输调度、客货运需求和事故救援等信息，半静态信息包括设备定期检修信息等，静态 信息包括公路网描述、运输经营管理标准规范等信剧。 2 1 2 空间属性 根据信息服务的管理层级可划分为作业信息、管理信息和决策信息。作业信息与日 常经营管理活动密切相关，是完成具体任务所必要的信息，例如驾驶员常用的实时交通 状况、天气等信息，客货运站、运输企业内部作业需要的基础信息。管理信息来自交通 运输企事业单位的各部门，为中层管理人员提供管理依据，是进行管理控制所需要的信 息。决策信息是较高管理部门制定本部门目标需要的重要信息，为达到目标所需的资源 水平和种类及确定对获得资源、使用资源和处理资源指导方针等方面进行决策的信息。 2 1 3 经济属性 信息的经济属性主要从投资主体和投资强度角度来说明，如表2 1 所示： 1 1 1 李学伟，汪晓霞中国铁路信息资源理论基础 m 北京：清华人学出版社，2 0 0 4 ：4 9 5 1 8 长安大学硕士学位论文 表2 1 公路信息的经济属性 标准类别特征 交通部门所有政府部门拨款支持信息生产 投资主体 企业所有完成信息生产的经费主要由企业承担 强信息获取艰难，工作量大，需要巨额资金的专门仪器设备 投资强度 弱需要资金少 2 2 公路信息资源配置方法 2 2 1 经济方法 经济配置方法可分为无偿共享和有偿共享。免费共享的公共服务代表公众利益，不 从事经营活动，经费来源是税收，主要包括提供政府机构信息、法律法规、国家机关的 决议命令和正式文件等。公路需要无偿共享信息主要是基础信息，例如公路网络描述信 息、汽车时刻表、客货运价里程信息、公众出行服务信息、财务制度等。 有偿共享是指在提供信息服务时，依据不同用途向用户收取一定比例的信息生产成 本，按使用数据的目的可分为非营利和营利性两种。非营利有偿共享，是事业单位为了 自身事业的发展或为承担国家下达的任务所需求的数据，数据服务机构对国家投资所获 取的原始性、基础性数据，进行组织加工后所形成具有专业用途的公益性的有产权归属 的数据产品。目标是保护产权拥有者、数据组织加工者和用户的利益，减少数据机构发 布费用，避免商业投资者无偿获取可直接获利的数据产品，实行回收加工成本的收费方 式。营利性有偿共享指利用信息开展生产经营活动，或直接以获取的信息为基础进行加 工组合后，形成市场需要的数据商品来赢利。 表2 2 公路信息配置的经济方法 无偿共享有偿共享 不共享 免费收取工本费非营利营利 信息层次作业信息 管理信息 决策信息 加工深度一次信息二次信息三次信息 获取难易难获易获难获 以交通部门投资形式采以交通部门或道路运输企业投资形 投资主体 集生产的数据式采集生产的信息 投资强度强 弱强弱之间 9 第二章公路信息资源配置理论 2 2 2 空间方法 信息空间配置方法是运用市场和计划手段调节控制信息在不同部门之间的分配关 系，追求信息在不同范围内配置后产生的最大经济效益。从信息交流共享来考察，公路 信息按照共享需求范围可以划分为下列层次：社会范围共享是公路信息在政府机构、社 会大众之间的数据交流和使用完全共享；交通部内部共享是在交通部范围内机构个人之 间的数据交流和使用完全共享；企业内部共享是在运输企业范围内机构个人之间的数据 交流和使用完全共享；限制条件共享是涉及国家安全与重大经济利益的信息，应列入保 密范围，保密等级分为秘密、机密和绝密。由于空间地域的变动会使信息配置发生改变， 这里是涉及国家安全与重大经济利益，例如地图信息和地质信息都应是无偿向社会提供 服务的，如果某地区是蕴藏着战略矿产资源或影响国民经济的重要矿产，该地区的地图 和地质信息应为保密信息【1 】。 影响信息配置还有对象、时间和环境变动因素。信息共享配置面向实际用户配置， 用户对象的变化会使信息配置结果发生变动。例如向社会用户( 如科教领域) 提供的信 息属公益类信息应无偿共享，同样信息向企业提供属商业信息应有偿共享。保密时间是 影响信息配置的重要因素，在确定公路信息密级时应同时确定保密期限，期限届满自行 解密。当环境发生重大变化时信息配置会随之变动，例如发生重大灾害时各类信息应无 偿向国家提供，满足抢险救灾的需要。 2 2 3 高速公路信息资源配置结果 运用上述信息资源配置方法对高速公路信息从内容层次、用户对象、配置方法和共 享范围进行分析，结果如表2 3 所示： 【l 】李学伟，汪晓霞中国铁路信息资源理论基础 m 北京：清华大学出版社，2 0 0 4 ：5 2 5 5 1 0 长安大学硕士学位论文 表2 3 高速公路信息资源配置结果 信息内容信息层次用户对象经济配置方法空间共享范围 g p s 车辆定位交通管理部门 决策 非营利共享交通管理部门内 信息( 用于交通流控制) g p s 车辆定位 运输企业或个人 运输企业内或个 决策营利共享 信息( 商业车辆定位与管理)人限制条件共享 交通管理部门 交通诱导信息管理免费共享交通管理部门内 ( 集群式交通诱导) 运输企业或个人运输企业内或个 交通诱导信息决策营利共享 ( 个性化交通诱导) 人限制条件共享 大屏幕显示作业交通监控部门不共享 气象及路面管理全部用户免费共享社会范同共享 + 紧急救援调度管理事故处理部门免费共享交通管理部门内 公众服务信息管理 全部用户免费共享社会范围共享 办公自动化作业交通管理部门不共享 收费信息管理收费部门免费共享交通管理部i 、j 内 路政管理管理 路政部门免费共享交通管理部门内 通讯系统作业机电设备部门不共享 监控系统作业交通管理部门不共享 养护管理管理 交通管理部门免费共享交通管理部门内 交通控制及管理管理 交通管理部门免费共享交通管理部门内 事故分析决策交通管理部门免费共享交通管理部门内 防灾减灾管理交通管理部门免费共享社会范围共享 车辆档案管理 交通管理部门不共享 违章记录 作业交通管理部门免费共享交通管理部门内 停车场管理服务经营部门不共享 服务区管理 服务经营部门不共享 第二章公路信息资源配置理论 2 3 公路信息资源配置体系 2 3 1 约束条件 约束条件指影响公路信息资源配置的环境因素，包括政治法律环境、经济环境、科 学技术环境、行业竞争环境和国际环境等。国民经济的发展规划、国家的交通运输政策、 综合运输管理体制推进以及相关的规章制度对公路运输行业会产生较大影响。人口数量 通过消费者需求变化给运输市场带来整体性影响，影响运输企业的客运量及周转量等。 国民经济的运行状况和客货运输量密切相关，若经济增长快运输量大，经济萧条运输量 小，运输企业需要做出合适的决策，例如采取市场扩张或收缩策略来适应市场的变化。 随着科学技术的发展未来高速铁路客运专线的建成，使得各种运输方式之间的竞争更加 激烈，改变未来运输行业的结构。随着我国加入w t o ，改革开放的深入发展，国际贸 易、联合运输和集装箱运输量的快速增加，对公路运输服务产品和质量提出了更高要求。 2 3 2 信息资源配置体系 公路信息资源配置体系是以公路信息资源治理为核心，建立柔性战略目标为导向， 以适应公路网络化运输业务为需求，以信息化阶段为支撑，以开放式应用体系为实现价 值的方式，内外部环境互动的组织系统。信息资源配置体系边界连接内部要素和外部环 境。内部要素是公路运输生产的各种物质要素，是配置体系发展的制约条件和支撑力量， 作用于公路网络化运输业务。外部环境是市场、资源、技术水平、社会风尚等环境，是 配置体系发展的生存环境和动力来源，反映到公路的柔性战略。柔性战略是在变动的环 境下，主动适应环境变化来迎接市场的挑战，利用和制造变化来提高自身竞争能力制定 的可选择的行动规则和方案，其中信息战略是柔性战略的重要组成部分，成功的信息战 略管理会促使信息系统发挥出最大效能。信息资源治理服务于柔性战略目标，发挥反馈 控制功能作用于业务体系，促进公路运输业务流程的合理化，服务于战略决策需求。开 放与共用是信息治理的核心，通过开放式应用实现信息资源效用价值最大化。信息化阶 段是信息资源配置的前提条件，是信息化建设的现状。信息资源的合理配置会促进信息 化阶段的提升，信息化阶段支撑和约束了柔性战略目标的制定和网络化运输业务的有效 运转。开放式应用体系是各种信息技术及管理信息系统的集成。 1 2 长安大学硕上学位论文 外部环境 内部要素 边界 边界 图2 1 公路信息资源配置体系图 2 - 3 3 公路开放式系统集成模型 公路开放式系统集成模型是集综合性、战略性、网络化运输生产于一体的基于价值 链的开放式组织结构。公路开放式系统集成模型可以划分为四部分：面向市场的开放式 服务系统，系统通过整合客货运市场信息资源，建立促使公路客货运输营销为目标，以 业务流程为主的电子商务系统。面向公路资源的系统集成，系统以实现运输行业健康发 展为目标，合理整合各种资源服务运输业，并且辅助各级部门的管理决策。面向公路运 输生产的控制系统，系统以实现运输高效生产为目标，合理充分利用路网组织运输，保 证运输安全生产。信息资源整合平台，实现上述三部分信息有效沟通，提供通信网络基 础设施及安全保障策略。 1 3 第二章公路信息资源配置理论 图2 2 公路开放式系统集成模型图 1 4 面向市场 客货营销 面向公路资源 集成管理 面向公路 运输生产 长安人学硕士学位论文 3 1 交通信息平台 第三章交通信息平台分析和设计 3 1 1 概念 交通信息平台是智能交通系统整合的重要工具，是先进的交通管理系统( a t m s ) 基础核心，是信息交换的重要枢纽，保证交通信息资源全范围共享，真正体现交通运输 信息交流和资源共享的信息化社会特征。信息平台是个集成智能化的信息管理中心，为 智能交通提供基础交通地理信息、交通实时状态信息、交通控制和管理信息、交通政策 法规信息、公共交通信息等基础信息，并向各层次的用户提供信息服务和辅助决策。 从使用者的角度来看，交通信息平台是面向信息应用的分布式数据和应用系统，各 级子系统进行日常运营支持和信息收集、处理和发布的中心，是个承载数据通讯、安全 保障、多级事物管理的交互式集成平台。从开发者的角度来看，它是通用的框架平台， 为原有系统集成和新系统的开发提供标准的组装接口和信息处理通道。本文提出了面向 高速公路信息平台的定义：高速公路交通信息平台是一个综合利用g i s 、数据库、通信、 智能控制等技术，整合高速公路各子系统信息资源，对各种交通信息进行有组织的采集 传输、处理、存储和发布，提供标准统一的共享交通信息，支撑智能交通系统业务的物 理系统。 3 1 2 信息平台发展理念 交通运输信息平台要能够充分应用高新技术，整合信息资源满足企业信息化需要， 实现全行业的信息化，支持交通运输业的可持续发展。在平台构建中要体现以下思想： 交通信息平台是在国家和地区信息化基础上发展的，要保持信息平台的开放性和长远 性，为社会的经济发展提供开放式的网络信息服务系统，支撑运输产业发展和协调区域 经济，引导交通运输企业发展信息化，发挥信息平台在网络环境运行中信息共享优势， 明确在信息平台的构建中社会、政府、企业的职责，确立实施主体的地位。充分利用互 联网发展所带来的虚拟化服务和广域网络互联互通的信息网络特点，使交通信息平台的 实现不局限于物理平台的构建，结合社会信息化和政府信息化的发展进程，构筑开放式 交通运输网络服务与管理体系。 1 5 第三章交通信息平台分析和设计 3 1 3 信息平台特征 交通信息平台作为巨大复杂的系统，具有以下几个基本特征： ( 1 ) 整体性 整体性是基本特征。交通信息平台至少要由有两个以上不同的子系统进行有机结 合，形成具有一定结构和功能的整体，它的总体目标依赖于各子系统的协同配合才能实 现。 ( 2 ) 目的性 交通信息平台具有明确的目的性。所谓目的就是信息系统运行要达到的预期目标， 表现为系统所要实现的各项功能。交通信息平台的结构是