ISO 21219-192023 智能运输系统.第2代（TPEG2）通过运输协议专家组的交通和旅行信息（TTI）.第19部分天气信息（TPEG2-WEA）标准立项发展报告

智能运输系统第2代交通和旅行信息（TPEG2）第19部分：天气信息标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—Trafficandtravelinformation(TTI)viatransportprotocolexpertsgroup,generation2(TPEG2)—Part19:Weatherinformation(TPEG2-WEA)摘要随着智能运输系统（ITS）在全球范围内的快速部署与发展，交通参与者对实时、精准、结构化的天气信息服务的需求日益迫切。天气状况对道路交通安全、出行效率及物流运输具有直接影响，而传统广播式天气服务难以满足车载终端和移动设备对标准化、可交互、多模态信息传输的需求。在此背景下，国际标准化组织（ISO）发布了ISO21219-19:2023《智能运输系统第2代（TPEG2）通过运输协议专家组的交通和旅行信息（TTI）第19部分：天气信息（TPEG2-WEA）》，为智能交通领域天气信息的编码、传输与解析提供了统一的国际标准规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容、应用场景及推广价值，并对主要参与单位进行了介绍。报告认为，ISO21219-19:2023的发布填补了TPEG2系列标准在气象信息领域应用的空白，对提升智能交通系统气象服务的互操作性、可靠性和用户体验具有重要意义，未来将在车路协同、自动驾驶及智慧城市建设中发挥关键基础性作用。关键词：智能运输系统；TPEG2；天气信息；交通信息服务；国际标准；车路协同Keywords:IntelligentTransportSystems;TPEG2;WeatherInformation;TrafficandTravelInformation;InternationalStandard;Vehicle-InfrastructureCooperation1引言1.1研究背景随着全球城市化进程加速和机动车保有量持续攀升，道路交通安全和通行效率面临严峻挑战。据统计，约30%的道路交通事故与恶劣天气条件密切相关，雨、雪、雾、冰等气象要素直接影响路面附着系数、能见度和驾驶行为。在此背景下，将高精度、实时化的天气信息嵌入智能运输系统，成为提升出行安全性、缓解交通拥堵、优化物流调度的重要技术路径。国际标准化组织（ISO）下属的智能运输系统技术委员会（ISO/TC204）长期致力于交通信息领域的标准化工作。其中，由运输协议专家组（TPEG，TransportProtocolExpertsGroup）开发的TPEG系列标准，旨在为交通和旅行信息提供一种独立于传输媒介的编码和分发机制。2009年，TPEG技术移交ISO/TC204管理，并发展为第二代TPEG标准体系（TPEG2），涵盖道路天气信息、道路事件信息、停车信息、燃油价格及气象预警等多个应用领域。然而，在ISO21219-19发布之前，TPEG2系列虽然已覆盖多种交通信息类型，但在天气信息领域仍缺乏统一的国际标准规范。各国气象服务机构和交通管理部门各自为政的信息发布格式造成了跨区域、跨系统的信息壁垒，严重制约了智能交通系统的互联互通。ISO21219-19:2023的制定与发布正是在这一背景下应运而生。1.2标准立项必要性（1）行业需求驱动：气象服务与智能交通的深度融合已成为全球共识。世界气象组织（WMO）在其《全球综合观测系统2030战略》中明确提出，应加强天气信息在交通等敏感行业的应用服务能力。标准化的天气信息传输格式是支撑这一战略目标的基础技术保障。（2）应用场景拓展：从传统广播FM广播到移动互联网、卫星通信乃至车联网直连通信，天气信息的传输通道日趋多样。ISO21219-19建立了与传输媒介无关的编码方案，使得同一数据格式可以应用于多种分发渠道，极大降低了系统集成的复杂度和成本。（3）技术迭代需求：随着全球导航卫星系统（GNSS）、5G通信和车载传感器技术的发展，交通参与者获得天气信息的时效性和空间分辨率要求显著提升。TPEG2-WEA标准引入精细化语义模型和地理位置关联机制，有效满足了这一技术演进需求。（4）国际协调需要：跨国出行和国际物流运输对统一的气象信息格式提出了客观需求。通过ISO层面制定统一标准，有助于各国在跨境场景下实现天气信息服务的一致性表达和无缝对接。2标准制定过程2.1标准编制历程ISO21219-19的制定工作起始于TPEG2体系架构下天气信息应用的需求调研。TPEG技术委员会在完成TPEG2基础框架（ISO21219-1至ISO21219-6）后，即着手规划各类具体应用的标准编制工作。天气信息（WEA）作为与道路安全高度相关的核心应用之一，被列为优先级较高的标准子项。在标准编制过程中，来自各成员体的专家围绕以下关键技术议题开展了多轮深入研讨：（1）天气信息模型的要素体系与语义定义；（2）天气现象的编码方法及其时空属性的表征方式；（3）与TPEG2通用框架（如位置参考、时间管理等）的对接机制；（4）不同业务场景（如日常出行、物流运输、道路养护）下的信息粒度需求；（5）标准与WMO等其他国际组织既有标准的协调兼容问题。经过工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段的严格审查和投票程序，ISO21219-19于2023年6月9日正式发布。2.2标准编制原则ISO21219-19:2023的编制遵循了以下核心原则：-独立性：不依赖特定传输协议或物理媒介，可应用于地面广播、卫星通信、蜂窝网络和互联网等多种通道；-兼容性：完整继承TPEG2通用框架和已有应用标准的设计理念，确保与其他TPEG2应用的互操作；-可扩展性：预留扩展机制，以适应当前及未来的气象数据需求和技术发展；-实用性：以典型应用场景为导向，确保标准的可落地性和实施效率。3标准核心技术内容3.1标准范围与定位ISO21219-19:2023规定了TPEG2框架下天气信息应用的标准编码格式、数据模型和传输规则。该标准旨在为出行者、交通管理机构及物流企业提供以下关键功能支持：-以统一的数据格式描述当前天气状况和短期天气预报；-支持面向特定地理位置或路段的精细化天气信息服务；-提供多语言、多量纲的天气参数表达方式；-支持与交通事件、路况等其他交通信息的关联和融合服务。需要指出的是，该标准在TPEG2体系中属于应用层规范，其具体编码方式与TPEG2二进制编码规则紧密关联，定义了天气应用所需的数据组件和结构。3.2天气信息内容框架标准定义了天气信息的数据模型和内容要素，涵盖以下维度：|信息类别|主要内容||---------|---------||基本气象要素|气温、湿度、风速风向、气压、降水量及降水类型||天气现象|雨、雪、雾、霾、冰雹、雷电、沙尘等||道路专项气象|路面温度、路面状况（干/湿/冰/雪）、能见度、结冰预警||预警信息|气象预警等级、影响范围、有效时间、建议措施||预报信息|短期预报、未来数小时天气趋势、极端天气概率|3.3数据编码与消息结构在TPEG2框架中，整个天气信息编码体系采用树形结构组织，包含一个服务帧和多个应用帧，通过服务组件将各应用帧连接为一个整体，自上而下由以下层级构成：-TPEG2服务帧（ServiceFrame）：属于TPEG2的整体框架结构，包含传输层所需的组件信息，以及各类应用对应的应用帧；-应用帧（ApplicationFrame）：TPEG2将每个应用组织为一个应用帧，ISO21219-19定义了天气应用帧的具体结构；-应用复合体（ApplicationComposite）：一个天气应用帧由一个或多个应用复合体组成；应用复合体是应用帧中可独立更新的最小功能单元；-组件（Component）：每个应用复合体包含若干组件，分别承载天气信息中的特定数据要素。3.4消息管理机制TPEG2-WEA标准在消息管理方面建立了与TPEG2系列一致的机制，主要包括：-消息轮播机制：为使各终端设备在任意调谐时刻都可以快速获得完整的天气预报信息，TPEG2-WEA标准要求天气服务信息在传输通道中持续循环发送，并通过适当设计控制各组件的重复发送周期，使重要和紧急的天气信息在单位时间内具有更高的发送频次；-消息更新机制：当天气状况发生变化时，通过消息生成时间（MGMT，MessageGenerationTime）的更新与匹配，接收终端能够及时自动更新天气信息内容，无需额外操作；-消息删除机制：支持通过消息删除指令将无效或过期的天气信息从终端存储中移除，以保持信息有效性和存储空间的合理利用。4标准应用场景与价值分析4.1典型应用场景（1）车载终端天气信息服务：通过车载信息单元或智能手机，以语音播报和图形化界面呈现实时天气信息，帮助驾驶员了解当前及前方路线天气状况。根据天气状况的变化，系统能够自动发送更新的天气预警信息，以动态方式向驾驶人通报沿途的气象变化情况，为出行路径规划和安全驾驶决策提供参考。（2）交通管理与道路养护：交通管理部门利用标准化天气信息，结合道路传感器数据进行路网运行态势研判，优化恶劣天气下的交通管控策略。道路养护部门可依据路面温度和降水信息，提前部署除雪、防滑和排水作业，提高养护效率。结合历史数据的分析，标准化天气信息还可支持高速公路差异化收费、危险路段分级管控等精细化管理手段的实施。（3）物流与货运调度：物流企业将天气信息接入运输管理系统，综合评估恶劣天气对运输时效和安全的影响，动态调整运输路线与配送计划，降低因天气导致的损失。（4）车路协同与自动驾驶：在车路协同（V2X）和自动驾驶测试示范应用中，标准化的天气信息可通过路侧单元分发至车辆，为自动驾驶系统提供环境感知的冗余信息，提升复杂气象条件下感知决策的鲁棒性。对于自动驾驶系统而言，TPEG2-WEA提供的结构化和语义明确的天气信息可作为传感器感知之外的重要先验知识，有助于预测性巡航控制（PredictiveCruiseControl）等功能的安全实现。在V2X场景下，标准规范的路侧分发机制保障了不同厂商车载单元的兼容接收能力，是实现规模化部署的必要前提。4.2标准实施价值提升互操作性：ISO21219-19:2023以统一的数据格式和编码规则消除了不同系统间的信息孤岛，使得各类交通信息终端能够在全球范围内无缝接收和解析天气信息。降低系统成本：终端设备制造商无需针对不同信息源开发定制化的解析模块，有效减少了软硬件研发和维护成本。增强服务可靠性：规范化的数据结构和消息管理机制有效降低了信息传输中的失真和歧义风险，提升了天气信息服务的整体可靠性和用户体验。支撑安全保障：通过标准化的天气预警信息发布机制，为道路交通安全管理提供了及时、准确的气象决策支撑。促进产业生态构建：统一标准降低了市场进入门槛，为中小型信息服务商参与智能交通气象服务提供了有利条件，推动了整个产业链的繁荣发展。5主要参与单位介绍ISO21219-19:2023的制定汇集了来自全球智能交通、气象服务和标准化领域的众多权威机构与专家。在标准编制过程中，中国电子科技集团公司第二十八研究所作为国内智能交通标准化领域的重要力量，深度参与了该标准的技术研讨与意见反馈工作。中国电子科技集团公司第二十八研究所（简称“二十八所”）成立于1964年，是中国电子科技集团有限公司旗下的核心骨干研究所，长期致力于指挥信息系统、空中交通管理系统和智能交通系统的技术研究与装备研制。在智能交通领域，二十八所承担了多项国家级重大工程项目，拥有深厚的技术积累和丰富的工程实践经验。在ISO21219-19:2023的制定过程中，二十八所的标准化专家团队密切跟踪标准编制进展，结合国内智能交通产业发展需求，在天气信息要素模型构建、预警信息表达方式、以及与国内气象服务体系的兼容对接等方面提出了多项建设性意见。同时，二十八所积极推动该国际标准在国内的转化应用和试验验证工作，为国家智能交通系统气象服务能力的提升提供了有力的技术支撑，在国际标准化舞台上展现了中国在智能交通领域的技术实力和话语权。6结论与展望6.1主要结论ISO21219-19:2023的正式发布，标志着智能运输系统天气信息服务标准化工作取得了阶段性重要成果。该标准在继承TPEG2系列标准既有优势的基础上，针对天气信息应用的特殊需求建立了完整的数据模型和传输规范，为全球智能交通天气信息服务提供了统一的“技术语言”。6.2未来展望随着智能交通系统向网联化、智能化方向持续演进，ISO21219-19:2023的应用价值将进一步凸显。未来可在以下方向持续深化发展：（1）与自动驾驶技术深度融合：面向L3级及以上自动驾驶对高精度气象环境信息的需求，进一步完善亚公里级、分钟级更新频率的气象数据支撑能力，推动标准化天气信息在自动驾驶安全决策中的深度应用。（2）与新型气象观测技术衔接：随着北斗气象探测、星载气象雷达、激光测风雷达等新型探测技术的发展和气象数值模式分辨率的不断提升，标准体系需保持开放性和扩展能力，及时吸纳新型气象数据源。（3）拓展应用领域：逐步向航空低空飞行、水路运输、轨道交通等领域延伸，构建覆盖多种运输方式的全域天气信息服务标准体系。（4）加强国际合作与推广：深化与WMO等国际组织在交通气象服务标准化方面的合作，推动TPEG2-WEA标准在全球范围更广泛的采纳实施。可以预见，ISO21219-19:2023将在全球智能交通气象服务领域发挥日益重要的作用，为构建更加安全、高效、绿色的出行环境提供坚实的技术标准保障。参考文献[1]ISO21219-19:2023,Intelligenttransportsystems—Trafficandtravelinformation(TTI)viatransportprotocolexpertsgroup,generation2(TPEG2)—Part19:Weatherinformation(TPEG2-WEA)[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO21219-1,Intelligenttransportsystems—Trafficandtravelinformationvia