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（TPEG2）通过运输协议专家组的交通和旅行信息第19部分：天气信息（TPEG2-WEA）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，交通参与者对高精度、实时性强的旅途天气信息需求日益迫切。天气状况直接影响道路通行安全、出行效率与运输经济性，而传统的广播式天气服务在数据结构化、多模态传输和跨区域互操作性方面存在明显局限。在此背景下，国际标准化组织（ISO）发布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TPEG2体系中天气信息的编码、传输与呈现提供了统一技术规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其行业应用价值，重点分析了标准所定义的天气信息应用框架、消息结构、XML编码方案及与TPEG2基础框架的兼容机制。报告指出，该标准填补了国际范围内TPEG2天气信息专项标准的空白，有效支撑了车载导航、出行服务APP及交通管理平台等多场景下的天气数据融合应用，对提升智能出行安全性与服务品质具有重大推动意义。未来，随着V2X通信与高精度气象预报技术的发展，该标准有望进一步演进并拓展至更多智能交通应用领域。关键词：智能运输系统；TPEG2；天气信息；交通与旅行信息；ISO21219；标准化AbstractWiththerapiddeploymentanddevelopmentofIntelligentTransportSystems(ITS)worldwide,thedemandforhigh-precision,real-timeweatherinformationalongtravelrouteshasbecomeincreasinglycritical.Weatherconditionsdirectlyaffectroadtrafficsafety,travelefficiency,andtransportationeconomics.However,traditionalbroadcast-basedweatherservicesfacesignificantlimitationsindatastructuring,multimodaltransmission,andcross-regionalinteroperability.Againstthisbackdrop,theInternationalOrganizationforStandardization(ISO)releasedISO21219-19:2023,whichprovidesaunifiedtechnicalspecificationfortheencoding,transmission,andpresentationofweatherinformationwithintheTPEG2framework.Thisreportsystematicallyreviewsthestandard'sbackground,developmenthistory,coretechnicalcontent,andindustryapplicationvalue,withemphasisonitsapplicationframework,messagestructure,XMLencodingschemes,andcompatibilitymechanismswiththeTPEG2foundationalframework.ThereportpointsoutthatthisstandardfillstheinternationalgapforadedicatedweatherinformationstandardwithintheTPEG2series,effectivelysupportingweatherdataintegrationacrossin-vehiclenavigation,mobilityserviceapplications,andtrafficmanagementplatforms.Lookingahead,withtheadvancementofV2Xcommunicationsandhigh-precisionmeteorologicalforecasting,thisstandardisexpectedtofurtherevolveandexpandintoadditionalintelligentmobilityapplicationdomains.Keywords:IntelligentTransportSystems;TPEG2;WeatherInformation;TrafficandTravelInformation;ISO21219;Standardization一、引言1.1研究背景天气条件是影响道路交通运行状态最为显著的自然因素之一。雨、雪、雾、冰、强风及极端温度等天气现象不仅降低道路通行能力，还显著增加交通事故风险。根据世界气象组织（WMO）的统计，全球约25%的道路交通事故与不利天气条件密切相关。在此背景下，如何将气象部门的预报数据转化为面向交通出行者的精准、实时、可操作的服务信息，已成为智能运输系统（ITS）领域的重要研究方向。TPEG（TransportProtocolExpertsGroup）技术是国际标准化组织（ISO）主导制定的面向交通和旅行信息的广播与交互式传输协议体系。自20世纪90年代末推出第一代TPEG1以来，该技术经历了持续演进，第二代TPEG2在数据模型、编码效率、服务可扩展性方面实现了全面升级。ISO21219系列标准即为TPEG2技术的核心标准族，涵盖从基础框架到各类专题应用的完整规范体系。然而，在ISO21219-19:2023发布之前，TPEG2标准族中尚缺乏针对天气信息的专项标准化规范，各系统开发者在实现天气信息服务时往往各自为政，造成了数据格式不统一、信息语义不一致、跨区域互操作性差等问题。1.2标准立项的必要性随着全球范围内智能网联汽车和车路协同技术的加速落地，出行者对旅途天气信息的需求已从简单的温度播报升级为精细化、路段级、动态化的天气预警与影响评估。一方面，车载终端和移动应用需要标准化的天气数据接口来实现信息的无缝接入与解析；另一方面，跨区域、跨国界的出行场景要求天气信息在数据格式和语义层面具备高度的一致性。这种从"有数据"到"数据可用、数据互认、数据好用"的转变，构成了ISO21219-19标准立项的核心驱动力。此外，欧盟、美国、日本等主要经济体在智能交通系统建设过程中均制定了各自的天气信息服务技术框架，但这些框架之间的兼容性和互操作程度有限。ISO21219-19的制定正是为了在国际层面建立一个统一的、中立的、可扩展的天气信息服务规范，为各国智能交通系统的互联互通奠定基础。二、标准编制概况2.1标准基本信息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（TPGA2-WEA）》由国际标准化组织（ISO）正式发布，发布日期为2023年6月9日，标准状态为现行。该标准隶属于ISO21219系列标准族，分类号为运输综合，采用英语作为官方语言，电子版格式为加密PDF。2.2编制过程与时间节点本标准的编制工作由ISO/TC204（智能运输系统技术委员会）下设的相关工作组牵头组织，联合来自全球多个国家的标准化专家、气象信息服务提供商、汽车制造商及交通管理机构共同参与制定。在标准编制过程中，工作组系统梳理了TPEG2现有标准族的技术架构，参考了世界气象组织（WMO）在气象数据编码方面的国际规范（如表驱动码FM94BUFR和FM95CREX等），并对欧洲、北美和亚太地区的典型天气信息服务系统进行了充分的调研和技术比对。经过多轮委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）阶段的严格审议与投票程序，该标准最终于2023年6月正式发布。三、标准核心技术内容3.1标准的定位与适用范围ISO21219-19:2023在TPEG2标准体系中定位于专题应用层，其上层框架为ISO21219-2（TPEG2-SFW，服务框架）和ISO21219-3（TPEG2-SNI，服务与网络信息）等基础性标准。该标准规定了从天气信息提供者到TPEG2服务生成器之间天气数据内容的编码方法、消息结构定义、应用组件组成以及传输格式要求。适用于包括但不限于以下天气要素：气温、降水类型与强度、能见度、风力风向、路面状况（积水、积雪、结冰）、天气预警和警报等。3.2天气信息应用框架标准定义了TPEG2-WEA应用的基本框架，其核心组成部分包括：-天气信息应用（WeatherApplication）：负责管理和组织所有天气相关的TPEG2服务组件，定义组件的编号、版本和归属关系；-天气信息组件（WeatherComponent）：封装具体的天气数据内容，各组件可通过组件标识符进行区分和独立更新；-消息管理容器（MessageManagementContainer）：承载消息的时间戳、有效期、优先级、更新频率等管理性元数据，以确保接收端能够正确地处理和呈现信息。3.3天气要素的分类与编码为满足多样化的天气信息服务需求，标准将天气要素划分为若干具体的应用组件类型。每种组件类型均定义了明确的数据字段、数据类型、取值范围和语义解释。例如，温度信息组件包含当前温度、体感温度、最高/最低温度等字段；降水组件包含降水类型（雨、雪、冰雹等）、强度等级和累计降水量等字段。这种组件化的设计方式既保证了数据描述的精确性，又赋予了服务提供者灵活组合和扩展的能力。3.4消息结构与XML编码ISO21219-19:2023全面采用了TPEG2体系所规定的XML编码规则。该标准定义了完整的XMLSchema，明确了各元素之间的层级关系和约束条件。标准中的天气信息通过TPEG2的通用帧结构进行封装，可便捷地适配TPEG2所支持的各种传输协议，包括IP网络、数字音频广播（DAB）、卫星广播及蜂窝网络等。同时，标准还提供了二进制编码的兼容选项，以适应带宽受限的传输环境。3.5与TPEG2基础框架的兼容机制为了保证与TPEG2标准族的整体一致性，ISO21219-19在消息结构设计上与ISO21219-2（TPEG2-SFW）和ISO21219-3（TPEG2-SNI）实现了无缝衔接。天气信息应用中的所有组件均遵循TPEG2-SFW所规定的组件抽象模型，利用TPEG2-SNI所定义的服务与网络信息实现服务发现、能力协商和参数配置。这种分层化、模块化的兼容机制简化了系统集成方的开发工作，使得新定义的应用组件能够快速部署到已有的TPEG2服务体系中。四、标准涉及的关键技术分析4.1多模态传输适配技术TPEG2-WEA标准在设计之初即充分考虑到了传输介质的多样性。无论是带宽充裕的5G蜂窝网络，还是带宽受限的数字广播信道，该标准均能通过灵活的编码和封装策略进行适配。在IP传输场景下，可采用基于HTTP的流式传输或基于MQTT的订阅推送模式；在广播场景下，则可利用轮播机制实现天气信息的周期性重复发送。这种多模态适配能力为不同基础设施条件下的国家和地区提供了灵活部署的技术选择。4.2多源数据融合接口4.3国际化与本地化的平衡标准在编制过程中兼顾了国际化通用性与本地化灵活性：一方面，其对天气现象的分类采用了WMO的权威分类体系，保证了全球范围内语义的一致性；另一方面，标准允许各服务提供者根据区域特点自定义附加属性字段，以适应不同国家和地区的特殊气象服务需求（如热带气旋、沙尘暴等区域性天气现象的专项描述）。五、标准实施意义与应用前景5.1对行业发展的推动5.2典型应用场景-车载导航与出行服务：集成TPEG2-WEA服务的车载导航系统可根据路段级天气信息动态调整导航策略，如自动规避积雪结冰路段或强风区域，并向驾驶者发出及时的天气预警提示；-道路运营管理：高速公路运营方接入标准化的天气数据流后，可结合路侧感知设备实现道路气象状况的精准监测与预测，为除雪作业、限速管控和封路决策提供数据支撑；-物流与货运调度：物流企业可利用天气信息对运输线路进行风险评估，合理规划发车时间和行车路线，减少因天气原因导致的运输延误和货损；-自动驾驶与车路协同：在自动驾驶系统中，天气信息是感知与决策模块的重要辅助输入，标准化的天气数据接口便于自动驾驶车辆获取统一格式的天气信息，提升感知系统在恶劣天气下的鲁棒性。5.3对未来标准化工作的启示ISO21219-19:2023的发布进一步完善了TPEG2标准体系在专题应用层的覆盖面，也为后续其他专题领域的标准化工作提供了参考范式。随着智能交通领域对高精度气象服务需求的持续提升，该标准未来有望在以下方向进一步演进：与ISO/TC204框架下的其他标准（如合作式智能运输系统有关标准）实现更深入的互操作；引入对高分辨率快速更新预报数据的支持；探索与地理信息系统数据标准的联动等。六、主要参与单位介绍ISO21219-19:2023的编制凝聚了全球智能交通领域众多机构与专家的智慧，其中德国交通与信息技术领域的权威机构——德国航空航天中心（DLR,DeutschesZentrumfürLuft-undRaumfahrt）在标准的制定过程中发挥了核心支撑作用。德国航空航天中心是德国国家级航空航天、交通与能源领域的研究机构，拥有约10,000名员工，在交通运输系统研究方面具有深厚的积累。其交通研究所（InstitutfürVerkehrssystemtechnik）长期致力于智能交通系统架构设计、交通信息服务标准化及车路协同技术研究，在TPEG技术的早期研发与后续演进过程中均作出了开创性的贡献。该研究所的研究团队深度参与了ISO/TC204框架下多项TPEG2系列标准的起草与制定工作，在天气信息领域完成了大量的需求调研、用例分析、数据建模和验证测试工作。值得一提的是，DLR在推动标准化成果与实际应用对接方面具有丰富的实践经验——其在德国联邦交通与数字基础设施部的资助下开展的多项智能交通示范项目中，将TPEG2-WEA标准技术成果在真实交通环境中进行了部署和验证，为标准的技术可行性提供了重要的实证支撑。DLR的专家团队在标准编制过程中，贡献了其在交通气象服务需求分析、用户场景定义以及系统互操作性测试等方面的专业知识和实践经验，为标准的科学性和适用性提供了坚实保障。此外，来自日本、韩国、法国、美国等国的标准化专家也在标准的不同编制阶段贡献了重要的技术力量，确保了标准在全球范围内的代表性和普适性。七、结论与展望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）》的正式发布，是智能运输系统标准化进程中的一项重要成果。该标准在继承TPEG2体系既有优势的基础上，首次在国际层面为旅途天气信息的编码、传输与应用提供了全面、系统的技术规范，填补了该领域的标准空白。从技术角度看，该标准充分吸收了当前气象信息服务领域的最新成果，以组件化、模块化的设计理念实现了对多样化天气要素的精准描述和灵活组合；从应用角度看，该标准覆盖了车载导航、出行服务、道路管理、物流调度及自动驾驶等多个重要应用场景，展现出广阔的应用前景；从产业角度看，该标准的实施将有效降低智能交通产品和服务的开发与对接成本，有力推动全球智能交通产业的协同发展。展望未来，随着全球范围内智能网联汽车产业的快速发展以及气象探测和预报技术的持续进步，TPEG2-WEA标准将面临新的发展机遇和技术挑战。ISO/TC204及其合作伙伴应持续跟踪技术发展动态和行业需求变化，适时推进标准的修订与更新。新一代标准版本应进一步提升对高精度快速更新气象数据、高分辨率道路气象模型以及V2X协同场景的支持能力，深化与物联网、大数据及人工智能技术的融合应用，为构建更加安全、高效、智能的全球出行环境提供坚实的技术支撑。参考文献[1]ISO21219-19:2023,Intelligenttransportsystems—Trafficandtravelinformation(TTI)viatransportprotocolexpertsgroup,generation2(TPEG2)—Part19:Weatherinformation(TPEG2-WEA)[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO21219-1:2019,Intelligenttransportsystems—Trafficandtravelinformationviatransportprotocolexpertsgroup,generation2(TPEG2)—Part1:Introduction,numberingandversions[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2019.[3]ISO21219-2:2019,Intelligenttransportsystems—Trafficandtravelinformationviatransportprotocolexpertsgrou