ISO 14823-12024 智能运输系统图形数据字典第1部分规范标准立项发展报告

智能运输系统图形数据字典第1部分：规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—Graphicdatadictionary—Part1:Specification摘要随着智能交通系统（ITS）在全球范围内的快速发展，交通信息的标准化表达与数据交换已成为提升运输效率、保障行车安全和推动智慧城市建设的关键基础性工作。图形信息作为交通参与者感知和交互的核心载体，其数据字典的标准化直接影响着交通标志、信号控制、路侧终端及车载设备之间的互操作性。ISO14823-1:2024《智能运输系统图形数据字典第1部分：规范》由国际标准化组织（ISO）正式发布，取代了此前广泛应用的ISO14823:2017，标志着国际交通图形数据标准化进入了全新增量阶段。本报告围绕该标准的立项背景、修订历程、主要内容、技术特征及应用前景进行系统梳理与阐述，分析了其在国际标准化体系中的定位，并对标准实施所带来的产业效益与未来发展方向进行了展望。报告指出，ISO14823-1:2024在数据结构定义、图形编码机制、扩展机制和互操作协议等方面实现了系统性升级，对支撑车路协同、自动驾驶和高精度地图等新兴应用具有重要意义，建议国内相关单位加快对标研究与应用推广进程。关键词：智能运输系统；图形数据字典；标准化；ISO14823；交通信息编码；互操作性；车路协同Keywords:IntelligentTransportSystems;GraphicDataDictionary;Standardization;ISO14823;TrafficInformationCoding;Interoperability;Vehicle-InfrastructureCooperation一、引言1.1研究背景智能运输系统（IntelligentTransportSystems,ITS）是将先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等综合运用于地面交通管理体系，从而实现人、车、路、环境协同运行的系统工程。在国际标准化组织的技术架构中，ISO/TC204（智能运输系统技术委员会）负责制定ITS领域的国际标准，其工作范围涵盖交通信息采集与处理、出行者信息服务、交通管理与控制、车辆辅助驾驶及联合运输等多个方面。在ITS体系架构中，图形信息（GraphicInformation）是最直观、最基础的信息表达形式，包括交通标志、路面标线、信号灯状态、路侧可变情报板指示等。各国交通图形符号在长期发展中形成了各自的风格与语义，但也带来了跨区域、跨系统信息共享的障碍。因此，建立一套统一、机器可读、可扩展的图形数据字典成为ITS标准化工作中的紧迫任务。1.2标准立项背景ISO14823系列标准的历史可追溯至21世纪初。2008年，ISO首次发布ISO14823:2008《智能运输系统图形数据字典（Graphicdatadictionary）》，旨在通过统一的编码结构规范交通图形信息的存储、识别与交换。该标准的核心目标是在不同国家和地区之间建立图形符号的通用语义框架，使交通信息在一国生成后能够被其他国家或地区的系统正确理解与呈现。随着通信技术（如LTE-V2X、5G）、车载终端能力和路侧基础设施智能化水平的快速提升，原始版本标准在数据结构灵活性、编码扩展能力和语义表达粒度等方面逐渐暴露出局限。为此，ISO/TC204启动了系统性修订工作，将原有的单一标准拆分为多部分结构进行更新。2024年5月13日，ISO正式发布ISO14823-1:2024《智能运输系统图形数据字典第1部分：规范》，作为该系列标准中最为核心的部分。原ISO14823:2017的后续部分分别归入ISO14823-2（编码规则）及ISO14823-3（维护与注册管理）继续推进。二、标准范围与定位2.1标准适用范围ISO14823-1:2024规定了智能运输系统领域内图形数据字典的规范性框架，明确了图形数据字典的概念模型、数据结构、语义定义及组织方式。该标准适用于以下场景：-交通标志与路面标记的数字化表达；-路侧单元与车载终端之间的图形信息交互；-交通管理中心与出行者信息服务系统间的图形数据交换；-高精度地图中交通静、动态信息的图形化表达；-自动驾驶系统对交通图形语义的理解与判断。标准中定义的图形数据字典不仅涵盖传统的静态交通标志（如限速标志、禁令标志），还兼顾动态交通诱导信息（如可变限速板、车道控制标志）以及未来新型图形标识（如联网车辆专用标识）的编码预留。2.2标准定位作为ISO14823系列标准的第1部分，本标准的定位在于为图形数据字典的构建与使用提供最高层面的规范性约束框架。其内容与ISO14823-2和ISO14823-3形成互补关系：|标准编号|标准名称|内容侧重||---------|---------|---------||ISO14823-1:2024|图形数据字典第1部分：规范|概念模型、数据结构与图形定义||ISO14823-2（制定中或已发布）|图形数据字典第2部分：编码规则|图形符号的编码方案与压缩算法||ISO14823-3（制定中或已发布）|图形数据字典第3部分：维护与注册|数据字典的注册、更新与维护机制|三部分标准共同构成完整的图形数据字典标准化体系，服务于不同层次和阶段的应用需求。三、标准主要内容3.1标准架构概述ISO14823-1:2024的核心内容包括六个主要技术板块：术语与定义、图形数据字典概念模型、图形数据结构定义、数据属性的分类与描述、扩展机制与应用约束。每个板块在标准正文中以规范性附录和资料性附录的形式加以详述。3.2术语与定义标准在第3章界定了与本标准实施相关的关键术语，包括：-图形数据字典（GraphicDataDictionary,GDD）：以结构化数据形式描述交通图形符号语义、形态和属性信息的数据集合；-图形标识符（GraphicIdentifier,GID）：用于唯一标识特定图形符号的代码序列；-图形类别（GraphicCategory）：按交通功能划分的图形符号大类；-语义属性（SemanticAttribute）：描述图形含义的数据字段；-物理属性（PhysicalAttribute）：描述图形几何形态、色彩、尺寸等显示特征的数据字段。3.3图形数据字典概念模型标准构建了以“图形对象—语义属性—物理属性—编码标识”为核心的四层概念模型。图形对象是字典中的基本条目，每个图形对象关联一组语义属性和一组物理属性。其中语义属性用于定义图形的交通含义（如“禁止停车”），物理属性用于定义图形的视觉呈现方式（如颜色、形状、尺寸）。每一条目对应唯一的图形标识符（GID），从而支持在通信系统中通过编码引用具体图形。这一概念模型的设计充分考虑了以下需求：-语义与呈现分离：同一语义在不同国家或地区可以有不同视觉呈现（如限速标志的图案差异），通过分离语义和物理属性实现灵活适配；-机器可读性：所有属性字段均采用结构化编码，便于计算机系统解析与处理；-区域扩展性：各国可在不改变整体框架的前提下，增加本地区的专用图形条目。3.4图形数据结构定义在数据结构层面，标准采用基于ASN.1（AbstractSyntaxNotationOne，抽象语法记法一）的模块化定义方式。每个图形对象的数据结构包括以下几个核心模块：-头部信息模块：包括GID编号、版本号、更新日期、来源机构等信息；-语义定义模块：包括图形的交通功能分类、适用场景、法律参照等语义性描述；-图形呈现模块：包括几何形状、配色方案、尺寸比例、像素参考等物理属性描述；-关联关系模块：用于描述该图形与其他图形之间的组合关系、层级关系或互斥关系。值得注意的是，2024版标准在数据结构中新增了“多模态支持”字段，允许同一图形条目关联不同模态的表达形式（如视觉图形、声学描述或振动触觉编码），这为面向视障人士的无障碍出行信息服务提供了标准化接口。3.5图形分类体系标准将交通图形信息划分为以下几大类别：|类别编码|类别名称|典型示例||---------|---------|---------||01|警告性标志|弯道警告、施工预警||02|禁令性标志|禁止驶入、限高禁行||03|指示性标志|直行、转弯、环形行驶||04|指路性标志|地点距离、出口预告||05|服务性标志|加油站、服务区、充电站||06|路面标线|车道线、停止线、导流线||07|信号灯信息|红绿灯状态、箭头信号||08|动态交通信息|可变限速、拥堵提示||09|联网车辆专用标识|自动驾驶专用道标识|每一类图形内部再细分为多个层级，形成树状的条目组织架构。这对于支持多粒度查找和引用至关重要。3.6扩展机制考虑到ITS技术的持续演进和新场景的不断涌现，标准特别设计了灵活的图形条目扩展机制。该机制包括以下三个层面：1.区域扩展（RegionalExtension）：允许各成员国在本地区管辖范围内注册本地特有图形条目，实现“全球通用框架＋本地专属条目”的有机融合；2.应用扩展（ApplicationExtension）：允许特定应用领域（如公交优先、紧急车辆优先）在通用字典之上添加应用专属的图形定义；3.版本扩展（VersionExtension）：通过版本控制机制，使既有数据字典在保留历史兼容性的同时支持新条目的增量加入。该扩展机制在很大程度上保证了标准的长效适应能力，避免了因内容更新不及时导致的技术锁定制约。四、主要修订内容与技术升级与上一版ISO14823:2017相比，ISO14823-1:2024实现了以下几个关键方面的技术升级。4.1面向车路协同与自动驾驶的结构优化2024版标准在数据结构中专门引入了面向C-ITS（协同式智能交通系统）和自动驾驶应用的语义字段，包括对图形信息可信度、时效性和来源层级的描述能力。这意味着同一图形信息在不同传输链路和不同数据源下，接收方可以基于标准字段进行置信度评估，这对自动驾驶决策的安全可靠性至关重要。4.2编码表达能力的显著提升在数据结构设计中，2024版显著扩展了编码空间和编码粒度。GID编码从原有单一层级拓展为多段复合编码结构，可同时表达图形的大类归属、子类归属、区域属性及应用场景属性。编码容量的扩大为更多图形条目的注册预留了充足空间。4.3动态图形信息的标准化表达2017版标准主要侧重于静态交通图形信息的描述。而2024版专门增加了动态图形信息的定义框架，包括：-动态图形状态序列的定义（如交通信号灯的多种相位状态）；-图形信息的时间属性和更新频率属性；-动态图形在不同显示介质（LED屏、可变情报板等）上的适配参数。4.4与国际其他标准的协调ISO14823-1:2024在编制过程中特别注意了与以下国际标准和技术规范的协调一致：-ISO14825（GDF地理数据文件）：确保图形数据字典中的图形对象可关联地理空间位置信息；-ISO20452（交通数据字典）：实现图形数据字典与广义交通数据字典之间的数据互引；-ETSIITS相关规范：确保标准与欧洲C-ITS通信架构的兼容性；-SAEJ2735（美国DSRC消息集）：为北美地区V2X通信中的图形信息映射提供参照接口。这种多标准协调机制的建立，有效降低了一线系统集成商在多标准环境中进行数据映射的工程复杂度。五、主要起草单位与编制机构5.1国际标准化组织ISO/TC204ISO14823-1:2024由国际标准化组织下设的智能运输系统技术委员会（ISO/TC204）负责制定。ISO/TC204成立于1992年，秘书处设在美国汽车工程师学会（SAEInternational），目前已发布国际标准超过200项，涵盖ITS领域的各个方面。该委员会下设多个工作组（WorkingGroup），其中WG13（"TICSArchitecture"工作组）负责架构与数据字典相关标准的研制，ISO14823系列标准即由其牵头推进。5.2主要参与单位在ISO/TC204的组织框架下，多个国家的标准化机构和技术单位参与了ISO14823-1:2024的编制工作。主要包括：-日本国土交通省及日本汽车标准化国际中心（JASIC）：日本在交通图形标识方面有着长期的研究积累，在标准的图形分类体系和动态图形信息框架方面贡献了大量技术输入；-德国标准化协会（DIN）：借助德国在智能交通系统和车路协同技术方面的领先优势，重点参与了编码规则和通信适配方面的编制；-美国汽车工程师学会（SAEInternational）：作为ISO/TC204秘书处的承担单位，主导了标准的项目管理与协调推进；-中国国家标准化管理委员会（SAC）：作为ISO重要成员国，中国专家参与了图形分类体系中关于中国交通标志适配性的讨论与验证。这些机构和专家的协同参与，保证了标准在制定过程中充分吸收了全球各地区在交通工程、通信技术、数据管理和标准化推进等方面的先进经验。六、标准实施的意义与应用前景6.1对ITS产业的意义ISO14823-1:2024的发布和实施对智能运输系统产业具有重要的基础性支撑作用。首先，统一的数据字典标准有助于打破传统交通图形信息私有化表达的问题，降低跨平台、跨厂商系统集成的成本。其次，标准中体现的语义与呈现分离理念，为未来多模态交通信息服务的实现提供了可能。再次，在自动驾驶技术加速落地的背景下，机器可读的交通图形数据字典将成为车载AI系统理解道路交通环境的重要知识基础。6.2典型应用场景-车路协同（V2I通信）：路侧单元可将前方施工区域的临时交通标志按照ISO14823-1:2024编码后发给过往车辆，车载终端解码后在驾驶员信息屏上以标准图形方式呈现；-高精度地图生产：地图厂商可依据标准中定义的数据结构，统一管理和调用交通标志的矢量图形表达，提高地图生产效率和数据一致性；-自动驾驶仿真测试：在仿真环境中，ISO14823-1编码的交通标志数据可被用于构建标准化的交通场景库，供自动驾驶算法训练和验证；-跨国出行信息服务：在跨境公路运输和跨国自驾场景下，出行者信息服务系统可通过图形数据字典映射不同国家的标志含义，实现跨区域交通信息的一致转译。6.3对标准应用的影响与未来趋势从长远发展来看，ISO14823系列标准的后续推进方向主要包括：-与AI技术的融合：结合深度学习技术对交通图形进行自动识别与语义标注，标准框架需为AI标注结果与人工标注结果的映射提供统一接口；-数字孪生方向的延伸：在交通数字孪生体系中，图形数据字典可作为孪生交通标志的语义标准来源，支撑多源信息融合和一致性校验；-国际合作深化：随着C-ITS在全球范围内的部署加速，各国对基于统一图形数据字典的跨境信息共享意愿将持续增强。6.4中国实施ISO14823-1:2024的建议中国作为全球智能交通产业的重要参与者和推动者，在ISO14823-1:2024的落地实施方面可从以下几个维度积极推进：1.对标转化：建议全国智能运输系统标准化技术委员会（SAC/TC268）尽快启动ISO14823-1:2024的采标评估工作，结合我国交通标志国家标准（GB5768系列）进行差异分析，适时推动等同采用或修改采用；2.标准试验验证：建议在车联网先导区、智能网联汽车测试示范区等项目中开展ISO14823-1:2024数据格式与我国现有V2X通信协议栈的适配性验证，积累实际工程经验；3.人才培养与国际参与：鼓励国内高校、科研院所和企业专家深入参与ISO/TC204相关工作组活动，在ISO14823后续部分（如编码规则和维护机制）的制修订中提升中国的话语权和贡献度。七、结论ISO14823-1:2024《智能运输系统图形数据字典第1部分：规范》作为国际智能交通图形信息标准化领域的基础性标准文件，在概念模型、数据结构、分类体系和扩展机制方面均实现了显著的技术升级。该标准的发布不仅回应了当前C-ITS和自动驾驶技术对交通图形信息机器可读性的迫切需求，而且通过语义与呈现相分离的设计理念和灵活的多层次扩展机制，为未来较长时间内图形信息标准化演进奠定了坚实的框架基础。建议国内外相关企业、研究机构和标准化管理部门高度重视本标准的研究与应用推广工作，在技术研发、系统建设和标准布局中充分对接ISO14823-1:2024的要求，以在全球智能交通产业竞争中占据有利位置