數字交通的體系結構研究
交通的本質是一種人文活動在空間上的體現,這種活動的主體和客體時刻都處在不斷的發展變化中,傳輸著大量的人流、物流,具有極強的空間性與時序性。它是一個由諸多相互聯系、相互作用的要素(人、車、路、環境等)所組成的有機整體,受到許多因素的制約和影響,自身也在不斷地調整和適應,是一個具有復雜性、多層次性、反饋性等特點的復雜大系統。數字交通是數字地球發展戰略的組成部分。
數字地球是人類進入信息社會后知識經濟賴以成長、發展的基石。它將地球上海量、多元、多分辨率和多維的全部信息,包括地球衛星圖像、人工構造物(公路、鐵路、航空、邊界、居民地等),以及社會經濟狀態的各類數據,按地球坐標系進行組織,并由計算機集成、融合的全球空間信息技術系統進行管理。它包括地球整體、全面信息的數字化、網絡化、可視化和智能化的全部內容與過程。目標是在全球統一的時空框架下,實現來源廣泛、多維海量、時空變化的數據融合,通過通信網絡提供數字化、擬人化和智能化的信息服務。
數字地球的提出和實施,對交通發展影響特別重大,美國運輸研究會指出:“交通系統各部門在未來使用交通地理信息系統(數字地球的核心技術之一),將像現在使用字處理軟件那樣普遍。”數字交通系統從數字地球的戰略高度規劃交通信息的采集、處理和應用,利用現代高新技術以地理坐標集中整合和開發交通信息資源,從而更廣泛、深入地為交通行業和社會提供安全、便捷的服務。
1數字交通與數字地球的關系
數字交通以Internet和其它寬帶數據通信方式為通信平臺,以全球定位系統地理信息系統(GPS/GIS)為技術平臺,集成、開發其它信息技術,為交通運輸中涉及空間信息的應用領域提供物理平臺,為交通管理部門、交通運輸企業和貨主提供應用服務,是智能交通系統(1TS)中重要的、系統的解決方案和關鍵技術。
數字交通以其信息服務和技術服務為基本內涵,以各種交通運輸服務方式和服務系統為載體,從而形成為交通管理部門、交通運輸企業和貨主開展增值信息服務的應用平臺,如為他們開展貨運配載、物流優化、電子貿易等增值服務提供系統。
數字地球是地球系統科學與信息科學、信息技術高度綜合的科學,它研究與地球有關的信息理論、信息技術及信息模型,研究方法側重于現代信息技術、遙感、數據庫、信息系統、寬帶網及仿真與虛擬技術的綜合,用這種體系進行現代化建設的系統被稱為:數字政府、數字城市、數字交通、數字海洋等。數字交通是數字地球的重要組成部分,它直接繼承了數字地球的許多理論和方法。
2數字交通的體系結構
2.1數字交通模型
2.1.1內涵
數字交通是數字地球的重要組成部分,是交通信息化的指導思想和發展戰略,它包括兩大組成部分:其一,它是針對交通運輸信息的地理空間性、廣泛性、社會性以及動態性的特點,按地球坐標和時間坐標數字化有關交通工程與運輸方面的海量、多元、多分辨、多維的、靜態與動態相結合的數據,按地球坐標及定位系統進行組織與建設而成的交通空間信息基礎設施;其二,它是以數字地球思想和技術為依托,以Internet和其它通信方式為通信平臺,以GPS/GIS為技術平臺,由計算機集成、融合和管理的交通空間信息技術系統。它能為交通管理部門、交通運輸企業和貨主、市民提供信息服務和技術服務,從而改造和提高交通運輸產業的生產、管理和服務,推進交通運輸行業的信息化,使傳統的交通運輸行業向以信息資源為基礎的智能化新型交通運輸業發展。
2.1.2框架體系
數字交通體系結構分為四層:物理層、通信層、數據層和應用層。
物理層是指數字交通的基礎設施,主要包括Internet網站、信息處理設備、通信設備和系統設備等。網站是按照數字交通的服務體系和模式而建立起來的Internet網站;信息設施是指各類信息(空間信息、屬性情息、多媒體信息)的采集、處理、演示和傳播設備;通信設備主要有GPS設備、專用短程通信設備、移動通信設備、信息發送設備和廣播接收設備;系統設備是指按照應用而集成的各種信息技術設備。
通信層是指數字交通的通信解決方案,主要包括應用層的運輸企業、社會出行者、車輛、交通信息服務中心之間的信息傳輸、應用之間的信息交換等;與數字交通相關的國際、國家信息系統的信息交換;主要的通信方式有:Internet、數據通信網、GPS、專用短程通信系統、無線移動通信、廣播接收機等。
數據層是指數字交通的數據,包括基礎地理數據、交通設施數據(空間和屬性數據)、運輸數據和管理數據、社會經濟與環境數據,它分為三個層次:一是基礎層,主要包括基礎地理信息和定位參照系統,這一層次的系統應由政府支持,按照國家、行業的標準規范統一建設;二是專題層,建立交通各業務領域需要的專題地理信息系統和專題屬性數據庫;三是綜合層,包括交通及密切相關類的專題地理信息系統和屬性數據庫的集成與融合。
應用層體現了數字交通的對外服務功能,主要有四部分:出行服務系統、調度服務系統、商務服務系統和決策服務系統。
這四層聯系緊密,逐層發生關聯,當用戶需要服務時,調用相應應用層的服務系統,而應用層的應用需要數據層的數據作為支撐,當數據層的數據支撐應用時,必須通過通信來傳輸,而以上的應用層、數據層和通信層,必須以物理層作為基礎。
2.2數字交通的主要技術
數字交通是一項各種信息技術在傳統行業中綜合應用的科學工程。數字交通作為交通信息化的信息平臺、物理平臺和應用平臺,涵蓋了交通科學、地理學、測繪學、數學和信息科學等學科技術。其中,GIS、網絡地理信息系統(WebGIS)、GPS、遙感(RS)、數據庫(DB)、空間數據倉庫(SDW)、計算機圖形圖象學、圖論等技術將在數字交通中得到廣泛應用。
2.3服務內容
2.3.1信息服務
(1)出行信息服務
數字交通能為司機和出行者提供服務咨詢
(2)運輸信息服務
數字交通能為運輸企業、生產企業和零售企業提供全方位的信息服務,主要有三類信息:運輸車輛和貨源信息(主要針對貨運配載和物流);為貨運配載和物流服務的運輸地圖(電子或紙介質);運輸服務信息。
(3)其它信息服務
提供基于電子地圖的公路沿線旅游信息,這些信息包括:旅游景點、旅游線路、汽車租賃、酒店等的空間信息和屬性信息。
2.3.2技術服務
在數字交通平臺上將會有許多的車輛調度服務系統和商務服務系統,其用戶包括運輸企業、生產企業和零售企業。根據企業的規模和運輸特點,數字交通可提供三類技術服務,即針對大型企業的應用實施、針對中小企業的應用托管和針對特種運輸的技術服務。
(1)應用實施
對于大型企業,由于其運輸車輛多、運輸范圍大,其運輸調度信息系統、物流信息系統等規模也比較大,需要在自己內部建設相關系統。數字交通的信息平臺和技術平臺將為這些企業提供應用的完整解決方案,提供技術服務,包括全套方案設計、系統集成和用戶培訓等交鑰匙技術服務等。
(2)應用托管
對于中小型企業,由于其車輛較少、運輸范圍小、經濟實力有限,在數字交通的應用平臺上,構建應用系統,包括方案設計、實施、托管和用戶培訓等交鑰匙技術服務。
(3)特種運輸技術服務
對于任何企業,可能有特種的運輸任務,如危險品運輸、長大件運輸、貴重物品運輸等,需要有效、實時、準確的技術服務,需要選擇最優路徑,跟蹤運輸狀態,調度其它運輸資源配合運輸等。在數字交通的信息平臺、技術平臺和應用平臺上,快速生成臨時的、穩定的應用系統,為每次運輸提供定制的技術服務.
數字地球是人類進入信息社會后知識經濟賴以成長、發展的基石。它將地球上海量、多元、多分辨率和多維的全部信息,包括地球衛星圖像、人工構造物(公路、鐵路、航空、邊界、居民地等),以及社會經濟狀態的各類數據,按地球坐標系進行組織,并由計算機集成、融合的全球空間信息技術系統進行管理。它包括地球整體、全面信息的數字化、網絡化、可視化和智能化的全部內容與過程。目標是在全球統一的時空框架下,實現來源廣泛、多維海量、時空變化的數據融合,通過通信網絡提供數字化、擬人化和智能化的信息服務。
數字地球的提出和實施,對交通發展影響特別重大,美國運輸研究會指出:“交通系統各部門在未來使用交通地理信息系統(數字地球的核心技術之一),將像現在使用字處理軟件那樣普遍。”數字交通系統從數字地球的戰略高度規劃交通信息的采集、處理和應用,利用現代高新技術以地理坐標集中整合和開發交通信息資源,從而更廣泛、深入地為交通行業和社會提供安全、便捷的服務。
1數字交通與數字地球的關系
數字交通以Internet和其它寬帶數據通信方式為通信平臺,以全球定位系統地理信息系統(GPS/GIS)為技術平臺,集成、開發其它信息技術,為交通運輸中涉及空間信息的應用領域提供物理平臺,為交通管理部門、交通運輸企業和貨主提供應用服務,是智能交通系統(1TS)中重要的、系統的解決方案和關鍵技術。
數字交通以其信息服務和技術服務為基本內涵,以各種交通運輸服務方式和服務系統為載體,從而形成為交通管理部門、交通運輸企業和貨主開展增值信息服務的應用平臺,如為他們開展貨運配載、物流優化、電子貿易等增值服務提供系統。
數字地球是地球系統科學與信息科學、信息技術高度綜合的科學,它研究與地球有關的信息理論、信息技術及信息模型,研究方法側重于現代信息技術、遙感、數據庫、信息系統、寬帶網及仿真與虛擬技術的綜合,用這種體系進行現代化建設的系統被稱為:數字政府、數字城市、數字交通、數字海洋等。數字交通是數字地球的重要組成部分,它直接繼承了數字地球的許多理論和方法。
2數字交通的體系結構
2.1數字交通模型
2.1.1內涵
數字交通是數字地球的重要組成部分,是交通信息化的指導思想和發展戰略,它包括兩大組成部分:其一,它是針對交通運輸信息的地理空間性、廣泛性、社會性以及動態性的特點,按地球坐標和時間坐標數字化有關交通工程與運輸方面的海量、多元、多分辨、多維的、靜態與動態相結合的數據,按地球坐標及定位系統進行組織與建設而成的交通空間信息基礎設施;其二,它是以數字地球思想和技術為依托,以Internet和其它通信方式為通信平臺,以GPS/GIS為技術平臺,由計算機集成、融合和管理的交通空間信息技術系統。它能為交通管理部門、交通運輸企業和貨主、市民提供信息服務和技術服務,從而改造和提高交通運輸產業的生產、管理和服務,推進交通運輸行業的信息化,使傳統的交通運輸行業向以信息資源為基礎的智能化新型交通運輸業發展。
2.1.2框架體系
數字交通體系結構分為四層:物理層、通信層、數據層和應用層。
物理層是指數字交通的基礎設施,主要包括Internet網站、信息處理設備、通信設備和系統設備等。網站是按照數字交通的服務體系和模式而建立起來的Internet網站;信息設施是指各類信息(空間信息、屬性情息、多媒體信息)的采集、處理、演示和傳播設備;通信設備主要有GPS設備、專用短程通信設備、移動通信設備、信息發送設備和廣播接收設備;系統設備是指按照應用而集成的各種信息技術設備。
通信層是指數字交通的通信解決方案,主要包括應用層的運輸企業、社會出行者、車輛、交通信息服務中心之間的信息傳輸、應用之間的信息交換等;與數字交通相關的國際、國家信息系統的信息交換;主要的通信方式有:Internet、數據通信網、GPS、專用短程通信系統、無線移動通信、廣播接收機等。
數據層是指數字交通的數據,包括基礎地理數據、交通設施數據(空間和屬性數據)、運輸數據和管理數據、社會經濟與環境數據,它分為三個層次:一是基礎層,主要包括基礎地理信息和定位參照系統,這一層次的系統應由政府支持,按照國家、行業的標準規范統一建設;二是專題層,建立交通各業務領域需要的專題地理信息系統和專題屬性數據庫;三是綜合層,包括交通及密切相關類的專題地理信息系統和屬性數據庫的集成與融合。
應用層體現了數字交通的對外服務功能,主要有四部分:出行服務系統、調度服務系統、商務服務系統和決策服務系統。
這四層聯系緊密,逐層發生關聯,當用戶需要服務時,調用相應應用層的服務系統,而應用層的應用需要數據層的數據作為支撐,當數據層的數據支撐應用時,必須通過通信來傳輸,而以上的應用層、數據層和通信層,必須以物理層作為基礎。
2.2數字交通的主要技術
數字交通是一項各種信息技術在傳統行業中綜合應用的科學工程。數字交通作為交通信息化的信息平臺、物理平臺和應用平臺,涵蓋了交通科學、地理學、測繪學、數學和信息科學等學科技術。其中,GIS、網絡地理信息系統(WebGIS)、GPS、遙感(RS)、數據庫(DB)、空間數據倉庫(SDW)、計算機圖形圖象學、圖論等技術將在數字交通中得到廣泛應用。
2.3服務內容
2.3.1信息服務
(1)出行信息服務
數字交通能為司機和出行者提供服務咨詢
(2)運輸信息服務
數字交通能為運輸企業、生產企業和零售企業提供全方位的信息服務,主要有三類信息:運輸車輛和貨源信息(主要針對貨運配載和物流);為貨運配載和物流服務的運輸地圖(電子或紙介質);運輸服務信息。
(3)其它信息服務
提供基于電子地圖的公路沿線旅游信息,這些信息包括:旅游景點、旅游線路、汽車租賃、酒店等的空間信息和屬性信息。
2.3.2技術服務
在數字交通平臺上將會有許多的車輛調度服務系統和商務服務系統,其用戶包括運輸企業、生產企業和零售企業。根據企業的規模和運輸特點,數字交通可提供三類技術服務,即針對大型企業的應用實施、針對中小企業的應用托管和針對特種運輸的技術服務。
(1)應用實施
對于大型企業,由于其運輸車輛多、運輸范圍大,其運輸調度信息系統、物流信息系統等規模也比較大,需要在自己內部建設相關系統。數字交通的信息平臺和技術平臺將為這些企業提供應用的完整解決方案,提供技術服務,包括全套方案設計、系統集成和用戶培訓等交鑰匙技術服務等。
(2)應用托管
對于中小型企業,由于其車輛較少、運輸范圍小、經濟實力有限,在數字交通的應用平臺上,構建應用系統,包括方案設計、實施、托管和用戶培訓等交鑰匙技術服務。
(3)特種運輸技術服務
對于任何企業,可能有特種的運輸任務,如危險品運輸、長大件運輸、貴重物品運輸等,需要有效、實時、準確的技術服務,需要選擇最優路徑,跟蹤運輸狀態,調度其它運輸資源配合運輸等。在數字交通的信息平臺、技術平臺和應用平臺上,快速生成臨時的、穩定的應用系統,為每次運輸提供定制的技術服務.
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