基于云计算的ITS系统设计方案

基于云计算的ITS系统设计方案 本文第三章介绍智能交通系统中的“云计算”，分别从交通信息云的逻辑架构和交通信息云的组织架构两方面进行了阐述，下面对基于“云计算”智能交通系统的核心子系统—先进出行信息系统进行需求分析，并对先进出行信息系统从逻辑构架和组织构架两方面结合智能交通云进行阐述，其余系统与ITS系统设计模式差不多，所以将不再细述。

1.1 ITS先进出行信息系统 先进出行信息系统由现代电子通信信息及网络传输技术，提供用路人必要的声音、文字、图像等视觉信息，使其能于使用的交通工具内、家中或办公室、各类车站场所，快速且方便地取得所需的交通信息，作为用路需求及交通工具与行驶或行走路线选择参考，以顺利到达目的地。 这些部分包含图文信息可变电子广告牌(Changeable Messenger Sign System)、速限可变标志板(Changeable Speed Limit Sign Board，CSLSB)、雾(风或雨)警示标志 (Fog(Wind or Rain) Sign，FS)、多功能警示标志(Multi-function Alarm Sign，MAS)匝道仪控号志(Ramp Metering Signal，RMS)及旅行时间显示板(Travel Time Sign，TTS)，以及现代动态GPS导航系统等，共约六种电子显示广告牌以及现代实时路况导航信息提供用路人预告或警告讯息服务。另外ITS在ITS内还有相关服务，路况广播、卫星定位系统(GPS)、地理位置系统(GIS)、显示路线引导系统和无线电通信(Wireless Communications)、实时路况报导等整体数字与非数字服务。这些ITS服务信息则是来自于智能交通ITS系统内的闭路电视监视系统(CCTV)实时影像及交通信息收集系统(Traffic Data Gathering System，TDGS)，这些系统也是通过包含车辆侦测器、风力、雨量及浓雾侦测器等子系统收集的信息计算结果所得[20]。它可以向路人提供如路径导引、旅客服务信息、驾驶信息、行前规划信息、运输机具订位讯息及车辆停车信息等服务。 第一代系统称为出行者信息系统（Traveler Information System, TIS），是在20世纪60年代末70年代初出现的计算机技术和交通监控系统的基础上发展起来的。最初的将通信技术进行信息发布。用于提高路网局部的通行能力，如严重拥挤的干道与干道的交叉口，或者由特别事件和交通事故引起阻塞的部分路口与路段等。发布手段：可变信息标志。特点：VMS和HAR是单向的通讯系统，用来向车辆传递通用出行信息，由出行者个人对信息进行筛选，选择出对其有用的信息（如果有的话）。目前VMS仍是发布交通信息的重要手段。 第二代系统称为先进的出行者信息系统（Advanced Traveler Information System, ITS），它采用信息采集、传输、处理和发布方面的最新技术成果。特点：个性化的出行帮助成为可能；ITS着眼于提供出行者想要的信息，因而可以大大减少出行者对信息进行筛选的工作量（如装有车载机的车辆可以进行出行起终点的输入，然后查询和选择路线，其中路线的提供是出行者信息系统根据当前实时的道路信息进行计算的最短路径）[21]。 1.2 基于“云计算”ITS系统需求分析 本文基于“云计算”的ITS系统主要能够实现以下功能：1、电子显示广告牌提供用路人预告或警告讯息服务。2、路况广播、卫星定位系统(GPS)、地理位置系统(GIS)、显示路线引导系统和无线电通信(Wireless Communications)、实时路况报导等整体数字与非数字服务。 基于“云计算”的ITS系统的主要特点就是将所有终端的服务包括电子显示广告牌、卫星导航等都放在“云”端进行信息处理，利用了现代信息处理手段，而且让每一个用户既是信息的使用者，也同时是信息的提供者，将两者有机的联系在一起。其次，基于“云计算”的ITS系统，很多信息是在交通系统中获得。不仅是静态路径诱导从路侧发展到了车上，而且动态路径诱导系统也已经有了很大的进展。局部决定的动态车载路径诱导系统己经被市场广泛接受，而一些国家正在研究中心决定的动态车载路径诱导系统。日本关于车载路径诱导系统的市场增长速度在世界上是最快的[22]。如 1996年，日本车载路径诱导系统的市场规模是180万套，美国是1万套，而整个欧洲是2万套。至1999年6月末，日本已有424万辆车配备了车载导航器。停车场可利用性诱导是ITS的另一个重要功能。在没有停车场可利用性诱导系统的一些大城市的中心区，为了寻找一个停车空位，驾驶员往往要花费半个小时，他们为寻找停车场的行车里程高达在城市的总行车里程的1 /4。因而停车场可利用性诱导系统可大大减少这种无谓的交通量和随之产生的环境污染。世界第一个停车场可利用性诱导系统是在德国的Aachen引入的。至1990年世界上就有50个这种系统投入运营。数字地图数据库是许多ITS的关键部分。但支持路径诱导的电子数据地图太昂贵，所以尚不能在所有的城市应用。但是于1997年底，发达国家的主要城市使用的路径诱导系统就都利用了电子数据地图。数字地图数据库工作开展得最好的是日本。日本数字道路地图协会( JDRMA)于1988年成立。它建立了数据库标准并开发了数字道路地图(DRM)数据库。JDRMA最初使用1:50 000的地图，后来改用1:25 000的地图，这样可提供更详细、更精确的地理信息。到1995年3月，基于1:25 000的DRM数据库覆盖了整个日本。 传统的ITS信息系统通过道路交通标志、交通广播台、电视报刊新闻等形式为旅行者提供旅行信息，这些信息多是静态的。虽然也有些动态信息(如交通台给予的道路交通信息，电视台发布的车票预售信息)，但其实时性比较差。ITS中的旅行者信息系统运用先进的计算机技术、通信技术，便可在多种场合对各方向出行的车辆进行实时的了解，与传统的ITS信息系统相比，基于云计算的ITS系统的优势主要体现在以下几个方面。

1.2.1信息的视觉化 随着现代计算机技术的快速发展，特别是硬件资源和性能增长成本下降使得智能交通系统信息的视觉化大大提高。基于“云计算”的智能交通系统除了使用一般的电话咨询和无线电广播等手段发布交通信息外，一般还用用Internet网页、交互电视、车载单元显示屏和各种VMS来发布信息。例如，美国1996年亚特兰大夏季奥运会期间使用的“亚特兰大旅行者信息陈列窗(SHOWCASE)”项目，将100个车载设备及250个个人通讯设备分配给外来用户，在CrownPlaza饭店的300个房间内设有交互电视，以及用ITS互联网网页来提供相关的旅行信息，向旅客显示了其最优越的ITS技术。

1.2.2双向通信技术的广泛应用 较以前的智能交通系统以及ATMS系统它们的通信方式主要以单向通信为主，由交通管理中心向“端”发送单向信息，“端”不能向交通管理中心发送信息比如说交通广播、电视以及VMS等向用户发送信息。而现代化的基于“云计算”的智能交通系统中，双向通信已经成为可能，并且应用已经初具规模，这样交通管理中心不仅可以向用户发送即时交通信息，而且路人以及各种交通设施以及车载导航也可以把道路信息发送给交通管理中心。双向通信在交通系统的发展使得路人能获得面向大众的旅行信息成为可能，而且能获得他个人需要的特殊信息并提出特殊的服务请求。当前主要的双向通信交通系统有无线寻呼系统、移动通信系统以及红外线信标等。GSM是欧洲提倡且应用广泛的一种通信方式。有60多个国家的90个团体接受GSM。由于有世界广泛的基础，GSM成为第一个国际性数字蜂窝移动无线电通信标准，这样保证了它的跨地区的功能。现存的广域欧洲GSM网络的使用使得建立一个专用于ITS的额外的通信设施(如雷达天线或信标)没有必要。IntraGSM是一个泛欧的GSM和基于GPS的集成系统，由德国商业财团开发[23]。IntraGSM针对动态路径诱导、紧急服务、停车位信息、车辆自动定位等，提供了一个国际性的相容平台。IntraGSM所采用的技术途径为所有的处理提供了时间、空间上的完全分离性。这一特性使我们可以获得高度的安全性和进行复杂的密码鉴别处理。

1.2.3信息的实时性不断提高 随着汽车电子的不断发展，车载导航系统越来越多地装车上市。采用GPS信号和车载传感器数据的导航系统仍然是中国车载导航设备的主流。不过，支持实时交通信息的车载导航系统在欧美和日本已经有超过10年的历史了。所谓实时交通信息，这里是指通过广播、网络等设备无线发送的路况信息，有时也包括停车场空位等在内的其它交通信息。这些信息具有实时性的特点，就象驾驶员开车时收听交通信息广播电台一样，驾驶员可以根据收听到的路段拥堵和畅通状况，及时选择适当的行车路线到达目的地。显然，带有实时交通信息的车载导航系统能够给驾驶员带来方便，也能够缓解拥堵多发路段的道路交通压力。然而，现代导航系统与交通系统的接轨还存在问题，导航系统的完善也存在明显的不足，人们从导航系统获取的交通系统的实时性很难确定，所以现代化的基于“云计算”的智能交通系统所提供交通信息的事实程度大大提高。比如，在美国的休斯敦，道路的交通信息在网上每1 min就更新一次;在日本的东京，由MEPC提供的高速公路上的实时交通信息每1 min也更新一次；在1992年英国的南安普敦的ROMANSE项目中，VMS的使用为南安普敦13个主要停车场显示空闲的车位信息，每一个停车场的进入该市中心的各路口处有8个停车信息牌竖立在哪里，隔 2min

更新一次信息。