【正文】 向?qū)ο蟮姆椒?，首先確定對(duì)象或?qū)嶓w及其與其他對(duì)象之間的關(guān)系，然后確定每個(gè)對(duì)象執(zhí)行的功能，圍繞數(shù)據(jù)對(duì)象或?qū)嶓w組織功能，形成單一的相互關(guān)聯(lián)的視圖。 結(jié)構(gòu)化方法構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)流程簡(jiǎn)圖（1）界定用戶構(gòu)建ITS體系結(jié)構(gòu)首先要界定系統(tǒng)的用戶。需求模型主要任務(wù)是定義系統(tǒng)的信息處理行為和控制行為。需求模型在美國(guó)《國(guó)家ITS體系結(jié)構(gòu)》中被叫做“邏輯結(jié)構(gòu)”，其中的控制流圖被加入數(shù)據(jù)流圖。信息字典注釋信息通道中所有的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)字典中未出現(xiàn)的其他信息。2. ITS體系結(jié)構(gòu)概貌美國(guó)國(guó)家ITS體系結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱UNIA）開(kāi)發(fā)計(jì)劃共耗資2500萬(wàn)美元，主要成果體現(xiàn)在約2500頁(yè)的文本中，分為：體系結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)、實(shí)施策略和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等4部分內(nèi)容。物理結(jié)構(gòu)的確定要考慮體制方面的因素，但體制層不屬于物理結(jié)構(gòu)部分，而是在實(shí)施策略中描述。 UNIA頂層構(gòu)架互連圖第四節(jié) 中國(guó)國(guó)家ITS體系結(jié)構(gòu)展望本節(jié)參考UNIA，對(duì)中國(guó)國(guó)家ITS體系結(jié)構(gòu)（CNIA）做扼要介紹，主要集中于上層體系結(jié)構(gòu)，并給出各子系統(tǒng)之間的關(guān)系?？紤]各“處理樹(shù)”之間的數(shù)據(jù)交換。以此為基礎(chǔ)，可對(duì)CNIA物理結(jié)構(gòu)作出初步展望。第一節(jié) 先進(jìn)的出行者信息系統(tǒng)（ATIS）1. 基本概念該系統(tǒng)主要是對(duì)交通出行者提供及時(shí)的信息服務(wù)。3. ATIS在上海的應(yīng)用目前，上海市已投入應(yīng)用的ATIS項(xiàng)目包括：有線通信系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、道路交通信號(hào)控制實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。（2）綜合交通信息發(fā)布系統(tǒng)：將負(fù)責(zé)向以各種方式出行的公眾提供可靠和實(shí)時(shí)的出行指導(dǎo)信息，其中包括：道路路況信息（擁堵、事故等），路線導(dǎo)行信息，公交線路信息，公交不同模式換乘銜接信息，以及實(shí)時(shí)泊車信息等。這里提出的共用信息平臺(tái)是進(jìn)行系統(tǒng)信息集成的重要手段，它將為各種相關(guān)子系統(tǒng)提供引導(dǎo)接入策略和信息共享服務(wù)。智能交通系統(tǒng)共用信息平臺(tái)主要承擔(dān)以下功能：u 從各子系統(tǒng)中提取共享數(shù)據(jù)，并對(duì)多渠道來(lái)源、相互不一致的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理；u 完成對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的組織，以保證數(shù)據(jù)間關(guān)系的正確性、可理解性和避免數(shù)據(jù)冗余；u 根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求和查詢權(quán)限對(duì)客戶系統(tǒng)提供信息服務(wù)，對(duì)于自身存放的數(shù)據(jù)直接加以組織輸出，對(duì)于其他子系統(tǒng)存放的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)由共用信息平臺(tái)提供查詢通道。數(shù)據(jù)抽取子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合處理子系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系綜合信息發(fā)布子系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)下層數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)用模塊上層數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)用模塊共用信息平臺(tái)宏觀決策支持子系統(tǒng)。在道路、車輛和監(jiān)控中心之間建立起通訊聯(lián)系，監(jiān)控中心接收到各種交通信息(如車輛檢測(cè)、車輛識(shí)別、交通需求、告警和救助信號(hào))并經(jīng)過(guò)迅速處理后，通過(guò)調(diào)整交通信號(hào)，向駕駛員和管理人員提供交通實(shí)時(shí)信息和最優(yōu)路徑引導(dǎo)，從而使交通始終處于最佳狀態(tài)。系統(tǒng)的建立應(yīng)在已有的SCATS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 信息來(lái)源交通控制信息數(shù)據(jù)庫(kù)交通控制指揮系統(tǒng)信號(hào)控制系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)違章記錄系統(tǒng)接處警系統(tǒng)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)信息傳輸系統(tǒng)車輛定位系統(tǒng)大屏幕系統(tǒng) 城市交通控制指揮系統(tǒng)框架交通信號(hào)控制系統(tǒng)是城市道路交通管理系統(tǒng)中對(duì)交叉路口、行人過(guò)街，以及環(huán)路出入口采用信號(hào)控制的子系統(tǒng)，它是運(yùn)用了交通工程學(xué)、心理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、自動(dòng)控制與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及系統(tǒng)工程學(xué)等多門學(xué)科理論的應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用較多的核心軟件即效益指標(biāo)優(yōu)化模型軟件，是英國(guó)運(yùn)輸和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT系統(tǒng)（Split Cycle Offset Optimization Technique）和澳大利亞悉尼開(kāi)發(fā)的SCATS系統(tǒng)(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)，它們是動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制系統(tǒng)的早期代表，也是未來(lái)一個(gè)時(shí)期交通信號(hào)控制系統(tǒng)智能化發(fā)展的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。u 飽和流量：是衡量路口交通流通過(guò)能力的重要參數(shù)，通常是指一個(gè)綠燈時(shí)間內(nèi)的連續(xù)通過(guò)路口的最大車流量。（5） 交通信號(hào)控制系統(tǒng)的主要控制方法交通信號(hào)控制系統(tǒng)的主要控制方法包括：?jiǎn)吸c(diǎn)定時(shí)多相位信號(hào)協(xié)調(diào)控制，即按時(shí)鐘調(diào)用預(yù)設(shè)方案，以減少交通沖突，必要時(shí)配合早斷和遲啟；車輛感應(yīng)實(shí)時(shí)自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制，即通過(guò)調(diào)整周期、綠信比，以及增加有效綠燈時(shí)間等，按照交通流的到達(dá)情況進(jìn)行相應(yīng)的控制；用戶優(yōu)先無(wú)電纜干線協(xié)調(diào)控制，是指在干道上采用的“綠波控制”，通過(guò)協(xié)調(diào)周期、相位差，并照顧行人、公交車、特種車等，對(duì)干道交通流實(shí)施優(yōu)先控制；實(shí)時(shí)自適應(yīng)區(qū)域控制，是指通過(guò)優(yōu)化效益指標(biāo)、交通流仿真等先進(jìn)手段，最終實(shí)現(xiàn)均衡區(qū)域交通流的目的。5. 電子警察（1） 基本概念“電子警察”又稱為違章闖紅燈車輛記錄系統(tǒng)。通信控制機(jī)，用來(lái)讀取數(shù)碼相機(jī)的照片，并對(duì)相機(jī)進(jìn)行控制；對(duì)讀取的圖像進(jìn)行必要的處理，如加載各種信息，對(duì)圖像進(jìn)行壓縮優(yōu)化等；并向控制中心發(fā)送經(jīng)預(yù)處理的圖片及相關(guān)信息。u 車牌輸入：對(duì)違章照片的車牌號(hào)碼進(jìn)行人工辯識(shí)和篩選，讀取車牌號(hào)碼、車型等信息，存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中去。其具體功能體現(xiàn)在下列方面。122交通事故報(bào)警指揮系統(tǒng)通訊調(diào)度子系統(tǒng)數(shù)字錄音子系統(tǒng)122接處警子系統(tǒng)信息管理子系統(tǒng)首長(zhǎng)終端子系統(tǒng)電子地圖子系統(tǒng) 接處警系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特點(diǎn)可概括如下：u 采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)； u 采用ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)接口技術(shù)：全面支持桌面數(shù)據(jù)庫(kù)和大型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，具有很好的兼容性和安全性，可以滿足不同規(guī)模報(bào)警指揮系統(tǒng)的要求。ITS應(yīng)逐步地促進(jìn)收費(fèi)和支付的自動(dòng)化。乘車人員通過(guò)發(fā)卡機(jī)構(gòu)和售票機(jī)構(gòu)及其他代理機(jī)構(gòu)來(lái)購(gòu)買IC卡和車票。可以采用IC卡票價(jià)最低，其次是車票，現(xiàn)金支付票價(jià)最高的方式。出口收費(fèi)結(jié)合人工收。此外，各IC卡讀寫器應(yīng)聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到統(tǒng)一結(jié)算，杜絕舞弊，提高收費(fèi)效率。 收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。7. 收費(fèi)系統(tǒng)（1） 基本概念收費(fèi)系統(tǒng)將逐步利用更多的電子信息技術(shù)，以現(xiàn)金、非現(xiàn)金、手工、非手工相結(jié)合的方式，完成與交通相關(guān)的費(fèi)用收取與支付過(guò)程。（2） 系統(tǒng)組成接處警系統(tǒng)在許多城市被稱為122報(bào)警系統(tǒng)，而在上海，122與公安急救網(wǎng)110合并，都是110系統(tǒng)。6. 接處警系統(tǒng)（1） 概述計(jì)算機(jī)輔助122接處警系統(tǒng)，是現(xiàn)代電話通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的高科技產(chǎn)品。照片管理軟件用于對(duì)違章照片、車牌號(hào)碼、車主信息、違章處理結(jié)果等數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表打印等管理工作。① 路口電子警察由數(shù)碼相機(jī)組成的電子警察，具有自動(dòng)拍攝、自動(dòng)計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、圖像壓縮等功能。（7） 交通信號(hào)控制系統(tǒng)的運(yùn)行管理與分級(jí)控制信號(hào)控制系統(tǒng)的運(yùn)行管理主要包括：對(duì)主控中心數(shù)據(jù)庫(kù)包括地理信息在內(nèi)的操作平臺(tái)的數(shù)據(jù)更新，對(duì)交叉路口設(shè)施尤其是車輛檢測(cè)設(shè)備的檢修和校對(duì)，保證完好率和準(zhǔn)確率。u 延誤：是指交通沖突或信號(hào)控制設(shè)施的限制給車輛帶來(lái)的時(shí)間損失。u 相位差：具有相同周期長(zhǎng)的相關(guān)路口（例如干道沿線的交叉口），在同方向上的兩個(gè)相關(guān)相位的啟動(dòng)時(shí)間差，稱為相位差。 城市道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)框架數(shù)據(jù)傳輸出接受啟動(dòng)協(xié)調(diào)配時(shí)方案單點(diǎn)需求模型分析優(yōu)化配時(shí)緊急勤務(wù)人工請(qǐng)求無(wú)電纜線協(xié)調(diào)感應(yīng)自適應(yīng)多相位定配時(shí)交通流檢測(cè)可變穩(wěn)態(tài)誘導(dǎo)信號(hào)控制路口設(shè)備主控中心調(diào)整配時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)（圖像）分析處理效益指標(biāo)優(yōu)化模型交互式數(shù)據(jù)倉(cāng)操作平臺(tái)到達(dá)和排隊(duì)模式協(xié)調(diào)控制方案優(yōu)化周期長(zhǎng)、綠信比、相位差需求模式 城市道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)框架（3） 交通信號(hào)控制系統(tǒng)的核心交通信號(hào)控制系統(tǒng)的核心是控制模型算法軟件，是貫穿規(guī)劃設(shè)計(jì)在內(nèi)的信號(hào)控制策略的管理平臺(tái)，體現(xiàn)著交通管理者的控制思想，它包括信號(hào)控制系統(tǒng)將起到的作用和地位。交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)交通控制系統(tǒng)交通控制和管理系統(tǒng) 城市交通與公路交通協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)交通管理輔助 支持系統(tǒng)交通管理系統(tǒng)交通數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 交通數(shù)據(jù) 收集系統(tǒng)收費(fèi)系統(tǒng)先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)（ATMS）交通信息交互中心公交電子收費(fèi)路側(cè)停車收費(fèi)交通信息和 服務(wù)收費(fèi) 交通管理輔 助決策系統(tǒng)運(yùn)行車輛收費(fèi)停車場(chǎng)收費(fèi)。① 交通信號(hào)控制系統(tǒng)u 自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)（SCATS）初具規(guī)模；u 交通信號(hào)地區(qū)控制室有8個(gè)，SCATS受控路口超過(guò)800個(gè)；u 敷設(shè)、架設(shè)通信電纜6500多公里。該系統(tǒng)具有向交通管理部門和駕駛員提供對(duì)道路交通進(jìn)行實(shí)時(shí)疏導(dǎo)、控制和對(duì)突發(fā)事件作出應(yīng)急反應(yīng)的功能。③交通管理與控制共用信息平臺(tái)數(shù)據(jù)抽取子系統(tǒng)線路調(diào)度管理支持子系車隊(duì)運(yùn)政管理子系統(tǒng)公眾信息服務(wù)子系統(tǒng)行業(yè)管理、服務(wù)子系統(tǒng)下層數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)用模塊上層數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)用模塊交通管理與控制共用信息平臺(tái)宏觀決策支持子系統(tǒng)公交規(guī)劃決策子系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)共用信息平臺(tái)物流共用信息平臺(tái)交通仿真實(shí)驗(yàn)共用信息平臺(tái)智能公交共用信息平臺(tái)緊急事件管理共用信息平臺(tái)交通管理與控制共用信息平臺(tái)根據(jù)共用信息平臺(tái)的不同功能，可以將城域共用信息平臺(tái)分解為：智能化公共交通系統(tǒng)共用信息平臺(tái)、物流共用信息平臺(tái)、交通管理與控制共用信息平臺(tái)、緊急事件管理共用信息平臺(tái)，以及支持路網(wǎng)交通特征預(yù)測(cè)與誘導(dǎo)的交通仿真實(shí)驗(yàn)共用信息平臺(tái)。共用信息平臺(tái)是通過(guò)對(duì)共用數(shù)據(jù)的采集（如道路使用狀況、交通狀況和交通管理數(shù)據(jù)等），為智能交通系統(tǒng)的信息使用者提供不同的服務(wù)，滿足管理者和使用者對(duì)共用信息的需求（如車輛調(diào)度計(jì)劃制定時(shí)對(duì)交通狀況信息的需求）。4. ATIS共用信息平臺(tái)的建設(shè)（1） 基本概念A(yù)TIS實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是信息化的實(shí)現(xiàn)，ATIS必然會(huì)由“先進(jìn)的出行者信息系統(tǒng)”向“先進(jìn)的交通信息系統(tǒng)”發(fā)展，其最終的服務(wù)對(duì)象不僅包括出行者，還包括運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、關(guān)聯(lián)企業(yè)等等。出行指導(dǎo)信息發(fā)布方式包括：因特網(wǎng)、交通信息廣播電臺(tái)、視頻媒體、GPS/GIS實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)、場(chǎng)站/商業(yè)中心的交互式詢問(wèn)機(jī)等。VICS播放的實(shí)時(shí)交通信息包括：主要地點(diǎn)間的交通信息、交通擁擠、法規(guī)、事故、廣域的最優(yōu)路徑信息和道路施工、天氣情況及停車場(chǎng)信息等。ITS的基本功能模塊包括：先進(jìn)的出行者信息系統(tǒng)（ATIS），先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)（ATMS），先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)（APTS），先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)（AVCS），以及商用車運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、先進(jìn)的鄉(xiāng)村運(yùn)輸系統(tǒng)、自動(dòng)公路系統(tǒng)等。盡管中國(guó)與美國(guó)在體制、文化、市場(chǎng)等方面不盡相同，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)來(lái)看，CNIA與UNIA在這方面的基本考慮應(yīng)該是一致的，例如：要保護(hù)隱私、擴(kuò)大市場(chǎng)等。UNIA邏輯結(jié)構(gòu)將ITS分解成8棵功能性“處理樹(shù)”，即：交通管理、商用車管理、車輛監(jiān)視與控制、公交管理、緊急服務(wù)管理、駕駛員和出行者服務(wù)、電子付款服務(wù)、規(guī)劃與實(shí)施。 UNIA頂層構(gòu)架流圖通信層 UNIA為支持ITS子系統(tǒng)之間的通信定義了4種類型的通信媒體，即：有線通信（固定——固定）、廣域無(wú)線通信（固定——移動(dòng)）、專用短程通信（固定——移動(dòng)）和車車通信（移動(dòng)——移動(dòng)）。 美國(guó)ITS總圖 簡(jiǎn)化的UNIA頂層數(shù)據(jù)流圖（3）物理結(jié)構(gòu)UINA將運(yùn)輸系統(tǒng)分成3層：運(yùn)輸層、通信層和體制層。典型的體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)過(guò)程實(shí)質(zhì)上包括在第一階段的工作中，采用了反復(fù)修改的開(kāi)發(fā)程序。信息流圖和構(gòu)架模塊說(shuō)明描述組成系統(tǒng)的物理模塊以及模塊之間的信息流動(dòng)。實(shí)時(shí)性要求(Time Specification)對(duì)系統(tǒng)在“輸入終端”接受事件(Event)刺激后，在“輸出終端”作出反應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行限定。為了反映這一點(diǎn)，須將每項(xiàng)用戶服務(wù)分解成更為詳細(xì)的功能說(shuō)明——即用戶服務(wù)要求；換句話說(shuō)，用戶服務(wù)要求是系統(tǒng)為提供用戶服務(wù)而應(yīng)該具備的一些功能。我國(guó)“九五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“中國(guó)智能交通系統(tǒng)體系框架研究”，也采用了結(jié)構(gòu)化方法。結(jié)構(gòu)化方法，以功能的抽象與分解為主要手段，按功能之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系組織數(shù)據(jù)。如果人（貨物）、車、路構(gòu)成的道路交通系統(tǒng)，再配上具有智能的交通信息中心、交通管理中心、交通控制中心等以及智能化的車載設(shè)施和道路交通基礎(chǔ)設(shè)施，如各類檢測(cè)設(shè)施、信息發(fā)布設(shè)施即信息傳輸設(shè)施，就構(gòu)成了智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)。第六節(jié) ITS子系統(tǒng)概貌總結(jié)美國(guó)、日本、歐盟研發(fā)ITS的進(jìn)程，可以得出如表23所示的美、日、歐研發(fā)ITS的計(jì)劃中其分系統(tǒng)名稱及變遷表。PROMOTE圍環(huán)繞各種不同的交通方式研究其智能化措施。2. PROMETHEUS計(jì)劃1986年14家歐洲汽車制造商聯(lián)合提出PROMETHEUS計(jì)劃（Program for Europe Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety），將其作為歐洲EUREKA聯(lián)合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的一個(gè)組成部分，其目的是探清研究的必要性，確定研究方向和內(nèi)容，并擬訂研究計(jì)劃。1. DRIVE計(jì)劃DRIVE(Dedicated Road Infrastructure for Vehicle Safety in Europe)計(jì)劃是歐共體由政府組織的一項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃，1987年歐共體運(yùn)輸部長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議開(kāi)始籌劃，1988年開(kāi)始執(zhí)行。（3）VERTIS1994年開(kāi)始，效仿美國(guó)、歐洲，四省一廳聯(lián)合組織成立全國(guó)統(tǒng)一的研究開(kāi)發(fā)ITS的組織機(jī)構(gòu)——VERTIS（Vehicle, Road and Traffic Intelligence Society），即“車輛、道路和交通智能化協(xié)會(huì)”。（2） “實(shí)施方針”同年，在“推進(jìn)實(shí)施高度信息通信社會(huì)的基本方針”的基礎(chǔ)上，由與研究ITS有關(guān)的四省一廳（建設(shè)省、通產(chǎn)省、運(yùn)輸省、郵電省以及警察廳）聯(lián)合制定并宣布了“在道路、交通、車輛領(lǐng)域?qū)嵤┬畔⒒姆结槨?，“?shí)施方針”向國(guó)內(nèi)外表明了日本政府對(duì)于推進(jìn)研究開(kāi)發(fā)ITS的積極姿態(tài)。（4）美國(guó)實(shí)施ITS取得的實(shí)效u ATMS在密歇根（Michigan）使高峰期間車速提高19%，在密蘇里（Mis