交通的本質(zhì)是一種人文活動在空間上的體現(xiàn),這種活動的主體和客體時刻都處在不斷的發(fā)展變化中,傳輸著大量的人流、物流,具有極強(qiáng)的空間性與時序性。它是一個由諸多相互聯(lián)系、相互作用的要素(人、車、路、環(huán)境等)所組成的有機(jī)整體,受到許多因素的制約和影響,自身也在不斷地調(diào)整和適應(yīng),是一個具有復(fù)雜性、多層次性、反饋性等特點(diǎn)的復(fù)雜大系統(tǒng)。數(shù)">

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數(shù)字交通的體系結(jié)構(gòu)研究

交通的本質(zhì)是一種人文活動在空間上的體現(xiàn),這種活動的主體和客體時刻都處在不斷的發(fā)展變化中,傳輸著大量的人流、物流,具有極強(qiáng)的空間性與時序性。它是一個由諸多相互聯(lián)系、相互作用的要素(人、車、路、環(huán)境等)所組成的有機(jī)整體,受到許多因素的制約和影響,自身也在不斷地調(diào)整和適應(yīng),是一個具有復(fù)雜性、多層次性、反饋性等特點(diǎn)的復(fù)雜大系統(tǒng)。數(shù)字交通是數(shù)字地球發(fā)展戰(zhàn)略的組成部分。
數(shù)字地球是人類進(jìn)入信息社會后知識經(jīng)濟(jì)賴以成長、發(fā)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(wèi)星圖像、人工構(gòu)造物(公路、鐵路、航空、邊界、居民地等),以及社會經(jīng)濟(jì)狀態(tài)的各類數(shù)據(jù),按地球坐標(biāo)系進(jìn)行組織,并由計(jì)算機(jī)集成、融合的全球空間信息技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行管理。它包括地球整體、全面信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化和智能化的全部內(nèi)容與過程。目標(biāo)是在全球統(tǒng)一的時空框架下,實(shí)現(xiàn)來源廣泛、多維海量、時空變化的數(shù)據(jù)融合,通過通信網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)字化、擬人化和智能化的信息服務(wù)。
數(shù)字地球的提出和實(shí)施,對交通發(fā)展影響特別重大,美國運(yùn)輸研究會指出:“交通系統(tǒng)各部門在未來使用交通地理信息系統(tǒng)(數(shù)字地球的核心技術(shù)之一),將像現(xiàn)在使用字處理軟件那樣普遍?!睌?shù)字交通系統(tǒng)從數(shù)字地球的戰(zhàn)略高度規(guī)劃交通信息的采集、處理和應(yīng)用,利用現(xiàn)代高新技術(shù)以地理坐標(biāo)集中整合和開發(fā)交通信息資源,從而更廣泛、深入地為交通行業(yè)和社會提供安全、便捷的服務(wù)。
1數(shù)字交通與數(shù)字地球的關(guān)系
數(shù)字交通以Internet和其它寬帶數(shù)據(jù)通信方式為通信平臺,以全球定位系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(GPS/GIS)為技術(shù)平臺,集成、開發(fā)其它信息技術(shù),為交通運(yùn)輸中涉及空間信息的應(yīng)用領(lǐng)域提供物理平臺,為交通管理部門、交通運(yùn)輸企業(yè)和貨主提供應(yīng)用服務(wù),是智能交通系統(tǒng)(1TS)中重要的、系統(tǒng)的解決方案和關(guān)鍵技術(shù)。
數(shù)字交通以其信息服務(wù)和技術(shù)服務(wù)為基本內(nèi)涵,以各種交通運(yùn)輸服務(wù)方式和服務(wù)系統(tǒng)為載體,從而形成為交通管理部門、交通運(yùn)輸企業(yè)和貨主開展增值信息服務(wù)的應(yīng)用平臺,如為他們開展貨運(yùn)配載、物流優(yōu)化、電子貿(mào)易等增值服務(wù)提供系統(tǒng)。
數(shù)字地球是地球系統(tǒng)科學(xué)與信息科學(xué)、信息技術(shù)高度綜合的科學(xué),它研究與地球有關(guān)的信息理論、信息技術(shù)及信息模型,研究方法側(cè)重于現(xiàn)代信息技術(shù)、遙感、數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)、寬帶網(wǎng)及仿真與虛擬技術(shù)的綜合,用這種體系進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的系統(tǒng)被稱為:數(shù)字政府、數(shù)字城市、數(shù)字交通、數(shù)字海洋等。數(shù)字交通是數(shù)字地球的重要組成部分,它直接繼承了數(shù)字地球的許多理論和方法。
2數(shù)字交通的體系結(jié)構(gòu)
2.1數(shù)字交通模型
2.1.1內(nèi)涵
數(shù)字交通是數(shù)字地球的重要組成部分,是交通信息化的指導(dǎo)思想和發(fā)展戰(zhàn)略,它包括兩大組成部分:其一,它是針對交通運(yùn)輸信息的地理空間性、廣泛性、社會性以及動態(tài)性的特點(diǎn),按地球坐標(biāo)和時間坐標(biāo)數(shù)字化有關(guān)交通工程與運(yùn)輸方面的海量、多元、多分辨、多維的、靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的數(shù)據(jù),按地球坐標(biāo)及定位系統(tǒng)進(jìn)行組織與建設(shè)而成的交通空間信息基礎(chǔ)設(shè)施;其二,它是以數(shù)字地球思想和技術(shù)為依托,以Internet和其它通信方式為通信平臺,以GPS/GIS為技術(shù)平臺,由計(jì)算機(jī)集成、融合和管理的交通空間信息技術(shù)系統(tǒng)。它能為交通管理部門、交通運(yùn)輸企業(yè)和貨主、市民提供信息服務(wù)和技術(shù)服務(wù),從而改造和提高交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、管理和服務(wù),推進(jìn)交通運(yùn)輸行業(yè)的信息化,使傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸行業(yè)向以信息資源為基礎(chǔ)的智能化新型交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展。
2.1.2框架體系
數(shù)字交通體系結(jié)構(gòu)分為四層:物理層、通信層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層。
物理層是指數(shù)字交通的基礎(chǔ)設(shè)施,主要包括Internet網(wǎng)站、信息處理設(shè)備、通信設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)備等。網(wǎng)站是按照數(shù)字交通的服務(wù)體系和模式而建立起來的Internet網(wǎng)站;信息設(shè)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(shè)備;通信設(shè)備主要有GPS設(shè)備、專用短程通信設(shè)備、移動通信設(shè)備、信息發(fā)送設(shè)備和廣播接收設(shè)備;系統(tǒng)設(shè)備是指按照應(yīng)用而集成的各種信息技術(shù)設(shè)備。
通信層是指數(shù)字交通的通信解決方案,主要包括應(yīng)用層的運(yùn)輸企業(yè)、社會出行者、車輛、交通信息服務(wù)中心之間的信息傳輸、應(yīng)用之間的信息交換等;與數(shù)字交通相關(guān)的國際、國家信息系統(tǒng)的信息交換;主要的通信方式有:Internet、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、GPS、專用短程通信系統(tǒng)、無線移動通信、廣播接收機(jī)等。
數(shù)據(jù)層是指數(shù)字交通的數(shù)據(jù),包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、交通設(shè)施數(shù)據(jù)(空間和屬性數(shù)據(jù))、運(yùn)輸數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境數(shù)據(jù),它分為三個層次:一是基礎(chǔ)層,主要包括基礎(chǔ)地理信息和定位參照系統(tǒng),這一層次的系統(tǒng)應(yīng)由政府支持,按照國家、行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一建設(shè);二是專題層,建立交通各業(yè)務(wù)領(lǐng)域需要的專題地理信息系統(tǒng)和專題屬性數(shù)據(jù)庫;三是綜合層,包括交通及密切相關(guān)類的專題地理信息系統(tǒng)和屬性數(shù)據(jù)庫的集成與融合。
應(yīng)用層體現(xiàn)了數(shù)字交通的對外服務(wù)功能,主要有四部分:出行服務(wù)系統(tǒng)、調(diào)度服務(wù)系統(tǒng)、商務(wù)服務(wù)系統(tǒng)和決策服務(wù)系統(tǒng)。
這四層聯(lián)系緊密,逐層發(fā)生關(guān)聯(lián),當(dāng)用戶需要服務(wù)時,調(diào)用相應(yīng)應(yīng)用層的服務(wù)系統(tǒng),而應(yīng)用層的應(yīng)用需要數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)作為支撐,當(dāng)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)支撐應(yīng)用時,必須通過通信來傳輸,而以上的應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和通信層,必須以物理層作為基礎(chǔ)。
2.2數(shù)字交通的主要技術(shù)
數(shù)字交通是一項(xiàng)各種信息技術(shù)在傳統(tǒng)行業(yè)中綜合應(yīng)用的科學(xué)工程。數(shù)字交通作為交通信息化的信息平臺、物理平臺和應(yīng)用平臺,涵蓋了交通科學(xué)、地理學(xué)、測繪學(xué)、數(shù)學(xué)和信息科學(xué)等學(xué)科技術(shù)。其中,GIS、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)、GPS、遙感(RS)、數(shù)據(jù)庫(DB)、空間數(shù)據(jù)倉庫(SDW)、計(jì)算機(jī)圖形圖象學(xué)、圖論等技術(shù)將在數(shù)字交通中得到廣泛應(yīng)用。
2.3服務(wù)內(nèi)容
2.3.1信息服務(wù)
(1)出行信息服務(wù)
數(shù)字交通能為司機(jī)和出行者提供服務(wù)咨詢
(2)運(yùn)輸信息服務(wù)
數(shù)字交通能為運(yùn)輸企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)和零售企業(yè)提供全方位的信息服務(wù),主要有三類信息:運(yùn)輸車輛和貨源信息(主要針對貨運(yùn)配載和物流);為貨運(yùn)配載和物流服務(wù)的運(yùn)輸?shù)貓D(電子或紙介質(zhì));運(yùn)輸服務(wù)信息。
(3)其它信息服務(wù)
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(diǎn)、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(shù)服務(wù)
在數(shù)字交通平臺上將會有許多的車輛調(diào)度服務(wù)系統(tǒng)和商務(wù)服務(wù)系統(tǒng),其用戶包括運(yùn)輸企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)和零售企業(yè)。根據(jù)企業(yè)的規(guī)模和運(yùn)輸特點(diǎn),數(shù)字交通可提供三類技術(shù)服務(wù),即針對大型企業(yè)的應(yīng)用實(shí)施、針對中小企業(yè)的應(yīng)用托管和針對特種運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)服務(wù)。
(1)應(yīng)用實(shí)施
對于大型企業(yè),由于其運(yùn)輸車輛多、運(yùn)輸范圍大,其運(yùn)輸調(diào)度信息系統(tǒng)、物流信息系統(tǒng)等規(guī)模也比較大,需要在自己內(nèi)部建設(shè)相關(guān)系統(tǒng)。數(shù)字交通的信息平臺和技術(shù)平臺將為這些企業(yè)提供應(yīng)用的完整解決方案,提供技術(shù)服務(wù),包括全套方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成和用戶培訓(xùn)等交鑰匙技術(shù)服務(wù)等。
(2)應(yīng)用托管
對于中小型企業(yè),由于其車輛較少、運(yùn)輸范圍小、經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限,在數(shù)字交通的應(yīng)用平臺上,構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng),包括方案設(shè)計(jì)、實(shí)施、托管和用戶培訓(xùn)等交鑰匙技術(shù)服務(wù)。
(3)特種運(yùn)輸技術(shù)服務(wù)
對于任何企業(yè),可能有特種的運(yùn)輸任務(wù),如危險(xiǎn)品運(yùn)輸、長大件運(yùn)輸、貴重物品運(yùn)輸?shù)?,需要有效、?shí)時、準(zhǔn)確的技術(shù)服務(wù),需要選擇最優(yōu)路徑,跟蹤運(yùn)輸狀態(tài),調(diào)度其它運(yùn)輸資源配合運(yùn)輸?shù)取T跀?shù)字交通的信息平臺、技術(shù)平臺和應(yīng)用平臺上,快速生成臨時的、穩(wěn)定的應(yīng)用系統(tǒng),為每次運(yùn)輸提供定制的技術(shù)服務(wù).

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