城市智慧交通系统总体架构设计

谷国栋 陈伟

摘 要：智慧交通是智慧城市建设体系中一个重要的分支，是由无数个子系统平台组成的综合交通信息处理服务系统，是城市进一步发展、解决交通问题、提高经济实力的重要手段。本文在介绍智慧交通的背景基础上，探讨了智慧交通系统的整体架构设计，并重点分析了公共数据与服务支撑平台在整体系统中的核心作用，可为相关建设者提供借鉴。

关键词：智慧交通 智慧城市 公共数据 服务平台

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（a）-0007-02

新一轮信息技术及产业改革的到来，需要我们积极地去探索和建立引领经济模式新发展的体制和方式。“综合交通、智慧交通、平安交通、绿色交通”战略方案是我国“十三五”期间综合交通运输体系发展的总目标，而智慧交通是该建设的核心目标。

1 智慧交通介绍

1.1 现状

随着我国城市化的推进步伐不断加快，道路拥挤、私家车的不断增多都给城市交通系统带来了巨大的压力，严重阻碍了城市的进一步发展。而目前城市交通发展中普遍存在运输网络系统落后、公共服务水平低、行业运行监管能力不足等问题。盲目扩宽城市道路以及增加公共交通工具等方式，并不能从根本上解决当前面临的交通问题[1]。大数据网络和云计算技术的崛起为当前的交通难题提供了新的解决思路，而“智慧交通”正是在当前物联网发展基础上提出的新的解决方案。

1.2 概述

智慧交通将物联网、大数据、云计算等新技术整合到整个交通服务系统中，帮助建立一个范围更广、应用领域更全的综合交通体系。智慧交通不仅可以提高交通运行效率、减少交通事故、解决部分环境污染，而且可以促进交通服务体系的信息化、智能化、社会化、合理化建设[2]。有助于高效发挥交通基础设施的性能，提高交通运输系统的运行效率和整体服务水平，为公众的出行提供高效、安全、便捷、舒适的服务。

2 智慧交通总体架构

2.1 系统架构

智慧交通系统整体采用SOA（Service-Oriented Architecture，简称面向服务的架构），是一种粗粒度、松耦合的服务架构。在开放性上，服务之间可以通过简单、精确定义的适配器进行通讯，不涉及底层编程适配器和通讯模型。在兼容性上，系统设计具有良好的互联、互操作和升级能力，可做到各系统无缝功能的开放性扩展。在性能上，可根据需求进行纵向和横向的功能扩张，具有较强的系统安全性和灾难恢复能力。在安全性上，系统设备选用目前的主流产品，可以保证系统的高质量和高稳定性，能够在恶劣的环境下正常工作。系统各个部分设计故障警报及处理方案，以保证系统的快速恢复性[3]。

从图1中我们可以看出，智慧交通系统包括公共数据与服务支撑平台、交通类智慧应用子系统、共享数据库三大板块。

2.2 核心模块功能

公共数据与服务支撑平台是整个智慧交通系统的核心，主要实现不同应用子系统之间的资源共享和业务协同，不仅可以避免交通子系统重复投资建设、资源浪费，而且还可以支撑智慧交通系统正常持续的运行和管理。智慧应用包括交通管控、路边停车、电子站牌、移动执行、交通诱导、路况监控等各类子系统。各应用子系统拥有独立的数据库，且可以与公共数据与服务支撑平台的数据库进行数据交换服务。共享数据库存储了整个智慧交通系统的所有数据，响应速度快、支持多种数据格式、处理能力强，可实现全天候的数据交换服务[4]。

公共数据与服务支撑平台的功能主要体现在3个方面：一是作为智慧交通各子系统公共数据进出的通道，可以实现整体系统内公共数据的交换、清洗、整合和加工等服务；二是帮助实现系统内公共数据的组织、编目、管理以及应用绩效评估等任务；三是实现系统中公共数据的共享，为政府专用网络和公共网络上的各类交通子系统，提供共享数据库的数据服务、时空信息承载服务以及基于数据挖掘的决策知识服务等[5]。

3 公共数据与服务支撑平台设计

3.1 平台数据处理流程

公共数据与服务支撑平台侧重于在各个系统之间的数据交换与共享、二次分析挖掘，以及提供运营指挥系统前端界面化的展示数据。平台围绕数据交换而设计，重点发挥的是数据采集与传输，以及业务响应服务，由数据采集与交换平台、数据管理平台、数据服务平台、前端应用平臺4个子平台组成。

数据采集平台对各子系统的每一次数据交换请求，计算与数据报特征相匹配的数据路由，按照路由的定义顺序调用相应的数据处理服务，以此来达到数据库之间数据信息的共享传递。数据交换平台能够处理内部不同业务系统间、内部与外部单位之间各种业务系统间的信息交换，顺应了信息共享发展趋势。

数据管理平台是整个公共数据与服务支撑平台的核心，由元数据存储和数据仓库两个部分组成。元数据存储是从各业务系统获取相关数据后以原始的数据信息进行存储，而数据库不能识别的数据格式需要进行转换，从而符合数据库存储标准。数据仓库部分则是基于各业务系统元数据的基础，对数据进行校验、清洗、转换、归档等操作。这部分操作需要对数据的有效性进行鉴定，对符合要求的数据根据数据模型标准按照主题域进行归档，保存至数据仓库的物理存储结构。

数据服务平台由用户统一身份认证管理和接口服务系统两个部分组成。统一身份认证通过集中管理不同子应用的用户身份存贮方式和认证方式，实现用户在所有子平台中身份一致，子应用不需要再额外的浪费资源去关心用户的身份认证过程。接口服务系统根据要求设计符合国家计算机行业技术标准的接口信息，实现平台独有的数据、时空信息承载、专题数据挖掘等一系列服务功能。

前端应用平台主要围绕数据分析、报表、查询、数据挖掘以及各种基于交通管理数据存储技术为主题开发的一系列应用。

3.2 平台技术要求

作为一个中小型规模城市智慧交通系统的核心，公共数据与服务支撑平台在以下几个方面有着很高的技术要求。

（1）平台通过交换系统从各个离散的子系统中获取路况、地理空间、违停执法、流量监控等交通数据，依次经过数据比对、清洗等技术手段处理后，存入智慧交通公共数据库中。

（2）平台依托元数据、交换数据、安全数据和管理数据等支撑数据，实现对公共数据库的有效管理。同时通过对数据库服务的封装，发布对应的接口规范，以标准接口服务方式实现交通类智慧应用对智慧交通公共数据库资源的访问。

（3）通过集成第三方提供的时空信息承载、专题数据分析及挖掘等服务组件，提供给各种交通类智慧应用统一的接入方式。同时也提供给应用开发商接口服务，支持开发者将平台提供的服务集成到自己的业务系统，以及开发基于公共信息平台的应用系统等。

（4）平台提供优惠管理、系统管理、应用管理及日志管理模块功能，以接口的方式对外提供服务，满足其他模块的功能开发。按照标准统一性原则发布平台的接口与服务，为实现不同平台之间的互联互通奠定了坚实的基础。

4 结语

智慧交通是智慧城市体系中最重要的部分之一，通过将先进的计算机科学、大数据云计算、人工智能等技术进行整合，以城市发展需求为导向，努力推动智慧城市的发展与建设。智慧交通公共数据与服务支撑平台作为维持各平台之间联系的桥梁，起着信息资源共享、多功能业务协同合作的作用。不仅可以强化城市综合信息服务、提升交通整体运行效率，还可以创新行业运行管理新模式，优化行业监管与科学决策。

参考文献

[1] 李艳平.近五年国内智慧交通研究综述[J].中国高新技术企业，2016（7）：9-10.

[2] 邓玉勇，李璨，刘洋.我国城市智慧交通体系发展研究[J].城市，2015（11）：68-73.

[3] 王雅琼，杨云鹏，樊重俊.智慧交通中的大数据应用研究[J].物流工程与管理，2015，37（5）：107-108.

[4] 张新，杨建国.智慧交通发展趋势、目标及框架构建[J].中国行政管理，2015（4）：150-152.

[5] 陈琨，杨建国.智慧交通的内涵与特征研究[J].中国交通信息化，2014（9）：28-30.