隨著城市化、機動化進程的加快，交通擁堵、交通 事故和環(huán)境污染等問題越來越突出，已成為制約城市發(fā)展的主要瓶頸之一。國內外實踐表明，大力發(fā)展智慧交通是緩解城市交通問題的有效手段。智慧交通是將先進的信息技術、數據通信技術、傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成，并應用于地面交通系統(tǒng)，從而建立起大范圍內發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸系統(tǒng)。

本文借鑒了國內外智慧交通發(fā)展經驗，結合國內 城市交通的特點和客觀實際，對智慧交通頂層架構進 行了深人研究，搭建了智慧交通建設總體架構，詳述 了智慧交通各應用系統(tǒng)間的接口和數據交互，為智慧交通建設的不斷推進和完善以及可持續(xù)發(fā)展提供了依據，具有重要的現實意義。

一、智慧交通建設內容

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1.1頂層架構設計方法和原則

1.1.1設計方法

通過背景分析、需求分析、架構分析、方案細化、組織保障分析等幾個步驟進行頂層架構設計。

背景分析。分析智慧交通發(fā)展環(huán)境、國內外智慧交通發(fā)展情況以及智慧交通關注焦點。

需求分析。通過對服務對象及責任單位的充 分調研，切實從民生、政府的需求出發(fā)，明確需求、范圍、目標及業(yè)務協同。

架構分析。對標需求分析結果，確定技術路 線，制定頂層目標架構，逐步整合演進。

方案細化。細化頂層架構各層面建設內容，明確應用系統(tǒng)間的交互信息。

組織保障。明確管理機構及管理機制，為后期項目的實施運營提供保障，提倡管理與制度以及標準體系的創(chuàng)新。

1.1.2設計原則

總體遵循需求導向性、定位科學性、技術成熟性、 系統(tǒng)集成性、體制協調性、政策有效性原則。以解決核心技術與關鍵技術的實際應用和服務出行者為重點，以各種智慧交通應用系統(tǒng)為依托，以海量數據分析與挖掘為手段，進行智慧交通頂層規(guī)劃、項目建設、產品開發(fā)和應用研究，切實滿足城市社會公眾、管理者和相關企業(yè)的需求。

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1.2智慧交通總體架構

智慧交通建設包含多個應用系統(tǒng)，通過信息采集、 網絡傳輸、信息處理實現對交通管理、交通服務的支 撐。本文提出了一種可裁剪的智慧交通總體架構，由 接人終端、網絡層、數據中心層、應用層、信息發(fā)布層、 服務中心、運營管理保障體系、信息安全保障體系和標準規(guī)范保障體系等構成。

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1.3應用層方案

本文根據已實現和潛在的智慧交通應用提煉出包括交通丁具信息監(jiān)控系統(tǒng)、基礎設施監(jiān)控系統(tǒng)、交通智能調度系統(tǒng)、基礎信息系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、出行信息服務系統(tǒng)、樞紐綜合管理系統(tǒng)、客運聯網售票系統(tǒng)、路網中心、應急處理系統(tǒng)和電子政務平臺等11個應用系統(tǒng)，每個應用系統(tǒng)包含若干子應用。應用系統(tǒng)總體方案及其接口關系如圖1和表1所示。

交通丁具信息監(jiān)控系統(tǒng)包括交通工具監(jiān)控采 集子系統(tǒng)、交通路況監(jiān)控子系統(tǒng)、交通信息綜合查詢子 系統(tǒng)、交通信息監(jiān)控顯示子系統(tǒng)、C卡交易子系統(tǒng)。

基礎設施監(jiān)控系統(tǒng)包括公路狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)、 橋梁狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)、隧道狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)、航道狀態(tài) 監(jiān)控子系統(tǒng)、氣象監(jiān)測子系統(tǒng)、基礎設施監(jiān)控顯示子系統(tǒng)、基礎設施綜合查詢子系統(tǒng)。

交通智能調度系統(tǒng)包括交通燈智能控制子系統(tǒng)、公交車電子站牌管理子系統(tǒng)、智能停車誘導子系統(tǒng)、智能收費子系統(tǒng)、公交車管理調度子系統(tǒng)、出租車管理調度子系統(tǒng)、船舶管理調度子系統(tǒng)、物流管理與服務子系統(tǒng)、車輛輔助駕駛子系統(tǒng)。

信息查詢子系統(tǒng)。

基礎信息系統(tǒng)包括交通地理信息子系統(tǒng)、基礎 設施信息子系統(tǒng)、駕駛人員及交通工具信息子系統(tǒng)、路網信息子系統(tǒng)、應急處理信息子系統(tǒng)、行業(yè)信用子系圖1應用層總體方案統(tǒng)。

輔助決策系統(tǒng)包括公路交通運行情況分析子 系統(tǒng)、航道交通運行情況分析子系統(tǒng)、基礎設施維護評 估子系統(tǒng)、路網維護情況分析子系統(tǒng)、停車場使用情況 分析子系統(tǒng)、出行服務系統(tǒng)效果分析子系統(tǒng)、電子收費 系統(tǒng)效果分析子系統(tǒng)、客運情況分析子系統(tǒng)，應急處理 情況分析子系統(tǒng)、C出行信息分析子系統(tǒng)。

出行信息服務系統(tǒng)包括公共網站查詢子系統(tǒng)、 移動信息服務子系統(tǒng)、交通廣播服務子系統(tǒng)、情報板服 務子系統(tǒng)、聲訊電話服務子系統(tǒng)、導航服務子系統(tǒng)。

樞紐綜合管理系統(tǒng)包括客運中心管理子系統(tǒng)、 港口管理子系統(tǒng)、公交公司管理子系統(tǒng)、出租車公司管 理子系統(tǒng)、物流公司管理子系統(tǒng)、高速公路管理子系 統(tǒng)。

客運聯網售票系統(tǒng)包括聯網售票子系統(tǒng)、聯網結算子系統(tǒng)、票務統(tǒng)計分析子系統(tǒng)。

路網中心包括路政管理子系統(tǒng)、養(yǎng)護管理子系 統(tǒng)、建設丁程管理子系統(tǒng)。

應急處理系統(tǒng)包括災害預警子系統(tǒng)、災害處理 子系統(tǒng)、交通事故處理子系統(tǒng)、突發(fā)事件處理子系統(tǒng)。

電子政務平臺包括辦公自動化子系統(tǒng)、業(yè)務受 理子系統(tǒng)、投訴受理子系統(tǒng)、信息查詢子系統(tǒng)。
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1.4數據中心層方案

數據中心層包含了基礎數據庫、數據交換平臺、數據處理分析平臺以及云計算中心四大主要部分?；A數據庫集中了多個業(yè)務線條的各類靜態(tài)數據、業(yè)務數據和實時數據，主要包含公路基礎數據庫、港航基礎數據庫、公交基礎數據庫、汽車客運基礎數據庫、出租車基礎數據庫、物流基礎數據庫、交通氣象數據庫、票務管理數據庫、GIS數據庫、C卡數據庫、車輛定位監(jiān)控數據庫、視頻監(jiān)控數據庫、動態(tài)路況數據庫、出行誘導

數據庫、路政數據庫、應急資源數據庫、決策支撐數據庫等，各數據庫通過數據交換平臺和數據處理分析平臺實現交互；數據交換平臺實現數據庫之間的信息交互，滿足，實現信息共享和業(yè)務系統(tǒng)；數據處理分析平臺采用數據挖據、模型分析、數據預測等數據處理、分析方法和手段，優(yōu)化信息，作出決策；云計算中心為數據庫、各平臺提供計算、存儲以及網絡資源。

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1.5網絡層方案

網絡層傳輸主要通過有線網與無線網相結合的方 式實現。有線網主要指光纖網，包括骨干通信專網、政 府部門的專網、租用網絡傳輸商的專線、網絡傳輸商的 有線公眾網。有線網是智慧交通運行的基本通信保障 網。無線網主要是指2G、3G和4G手機通信網、 WLAN、無線集群通信專網、無線傳感網、GPS和北斗衛(wèi)星、廣播電臺。

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1.6終端層方案

根據應用層各應用系統(tǒng)的總體方案，涉及到終端 接人的系統(tǒng)和終端整體方案如表2所示。

    

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1.7服務中心層方案

服務中心是城市交通的綜合運行服務平臺和基 地，主要包括綜合交通信息中心、呼叫服務中心和交通 應急指揮服務中心。

綜合交通信息中心整合各類交通出行服務信息、行業(yè)綜合信息，并通過信息發(fā)布層的各種途徑實時發(fā)布。通過數據中心層和應用層的數據處理推送給綜合交通信息中心的信息主要包括出行規(guī)劃信息、公交信息、出租車信息、長途客運信息、路網信息、路政信息、行車誘導信息、停車誘導信息、航運信息、氣象信息等內容。

呼叫服務中心是用戶與交通系統(tǒng)的交互平臺，通過電話、網絡等手段接人服務中心實現報警、信息提供、求助等需求。

交通應急指揮服務中心借助動態(tài)模擬預測系統(tǒng)、動態(tài)預警系統(tǒng)、應急預案咨詢系統(tǒng)等決策輔助咨詢體系，在異常情況下，實現事件的快速反應處理。

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1.8信息安全保障體系方案

信息安全保障是智慧交通建設的基石，主要包括 完善安全保護制度、安全基礎設施建設、加強災備體系 建設和新安全技術的攻關。完善安全保護制度主要包括以下方面。

實行重要單位信息安全等級保護制度，完善數字認證、信息安全等級測評等丁作機制。

規(guī)范重要數據庫和信息系統(tǒng)的開發(fā)、運營和管理等信息安全丁作。

完善網絡應用的信息安全監(jiān)管體系建設。

完善數字認證、信息安全測評和信息安全等級保護等信息安全制度。

建立重點信息系統(tǒng)的應急安全機制，提高信息安全事件應急處置能力，增強信息基礎設施和重要信息系統(tǒng)的抗災能力。

安全基礎設施建設主要是加快完善密碼管理基礎設施和統(tǒng)一認證服務平臺，全面推廣電子證書在系統(tǒng)中的應用。完善和健全公鑰基礎設施（PKI）和訪問控制與授權管理基礎設施（PMI）的建設，提供操作系統(tǒng)、數據庫和應用系統(tǒng)權限管理與授權服務，規(guī)范權限和證書的產生、管理、存儲、分發(fā)和撤銷，保障用戶合法、安全地使用信息系統(tǒng)。

加強災備體系建設主要是建設異地災備中心，推動關鍵行業(yè)建立災備體系，推進建立重要數據容災中心，掌握信息安全主動權。

新安全技術的攻關主要是突破關于物聯網、云計算、智能處理等領域的信息安全和隱私保護的關鍵技術，加強安全建設力度。

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1.9運營管理保障體系方案

智慧交通中不同應用系統(tǒng)服務對象不同，建設目 標不同，故盈利模式各異。針對應用系統(tǒng)需制定不同 商業(yè)模式，使各子系統(tǒng)的建設更合理，最大化系統(tǒng)價值。

智慧交通服務對象主要是政府、企業(yè)和個人。服務于政府的應用不屬于盈利性應用，可采用政府自投自營的建設模式；服務于企業(yè)的應用屬于盈利性應用，可采用企業(yè)自投自營的建設模式，通過向所服務企業(yè)

收取使用費用實現盈利；服務于個人的應用部分屬于非盈利性應用，部分屬于盈利性應用。非盈利性應用可采用政府自投自營的建設模式；盈利性應用可采用企業(yè)投資建設，政府或企業(yè)運營的建設模式，通過向社會大眾收取使用費用實現盈利。

2、應用案例

本文提出的智慧交通頂層架構方案已在實際案例中得到初步驗證。作為浙江省智慧城市首批試點項目之一的嘉興智慧交通試點項目借鑒了本課題搭建的頂層架構，并結合嘉興當地的交通特征和實際需求對數據中心層和應用層的內容進行了適當剪裁和重新組合，其他層面內容基本不變。嘉興智慧交通試點項目最終采用的頂層架構如圖2所示。
3、結束語

本文針對智慧交通建設，采用自上而下的方式提出了一種可裁剪的總體架構方案，在研究技術方案的同時對運維保障等措施也進行了探討。研究成果已應用于實際案例中，對智慧交通建設有重要指導意義。

在今后的工作中，還將針對各城市的交通發(fā)展現狀及存在問題，采用自下而上的方式對智慧交通總體架構進行裁剪，細化符合城市發(fā)展需求的建設方案。