语义网格与智能交通

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1、第一章语义网格与智能交通随着社会对交通运输的需求日益增加，交通运输问题已经在不同程度上制约着不同国家和地区的经济发展。智能运输系统（ITS）是一个跨多领域、多学科和多部门的交通服务综合管理平台，它把信息技术、通信技术、控制技术、传感器技术有效地集成应用于交通运输系统，使交通运输产业发生根本性的变化，进而成为世界交通行业研究与开发的热点。随着交通现代化建设的不断推进，各种数字化软硬件装备，如各种交通控制系统与数据库、车载信息系统、路面传感器、交通监视系统、地理信息系统、各种手持嵌入式设备等，在各大城市中大量部署和使用。充分集成现有交通系统中的软硬件装备,消

2、除“信息烟囱”和“数据孤岛”，是实现交通信息资源共享的迫切需求。改变传统的封闭孤立的交通系统软件开发模式，提供面向共享的交通应用软件开发框架和基础组件对于改变交通信息化重复建设现状、节约开支也具有意义。交通信息化建设的终极目标是要实现数据在任何软硬件设备、人之间的自由流动、主动分发和动态集成。要解决上述问题和挑战，需要提供一套完整的信息集成共享方法、一个高性能的网络基础架构、此外还需要一套崭新的信息集成平台和工具软件。网格技术和语义Web技术为解决前述问题提供了新的契机。网格技术所解决的核心问题是：“动态虚拟组织（VirtualOrganization）

3、中的资源协同共享（CoordinatedSharing）与问题求解（ProblemSolving）”。语义Web技术是一项面向数据共享与集成的重要技术，其首要目的是要通过明确的、规范化的描述数据的语义来来更好的帮助计算机与人之间进行数据交互和信息共享，并支持实现资源的智能发现、数据的直接交互与业务的无缝集成。为了提高ITS系统开发和部署的标准化程度，使得各系统之间具有良好的互操作能力和集成能力，各国政府研究制定本国智能运输系统体系框架（NationalITSArchitecture）。智能运输系统平台框架决定了系统如何构成，确定了功能模块以及模块之间的通

4、信协议和接口。然而，智能运输系统框架并没有涉及ITS中的异源数据的语义集成、动态服务流程的管理、子系统的协同工作、海量数据的存储与分析、信息的交换与共享等关键问题。因此，提供一个面向ITS的综合服务管理平台，以解决上述关键问题，是智能运输系统发展的当务之急。网格技术为构建ITS综合服务管理平台带来契机。网格由网络连接起来的各种自治资源和系统组合起来，以实现资源共享、协同工作和联合计算，为各种用户提供各类综合性服务。利用网格技术构建面向ITS的综合服务管理平台，实现异源数据的语义集成、动态服务流程的管理、子系统的协同工作、海量数据的存储与分析、信息的交换与

5、共享，将为ITS领域的发展带到一个崭新的高度。本章还介绍了应用于中国长江三角洲地区ITS的语义网格平台DartGridII，以及。1.1背景交通拥挤和事故是世界各国面临的共同问题。无论是发达国家，还是发展中国家，都毫无例外地承受着不断恶化的交通的困扰。解决交通问题的直接办法是修建道路。但无论是哪个国家的大城市，可供修建道路的空间越来越小。另外，交通系统是一个复杂的大系统。单独从车辆方面考虑或单独从道路方面考虑，都很难完美地解决交通问题。在此背景下，把车辆和道路综合起来系统解决交通问题的思想就油然产生了。这就是智能交通系统ITS(IntelligentTr

6、ansportSystem)。智能交通系统是目前世界交通运输领域的前沿研究课题，指利用先进的信息通讯技术，形成“人-车-路”三位一体的系统，从而大大提高道路交通的安全性、运输效率、行车的舒适性以及有利于环境保护的道路交通系统(ITS系统概念图见下图)。发达国家提出并执行了一系列研究计划，其核心是针对日益严重的交通需求和环境保护压力，采用信息技术、通信技术、计算机技术、控制技术等对传统交通运输系统进行深入的改造，以提高系统资源的使用效率、系统安全性，减少资源的浪费和坏境污染。目前，世界上公认的ITS智能交通系统的定义是：采用电子计算机技术、电子技术和现代通

7、讯技术，使车辆和道路智能化，以实现安全快速的道路交通环境，从而达到缓解道路交通拥堵。减少交通事故，改善道路交通环境，节约交通能源，减轻驾驶疲劳的功能。近20年的研究表明：实行ITS，可以使道路的通行能力提高二至三倍。车辆在智能道路上行驶，停车次数可以减少30%，行车时间减少13%至45%，交通事故可以成倍地减少。概括地说，研究ITS的主要动力有如下几点(见下图)：1.2国际上ITS发展状况ITS迅速发展。自20世纪80年代末以来。日本、美国和西欧等发达国家竞相投人大量资金和人力。开始大规模地进行公路交通运输智能化的研究试验。试图充分利用电子技术、信息技术

8、和通信技术使交通运输系统从本质上智能化，ITS已成为道路运输系统实现信息化的主要