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解决智能交通管理系统信息共享问题

  引言

  跨系统、跨部门、跨行业、跨地域的综合集成是ITS开发建设的核心特征,信息共享程度是决定ITS系统建设成败的关键,也是保证智能交通系统产品市场形成良性竞争,推动产品进步,有效利用各种资源,提高建设效率的基础。正是基于这种考虑,1996年美国率先推出国家智能交通系统体系框架,确定了智能交通系统的功能和数据流,并以此为基础组织制定了美国智能交通系统的有关标准。此后,建立国家智能交通系统体系框架,以及相应的标准成为通行做法。但是,如何结合国情,完善国家智能交通框架体系,建立智能标准体系切实推进国内的智能交通系统建设和产品的良性竞争是有待深入研究的重要课题。智能交通管理系统作为智能交通系统的重要组成部分,面临着与整个智能交通系统建设同样的问题,本文结合智能交通管理系统的建设实际情况,对开发建设智能交通管理系统,实现数据共享的方法进行了分析、探讨。

  1 数据字典元数据数据元的异同

  数据字典、元数据、数据元是信息系统建设经常使用的概念。其中,数据字典的概念最为宽泛,因此,必须对数据字典的内容加以区分,才能确定数据字典的功能作用。

  从软件管理管理系统建设发展的实际情况看,数据字典的使用往往局限于一个系统的内部,通常是数据和数据库定义的一种记录,主要用于对系统所覆盖业务中的数据概念的定义和约定,包括数据结构和数据库结构说明等在内,用于指导程序开发人员对程序的开发。此时,数据字典主要包括数据项命名、值域约定,来源说明以数据库的结构等。

  系统数据字典应包括以下基本内容:系统名称、数据库名称、数据存贮名称、数据类型、数据存储长度、数据(代码)说明、时间、数据的值域、备注、数据用户等内容。

  简言之,数据字典是系统需求分析和数据库设计的产物,用于统一用户与开发人员、开发人员与开发人员的技术约定,明确系统概念,确定系统功能和定义,提高开发效率,降低开发成本。

  数据元和元数据是用于解决跨系统数据共享问题的,这种系统数据、信息的分立和封闭并不系统设计和建设者的意愿,而是由于客观环境因素影响所致。

  对于数据元和元数据定义是多种多样的,但大多较为晦涩。本质地,数据元类似于语言学中关于语言的不可再分的基本单元“字”意的定义和字形的表达规定,强调字意定义和表达形式的准确性、唯一性,保证其通用性。换言之,数据元是用来解“字”的,这是数据元最基本的任务。由此,数据元的产生作用更强调其领域内的通用性,而这种通用性往往是靠强制使用的特点来保证的。

  元数据则说明的是与数据的来源、数据的使用有关的说明性的应用信息。它所说明的对象往往是数据元的特定组合的某种集合形式,即对数据或数据集的说明。在应用程序中,它需要说明数据的格式、内容、来源、地址等基本内容。简言之,必须回答是什么数据,数据的形式,存放在何处,如何能得到等基本问题。由此可见,元数据和数据字典二者在系统开发过程中概念是可以互换的,但是,必须注意到它们的区别,元数据的跨系统性更强,它体现在元数据涉及的内容上。元数据一般包括以下内容:生产数据的机构名称、机构代码、缩写、主管单位、联系人、联系方式,以及关于数据集的说明等。

  可见,数据共享的基础是数据元和元数据问题。

  2 NTCIP的启示

  NTCIP是美国National Transportation Communications for ITS Protocol的缩写,这里把它译为美国智能运输系统通信协议标准体系,简称美国智能交通通信协议标准。它在很大程度上引导着世界ITS技术的发展。它的发展是以美国国家智能交通系统框架体系为基础的,它突出的特点体现在它所建立的标准的系统性上。

  之所以称NTCIP为标准体系,是因为NTCIP可以简要地划分为三类。一是智能交通系统数据元标准(简称数据元标准);一是智能交通系统信息集标准(简称信息集标准);一是智能交通系统通信协议标准(简称通信协议标准)。这三类标准构成的体系很好地解决了智能交通体系框架中遇到的信息(数据)共享问题。同时,对规范系统开发,促进技术和产品的市场竞争起到和好的推动作用,有效地避免了技术资源的浪费。

  数据元标准,如交通管理数据字典(Traffic Management Data Dictionary);信息集标准,如意外事件管理信息集(Message Set for Incident Management);通信协议标准,如交通管理中心间的通信协议标准(Center to Center Communications Protocols)。 这些标准构成了美国智能交通系统完整的标准体系,覆盖了美国智能交通体系框架中的各个数据流通环节,对美国智能交通系统的建设起到了非常好的规范与推动作用。

  在实际工作中,由于数据元标准和通信协议标准的基础作用,美国智能交通系统标准化组织将数据元标准和通信协议标准的制定放在首要位置。

  实际上,正是受到美国智能交通系统数据元著录系统建设的启发,ISO TC204 WG1 于2001年提出了智能交通数据元著录标准草案。

  在美国智能交通系统通信协议标准,以及ISO/FDIS 14817中,都使用了数据字典的概念。但从这两个字典的定义的内容看,其定义的是智能交通系统中的数据元,因此,在概念上将Traffic Management Data Dictionary译为先进的交通管理系统数据元字典更为准确和贴切,也符合国内标准的使用形式。在不致引起混淆的情况下,简称其交通管理数据字典也是可行的。

  下面是美国交通管理数据字典中关于交通数据的定义实例(TMDD Section 1 Version 1.7 February 20, 2001):

  Descriptive Name: LINK_BeginNodeLatitude_location

  Descriptive Name Context: Manage Traffic

  Definition: Latitude of beginning Node. This is the geographical location of the beginning of

  the Link.

  Class Name: System Management-Traffic

  Classification Scheme Name: IEEE 1489

  Classification Scheme Version: 1.0

  Keywords: Latitude, Begin Node Latitude

  ASN1 Name: Link-begin-node-latitude

  Data Type: Integer

  Representation Class Term: location

  Value Domain: ISO/IEC 6709; microdegrees

  Valid Value Rule: Valid Value Range: VALUE (-90,000,000..+90,000,000)

  Representation Layout: 99999999

  Remarks: This provides a minimum resolution of 10 centimeters which is more accurate than the most accurate base map in an ITS system. Unit changed to microdegrees to match the LRMS specification. V1.7 - Added FADD_ID attribute; revised Class Name, Classification Scheme Name/Version, Data Concept Identifier/Version to reflect harmonization with ITS Data Registry.

  Data Concept Identifier: 50

  FADD_ID: 3001

  Data Concept Version: 0

  Submitter Organization Name: TMDD

  Last Change Date: 2/20/2001

  为了避免与“交通管理”一词的通常内涵和外延发生误解,相关标准应采用“先进的交通管理系统数据元标准”或“智能交通管理系统数据元标准”为妥,其内涵和外延更为清晰、明确。

  在美国的智能交通系统建设中,不仅率先制定了诸如交通管理字典(TMDD)这样的,以定义数据元定义为主要内容的标准,而且于1998年开始了智能交通系统数据元著录系统(ITS Data Registry,ITS DR)的建设和应用。智能交通系统数据元著录系统是一个基于网络的在线的智能交通系统数据元数据库管理系统。

  尽管对美国智能交通系统数据元著录系统也存在争议,但是其发挥的作用也是十分明显的。与单纯的智能交通系统标准相比,智能交通系统数据元著录系统的独特作用主要体现在以下几个方面。一是统一不同标准间的同一概念的定义和表示;二是便于不同标准间的概念、定义的相互引用;三是协调或解决不同标准造成的对同一概念的定义或表示差别;四是方便标准概念定义的使用(Jonathan L. Gifford 2003)。

  3 建立国家智能交通管理系统数据元著录系统

  智能交通管理系统的建设具有跨系统、跨部门、跨行业、跨地域的特点。由于经济发展的区域差别,我国各地的道路交通管理工作的重点也存在差异。因此,对于我国的智能交通系统的开发建设而言,国家智能交通系统数据元著录系统的建设和使用,首先将规范不同地区、不同部门、不同系统的数据定义、数据代码、数据编码大大减少单体系统研发建设的成本,提高系统开发的效率和系统建设的能效,在一定程度上可以实现我国智能交通系统建设的跨跃式发展,避免弯路,为数据共享奠定技术基础。

  因此,应尽快建立智能交通管理系统数据元标准(国家智能交通管理系统数据元字典),并在此基础上参照ISO/FDIS 14817 系统的基本功能要求如下:

  ●数据录入与维护。用户可以通过浏览器/客户端创建、修改、删除、复制、粘贴数据;具有多值属性;列表菜单、预览等;

  ●检索。包括简单和复杂选项;关键字、布尔符号、限制条件等;

  ●显示。包括简单显示、复杂显示选择,显示格式等;

  ●互操作。提供基于XML结构的元数据输入、输出工具;其他方式的元数据输入、输出;提供与其它系统的接口;

  ●系统管理。如系统日制管理、授权管理等;

  4 结语

  信息共享是影响智能交通系统建设成败的关键,应采取切实可行的方法加以解决。

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