智慧交通系统的总体框架体系

交通行业是国民经济的基础产业，大规模推广和应用先进的信息技术（物联网、云计算、大数据、人工智能、无线传感等），能够有效节能降耗，合理配置资源，提高运输效率，从而更广、更快、更好服务于经济社会发展。发展智慧交通，促进“互联网+”便捷交通发展，让人民群众出行更便捷。打破传统的“烟囱式”条块分割，在系统层面做到交通行业信息系统整合和交通数据开放共享。

结合交通行业信息化、智慧交通系统建设及规划项目现状，基于现代信息技术发展，特别是云计算/大数据的参考架构，本文提出了智慧交通系统的总体框架体系，可以概括为“五层三体系”。

“五层”分为基础设施层、数据融合层、应用支撑层、应用系统层和门户层。

“三体系”分别是标准规范体系、信息安全体系及管理制度体系。

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（一）基础设施层

智慧交通系统的基础设施层，主要包括：虚拟化资源池、通信网络和终端设施等。

1、虚拟化资源池

虚拟化资源池的基础设施包括计算资源、存储资源、网络资源以及配套的机房、机架或机柜、供配电、空调、门禁等。贯彻基础设施即服务（IaaS）的设计思想，将包括主机、存储、网络及其他硬件在内的硬件设备虚拟化、云化、池化，形成一个弹性的基础设施资源池，并通过云管理平台进行统一管理和监控。

2、通信网络

智慧交通系统需要的通信网络应该是高度智能化、具有高度柔性和适应能力的网络，包括专用网和运营商网络，覆盖有线和无线网。满足可扩充性和灵活性、具备高安全性、确保服务质量保证(QoS)以及高效的可管理性。

3、终端设施

终端设施的覆盖面较广，是智慧系统的神经末梢，包括数据采集和感知设施、信息发布及执行设施等。

数据采集和感知设施主要分为自采和共享两个方面。（1）自采：主要依靠数据采集设施来采集交通运输数字化信息，包括基础设施数字化信息、交通视频、气象信息、交通流状态、交通事件、交通环境、交通运行管控、船舶、港口、航道、车辆收费、物流信息等动态数据。（2）共享：是指从其他系统平台获取数据。

信息发布及执行设施：包括情报板、广播、电子指示标志、置于服务区等场所的智能屏、微信/微博等公众号以及互联网网站服务等。

（二）数据融合层

支持交通基础数据全局统一的采集、存储和服务，包括数据抽取（清洗/转换/加载）、数据仓库、数据集市，形成结构化数据库和非结构化数据库。结构化数据包括基础数据库、业务数据库、主体数据库等，非结构化数据包括视频、图片、文档等，建立起元数据管理。

建成全面、完善、权威的交通行业基础数据库，实现各应用系统之间信息共享与交换，实现基础数据的综合管理和综合应用，为各级管理机构提供辅助决策支持、为公众交通信息服务提供数据支持，提供了打破传统信息系统的烟囱式布局的有效途径。

建立规范可行的数据采集机制、数据更新机制、数据共享机制，从根本上保证交通数据资源的全面规范采集、及时有效更新、合理共享与交换。

（三）应用支撑层

应用支撑层贯彻工具即服务（TaaS）的思想，负责为智慧交通系统提供必要的开发工具、管理工具、分析工具、工程设计工具以及其他的工具服务。

开发工具包括应用软件开发工具、C/S软件开发工具和B/S软件开发工具，提供统一的平台化系统软件支撑服务，包括服务的定义、注册、管理、发布以及服务控制台等。

管理工具应包括统一权限管理工具，可实施工作流管理工具等。

分析工具应包括机器学习和人工智能算法工具、可视化分析工具、大数据处理工具、数据挖掘工具和预测分析工具等。

工程设计工具应包括三维BIM+GIS集成环境。BIM模型应包含交通基础设施的完整的真实信息，具备信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性。

这些平台服务需要满足云架构的部署方式，通过虚拟化、集群、负载均衡等技术提供云状态服务，并可以根据需要随时定制及扩展。

（四）智慧应用层

智慧应用层包括交通行业的主要业务处理系统。业务处理系统是对业务处理过程进行针对性支持的信息系统，是完成具体工作的工具。工作人员能够使用信息化工具，将交通基础设施作为一种资源进行全方位的管理，也能对交通基础设施维护的全过程提供信息化支撑。

智慧应用系统基于融合的交通大数据和统一的支撑工具，提供交通运行综合监测、应急处置、设施管理与维护、预测分析、行业监管、公众服务及可视化等业务应用，形成业务覆盖全面、重点突出、兼具分析广度和深度的体系化、自动化、智能化的分析应用体系，为交通运输管理者提供科学规划与决策的依据。

在云计算环境下，智慧应用产品的最终表现形式更为丰富多样。在云平台上，软件可以是一种服务（如SaaS），可以是一个WebServices，也可以是一个PC应用或手机应用，更可以是当下流行的微博/微信公众号等形式。

（五）门户层

门户层面向终端用户提供访问智慧交通系统的用户界面，包括内部用户和公众用户。支持包括个人计算机（PC）和移动终端（智能手机、平板电脑等）的多种手段，以及客户端（Client）、浏览器和移动应用（APP）等形式。

信息发布设备包括：设置在交通基础设施沿线现场的情报板、控制中心/服务区的大屏、信息发布网站、移动APP、微信/微博公共号、短信、广播、电子指示标识以及导航地图类第三方互联网应用软件。

（六）信息安全体系

信息安全体系是智慧交通系统安全稳定运行的重要保障和必要条件。依据《中华人民共和国网络安全法》、《信息安全等级保护管理办法》（公通字[2007]43号）和最新的网络安全等级保护2.0标准规定的安全要求，全面评估系统安全威胁对三类受侵害客体的侵害程度，综合确定系统的安全保护等级，在此基础上制定智慧交通系统的信息安全策略，确保信息系统的安全，特别是数据安全。

构建统一的安全平台，实现统一入口、统一认证和统一授权等功能，使智慧交通系统生产流程在受控和受保护的情况下进行，为平安智慧交通系统提供经济、有效的安全服务，保障系统安全运行。

根据《大数据安全标准化白皮书》，保障数据不被窃取、破坏和滥用，以及系统的安全可靠运行，需要构建包括系统层面、数据层面和服务层面的大数据安全框架，从技术、管理和运行等方面多维度保障应用和数据安全。

（七）标准规范体系

交通行业智慧化信息系统标准规范体系主要包括以下几方面：

（1）充分利用现有的ICT（信息通信技术）标准规范体系，包括但不限于通信工程、系统与软件工程、物联网、云计算、大数据、人工智能等方面的标准规范；（2）在充分利用现有标准体系成果的基础上，针对交通行业特点和现有标准体系的不足，加以必然的完善，并补充必要的新标准。

（八）管理制度体系

建立完善的管理制度体系，包括管理制度、管理机构、人员管理、系统建设管理和系统运维管理。安全管理和服务应满足网络安全等级保护2.0对管理方面的要求。

以云计算平台上线正式运行后的常态化安全保障工作为目标，针对自评、测评、审计、检查、加固等各服务环节，建立适合智慧交通系统管理运维的常态化检测和安全服务机制。

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智慧交通系统的建设，不是传统系统那样的“烟囱式”布局，不能依靠设备堆砌方式来实现，而是需要有统一的、开放的、适应技术发展的系统架构。更重要的是思维方式的转变，设计和建设不再以设备为中心，而是以数据、以服务为中心。

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