交通区域协调联动控制与一体化服务研究

陈乙利

（深圳榕亨实业集团有限公司）

1 交通区域协调逻辑结构

交通区域协调与联动控制系统设计体系结构时，系统体系结构具有覆盖区域与城市相结合的特点，以及区域系统服务区域交通、城市系统服务城市交通的特征。

采集通信层：数据采集功能可对各信息系统进行有效集成，实现信息共享。集成的信息主要是从相关业务系统获取的数据，接入的系统主要包括：交通诱导信息显示屏系统、信号机控制系统、激光/毫米波雷达系统、行人检测系统、5G网络系统、车载定位系统、停车场出入口管理系统等。采集的信息包括停车场车辆入场时信息、车位引导循迹信息、出口引导循迹信息、盲区行人预警信息、障碍物预警信息、假人假车测试信息、限速与危险道路提示信息等。

中间件层：为平台业务应用提供网络资源、计算资源、存储资源、大数据等技术支撑，主要包括虚拟化资源池、大数据资源池、GPU计算池、云计算、大数据及人工智能等。同时组织及存储各类平台需要的基础信息、静态信息、动态交通信息、业务过程和结果信息以及系统自身的用户权限等信息，提供数据汇聚、数据接口、数据质量管理等服务，为上层业务应用提供数据存储、管理、整合、分析、查询等服务。

应用层：通过对采集上传的各类交通、车辆信息，按照统一的规则、控制策略和算法进行相应的数据处理和交通信息的发布，实现考试场景、测试场景、接驳场景的应用，通过大屏、桌面或手持终端进行展示，并完成与市级车辆监管平台、政府平台、车辆运营商平台的信息互联。应用层功能包括考训管理、MEC管理、车辆监测系统、测试应用、APP、测试场管理应用、数据统计分析、数据中心、运维管理、基础应用，以及数据接口、外部数据对接等。原有的方法学并不能解决信息服务概念的引入带来的解决方案，并且服务是水平方向的概念，而不是垂直方向的概念，在服务分析与设计的过程中，需要处理服务和现有方法学的关系。因此，覆盖区域与城市相结合的模式，既服务于区域交通、又服务于城市交通，符合区域交通和城市交通外部与内部相结合的创新模式要求。

2 协调联控架构模型建立

以某地交通区域化面向交通服务的建模和架构设计为例，分析面向服务的交通联调系统架构任务和研究方法。主要需要业务流程采集和各路数据的录入，其中包含路侧感知数据接入、视频数据和雷达数据接入，系统实时接入路侧监控视频数据和路侧雷达点云数据，为行人/车辆数据的感知融合分析提供实时数据源。信号灯数据接入，系统通过信号机系统实时接入路口信号机相位、倒计时等信息，为车端信号灯信息推送提供实时数据源[1]。感知数据融合分析程序将行人监测数据融合分析实现MEC将接入的微波雷达和视频数据进行分析，得出结构化结果数据，目标物体位置(基于地图坐标系的绝对位置)，目标物体速度，目标物体大小，目标物体航向角(基于地图坐标系的方向角度)，RSU数据通讯模块，RSU数据通讯模块实现MEC根据车用通信协议对V2X信息进行封装，并向RSU推送。

路侧安全信息数据推送，对于行人/车辆检测融合数据，系统实现将实时融合数据通过推送至RSU，由RSU转发至车端，为车端提供路侧安全信息，保障测试车辆正常安全行驶。同时MEC通讯模块将路侧安全信息数据推送至中心平台进行存储，供科研分析使用。信号灯状态，MEC对接信号灯系统采集实时相位状态和倒计时信息，通过RSU转发至车端，为车端提供路口信号灯信息，保障智能网联车辆正常安全行驶。

高精度地图推送，对于高精度地图数据，MEC定时从中心平台高精度地图服务器同步路口区域地图，并推送至RSU，由RSU转发至车端，为车端提供地图导航服务，保障测试车辆正常安全行驶。

区域化交通联控业务组件模型是业务领域分解的输入之一，区域化交通联控业务组件模型是一种业务咨询和转型的工具，它根据业务职责、职责间的关系等因素，将业务细分为业务领域、业务执行层和业务组件。

AVP&APA管控模块系统结合高精度地图、高精度定位系统、场端物联网设施设备，对智能网联车辆的AVP&APA流程进行管理控制。入出场管控系统对出入口电子标签读取器进行监听，当检测到测试车辆行驶至闸机口时，通知闸机系统升起栏杆后，同时通过RSU向车端发送抬杆状态。

3 交通区域协调联动控制与一体化服务设计

交通区域协调联动控制与一体化服务系统的设计为整个软件的基础应用做架构设计，用于支撑具体的业务应用，或给各业务应用提供公共服务调用功能。基础应用包含提供统一的登录门户，根据用户权限加载对应功能模块。根据不同用户提供个性化的权限设定，提供统一的用户管理，可进行新建、删除、修改操作，支持各类业务场景下的审批流程配置，对各类操作进行日志记录并可进行查询审计，系统内建立相关加密解密服务，确保信息安全，接入运营短信服务接口，提供短信通知服务，根据业务场景需求采用不同方式通知消息到指定人员。

主要展现数据流图、数据流描述框架、框架流描述列图、实体关系图等对智能交通系统体系结构加以描述。面向过程的设计方法是一种线性过程，按照系统内部信息转化、传递的关系，以数据为中心，自上而下地逐步细化进行系统功能的分解与设计，最终设计出满足用户需求的物理模型。与面向对象的设计方法一样，面向过程的设计方法的主要步骤可以分为制定用户服务、制定逻辑结构框架以及制定物理框架三个主要部分。

3.1 区域协调联动控制功能模型形式

设计交通区域协调联动控制与一体化服务采用面向对象的方法，需要建立三个紧密相关的模型，包括描述系统静态结构的对象模型、描述系统控制结构的动态模型以及描述系统计算机结构的功能模型。

统一门户：通过单点登录技术，建设统一服务门户平台，可将系统内的各个应用系统入口统一集中在同一门户下，根据用户权限加载对应模块，并加载与用户匹配的消息推送，任务推送。

权限管理：系统可以按照功能模块为系统管理者、使用者、操作者、维护者进行个性化的权限设定[2]。权限管理功能包括：

页面访问授权：页面级授权管理，可控制不同用户对页面的访问权限。

功能操作授权：按钮级授权管理，可控制不同用于对页面上按钮的访问权限。

新建用户：管理员通过本功能模块，新建一个用户，信息应包含用户名、姓名、描述、密码等。

删除用户：管理员通过本功能模块，将一个用户的所有信息删除。

修改用户：管理员通过本功能模块，修改用户信息，用户通过本功能模块，修改自己的密码。

选择群组：建立用户和群组的归属关系，用户属于群组，一个用户可以归属于多个群组。

查看群组信息：查看用户所具备的各项信息，包括用户本身的信息，与其他对象所关联的信息等。

3.2 交通一体化服务信息发布的顺序图

顺序图显示对象如何通过交互来执行部分或全部用例的行为，一个或多个顺序图可以阐述用例的对象交互。

顺序图典型的组织方式是：流程引擎服务，支持各类业务场景下的审批流程配置，工作流设计页面可视化，并可查看历史版本。功能包括：流程管理、流程设计、流程跟踪。

日志审计：系统内各类操作都要进行日志记录并可进行查询审计。功能包括可视化管理页面，查看设备的状态、日志数据的信息、集群状态信息等。

日志状态：查看相关索引、日志字段、字段类型、数据容量等信息。

日志搜索：根据不同参数查询日志数据。日志内容包括操作人、操作时间、操作模块、操作内容。

3.3 服务联控交通信息协作

区域化交通联控发布的协作为提高车辆测试业务数据的安全性和保密性，系统通过加密算法转换、附加密码或加密模块等方法实现对MEC和中心平台的通信数据进行双向加密，起到对测试业务数据信息安全保护的作用。通过有线/无线协议对边缘计算设备进行本地组网，实现边缘侧信息共享。实现在靠近数据源头的网络边缘侧就近提供边缘智能服务，满足实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。同时它实现了在靠近数据源所在的本地区网内运算，尽可能地不将数据回传到云端，减少数据往返云端的等待时间和网络成本，减缓网络带宽压力，提升业务处置能力。通过平台实现人、车、路等智能信息交换共享，推进智能网联汽车快速发展。平台将支撑智能网联汽车相关业务的开展，为体验和监控数据的存储、分析、应用开发、平台管理和系统监控提供硬件和软件的支撑。基于智能网联与智慧道路、智慧园区信息安全态势感知技术，实现信息化、智能化和网联化的人、车、路和交通环境数据的实时汇聚、集成管理和共享服务技术，支持多种通信制式V2X数据信息的接入，基于多源多维智能网联汽车与智慧交通数据的综合分析、挖掘应用。对于每个用例实现，可能有描绘其参与类的一个或多个类图，系统设计对每个用例实现识别出了具体的类和接口，并按照MVC设计模式，对各个参与类定义属性和方法，结合具体实现技术对类的属性和操作进行了定义。可以将类图组织成包（并由包所拥有），显示特定包中的相关内容。除了表示类、属性和职责，类图中还必须对类之间的关系加以描述。

4 结语

本次研究交通区域协调联动控制与一体化服务研究从系统设计理念、集成方式方法等方面进行了创新，系统在城市联动控制与一体化服务引入动态交通信息，建立战略系统将智能化多种技术手段融入到城市交通在线监测、运行评价、交通解决方案选择以及交通建设决策中，提高科学性和整体效率。系统改变传统交通规划封闭、静态的工作流程方法应用交通硬件系统、通信与网络传输交换系统、传感与综合数据采集系统应用于一体化联动控制管理过程中，实现了跨学科应用的系统集成创新。

系统改变传统交通规划封闭、静态的研究方法，建立基于实时、连续交通信息采集和处理的交通规划技术，实现基础数据采集的现代化、自动化。系统不仅在调查研究、寻求解决方案、决策三大流程中融入了智能化技术手段，而且改变了以往决策阶段人工操作评价模式，引入了智能联动控制与一体化服务理念，实现交通规划方案生成的定量性、科学性。利用先进的联动控制与一体化服务技术，实现多种方式的交通信息发布，为运输企业和公众提供所需的交通信息，引导合理的交通行为，优化交通运输结构。建立基于实时交通信息采集和处理的交通规划、建设、管理技术及流程，实现基础数据采集的自动化交通区域协调与联动控制系统是基于海量实时动态交通信息决策支持和智能仿真平台一体化建设的跨学科、跨领域的复合型大系统区域化交通联控建模“大数据”的良好应用和验证。