美国协同式智能交通运输系统的服务领域及服务功能

2020-12-29 09:46:02 来源：its114.com 作者：王少飞等评论：人

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基金项目：交通运输部公路工程行业标准制修订项目（交公路函〔2019〕427号）；重庆市技术创新与应用示范（产业类重点研发）项目（cstc2018jszx-cyzdX0064）

摘要

美国是国际上智能交通运输系统技术最为先进、产业最为发达的国家，其对智能交通运输体系架构构建极为重视。在体系架构中，服务领域和服务包是最为重要的内容之一，本文全面介绍了美国国家智能交通运输体系架构服务领域的演进，以及协同式智能运输系统的12大服务领域、141个服务包，其在整体性能、发展理念和技术层面都有极高的借鉴价值，为我国修订完善相关标准规范提供了很好的参考。

关键词：美国；协同式智能交通运输系统；服务领域；服务包

美国是国际上智能交通运输系统(Intelligent Transportation Systems)技术最为先进、产业最为发达的国家，在全球范围内属于第一梯队，其对智能交通运输体系架构构建^[1^-2^]和产业发展规划^[^3-4^]极为重视。

在参考体系架构中，服务领域(Service Area)和服务包(Service Packages)是最为重要的内容之一^[^5-6^]，本文详细介绍了美国国家智能交通运输系统体系架构(V7.1)、网联汽车参考体系架构(V2.2)和协同式智能交通运输参考体系架构(V8.3)中服务领域的演进，为我们进一步完善中国智能交通运输系统的用户服务提供了很好的参考和借鉴。

2017年6月，美国交通运输部发布了《协同式智能交通运输参考体系架构》（Architecture Reference for Cooperative and Intelligent Transportation，ARC-IT^[⁷^]。ARC-IT（V8.0）是对国家智能交通运输系统体系架构（National ITS Architecture）的重大升级，其将国家智能交通运输系统体系架构（V7.1）和网联汽车参考体系架构（Connected Vehicle Reference ITS Architecture （CVRIA），V2.2）进行了全面整合，形成涵盖所有ITS应用（含网联汽车应用）的统一框架，并于2019年10月更新至8.3版。

从表1可以看出，ITS服务领域从8个扩展为12个，新增“支持”和“可持续交通”2大服务领域，凸显了信息安全、绿色交通的重要性；同时将“停车管理”和“气象”从原来的服务领域中独立出来，表明在机动车保有量不断增加、机动化出行比例日益提高的大背景下，这2大服务的地位在不断提高。

表1 美国ITS服务领域的演进

ARC-IT（V8.3）仍然保留了服务包的概念。所谓服务包，是表示物理视图的一部分，这些物理视图处理特定的服务，如交通信号控制。服务包将若干不同的物理对象（系统和设备）及其功能对象和提供所需服务的信息流汇集在一起。ARC-IT（V8.3）服务包可按照服务领域和服务类型两种方式进行划分，分别见表2和表3（由于表2/3文件过大，如需获取完整表，请点击以下链接自助获取：

https://pan.baidu.com/s/1UsvvGqz6kWo_MyKVceq0Jw 提取码: nuz2

ARC-IT（V8.3）的服务包的数量已达到141个。其中，交通管理、商用车运营、公共交通运输、车辆安全4大领域服务包的数量位居前四，体现出上述4大服务领域在ITS中的重要地位和作用。

1 商用车运营

商用车运营服务领域有19个服务包。该领域涉及商用车队效率、安全性、运营等管理以及货运管理，其包括加国家和其他管辖范围内物流授权过程的活动；加快货物的多式联运以及在运输公司、车辆、驾驶员之间和驾驶员之间交换信息的货运车辆操作行为；以及在某些情况下，加强货物运输业务和管理。

2 数据管理

数据管理服务领域有2个服务包。该领域涉及数据的管理，部分或所有运输机构和其他组织可以使用这些数据来支持运输规划、性能监测、安全分析及研究；从检测器和传感器、网联汽车和运营管理中心采集数据。

3 维护和施工

维护和施工服务领域有9个服务包。该领域涉及对道路物理状况及其相关基础设施设备的监测、维护、改进和管理，以及开展这些活动所需的可用资源。该区域还包括工作区管理和安全，以及向其他运营管理中心报告维护和施工活动。

4 停车管理

停车管理服务领域有6个服务包。该领域涉及停车业务的管理，包括空间管理和停车电子支付；该区域支持所配备停车设施之间的通信和协调，以及停车设施与交通运输管理系统之间的区域协调；包括监控和管理停车位、停车场、车库、其他停车区和设施以及装卸区。

5 公共安全

公共安全服务领域有14个服务包。该领域涉及公共安全机构对运输网络中的紧急情况或事件的管理，包括相关危险品运输管理；其涵盖公共安全（警察、消防和紧急医疗服务）机构，使用紧急管理服务来改进其对紧急情况的反应；该领域还讨论了应急行动中心如何与交通和公共安全机构互动，以支持对灾害的反应和消除对交通网络的影响。

6 公共交通运输

公共交通运输服务领域有18个服务包。该领域涉及公共交通的管理、运营、维护和安全，使其能够及时有效地提供公交服务，向运营商和用户提供运营信息，包括多式联运信息；该领域包括固定路线和需求响应系统，以及由运输机构运营的客运铁路系统。

7 支持

支持服务领域有13个服务包。该领域用于监控、维护和管理连接的车辆系统，包括中心、现场设备、车辆和出行者设备；此外，它还涵盖了网联汽车环境中通信的安全性和隐私性，以及支持其全方位ITS服务的基本服务，如位置和数据分发。

8 可持续出行

可持续出行服务领域有10个服务包。该领域涉及运输系统的运行对环境影响降至最低；在交通便利性、机动性、人身安全和环境保护之间取得平很；其涵盖了交通系统的各个方面，从优化交通信号灯、匝道检测设备到管理HOV/HOT车道、监测车辆排放和管理车辆充电站

9 交通管理

交通管理服务领域有23个服务包，在12大服务领域中的服务包数量最多。该领域负责管理整个交通网络中各类车辆、旅客和行人的活动；其涉及地面运输系统的信息收集、传输和处理；既包括自动监测和控制活动，也包括处理运输网络上实时事件和其他干扰的决策过程（包括自动和手动），并根据需要管理交通需求以保持整体机动性。

10 旅行者信息

旅行者信息服务领域有7个服务包。该领域涉及在用户出行之前和出行期间向用户提供有关交通网络的静态和动态信息；其包括关于多模式选择和转移的信息，以及供用户使用的其他运输模式的状态；该领域还包括通过车内设备直接向驾驶员提供静态和动态标志牌信息。

11 车辆安全

车辆安全服务领域有17个服务包。该领域涉及自动驾驶汽车、网联汽车和普通汽车的车辆安全。其重点是通过向用户发出警告和提供协助或为车辆的运行提供指令，提高车辆运行的安全性和效率。

12 气象

气象服务领域有3个服务包。该领域涉及监测和告知出行者、交通运输管理管理人员有关影响道路运输网络的天气和环境条件。

从ARC-IT（V8.3）服务领域和服务包中，我们可以看出：

（1）从整体角度而言，美国的新一代ITS更加强调车、路、通信的深度融合和协同运行，即从原有的ITS上升为协同式ITS。

（2）从发展理念来看，美国的新一代ITS更加突出对绿色交通、安全交通和综合交通的支撑作用，包括生态驾驶、道路照明、应急管理、多式联运、多模式出行，等等。

（3）在技术层面来说，美国的新一代ITS强化了物联网、大数据、移动互联网、V2X等新一代技术的应用。

近年来，我国学者针对新一代智能交通运输体系架构和用户服务也开展了一些研究工作^[^8-10^]，具有较好的研究基础，下阶段应在充分借鉴美国先进经验的基础上尽快修订国家标准GB/T 20607-2006《智能运输系统体系结构服务》^[¹¹^]，推动我国智能交通运输系统的创新发展。

参考文献