交通科学数据共享标准规范体系框架研究

交通科学数据共享标准规范体系框架研究3
周紫君　王　辉　林　垚　张　丽
(西北工业大学　西安710072)
摘　要　阐述标准规范在交通科学数据共享工程中的重要作用,系统介绍了交通科学数据共享标准体系框架的结构及主要内容,重点分析体系中主要标准规范的作用及编制思路。

关键词　交通科学数据;数据共享;标准规范;体系框架
中图分类号:G203TP3 文献标志码:A
　问题的提出
1)交通科学数据整合集成离不开标准。

交通领域科学数据分布广泛,类型多样,采集手段各异,并且综合了公路、水运、铁路、民航等多种运输方式,使数据共享工作的展开面临极大的挑战。

数据资源如何分类,如何描述其内容、结构,如何规范数据单元,如何定义数据的特征等问题是在交通科学数据共享工作开展前就应解决的首要问题[1]。

2)交通科学数据共享工程的管理和建设需要标准。

交通科学数据共享工程庞大、复杂,需要投入很多的人力、物力、财力来确保整个工程的合理、有序、高效运行,包括对数据共享的管理,共享系统运行管理,规范系统建设和数据中心建设的程序和方法。

所有这些规章及规范构成了交通科学数据共享工程运行管理机制的重要环节。

3)交通科学数据共享的服务依赖标准。

交通科学数据共享的最终目标是将整合加工的数据资源,通过现代信息技术手段,向社会提供服务。

标准化程度的高低直接决定服务质量的好坏,从数据的采集、加工、存储到数据的汇交、分发、应用,都必须依据标准,自上而下使整个交通行业的数据共享服务规范化,推动和促进科学数据共享的广度和深度。

　交通科学数据共享标准规范体系
框架
交通科学数据共享标准规范体系是在国家及
收稿日期:2008206217
　3科技部国家基础条件平台建设项目(批准号: 2005D KA33100)资助交通领域相关政策法规的支撑下,在科学数据共享运行管理机制的保障下,依据国家科学数据共享工程颁布的一系列指导性标准[223],同时考虑公路、铁路、水运、民航等领域在数据描述、共享系统建设与管理、共享服务等方面的标准化需求综合研究制定的。

标准规范体系框架总体分3个层次,即指导类标准、通用类标准和领域专用标准。

其中通用类标准又分为数据类、管理与建设类和服务类3个类别的标准。

图1　交通科学数据共享标准体系框架图
交通科学数据共享标准规范体系建立原则如下:
1)科学性。

标准化的最基本原则,是采用所述标准的有关应用系统和技术系统安全、可靠、稳定运行的根本保障。

2)系统性。

是标准体系中各个标准之间内部联系和区别的体现,应做到内容全面和层次合理。

3)先进性。

充分利用现有先进技术,积极等同或等效采用国家标准、国际标准。

4)可扩充性。

既要考虑目前的技术和应用发展水平,也要对未来的发展趋势有所预见。

　标准规范体系主要内容
3.1　指导类标准
国家科学数据共享工程中给出的定义是指与
251交通与计算机　2008年第5期　第26卷　总144期
标准的制定、应用和理解等方面相关的标准。

在本体系中,它应能阐述交通科学数据共享标准化的总体需求、概念、组成和相互关系,以及使用的基本原则和方法等。

除包括国家科学数据共享工程中颁布的系列指导类标准之外,还包括《交通科学数据共享概念与术语》等交通领域指导类标准。

3.2　通用类标准
通用类标准是指交通行业在公路、铁路、水运、民航等领域具有共性的标准。

遵循这些标准,能够实现交通各领域数据规范化的定义、描述、加工、整合、存储及交换无歧义理解。

主要通用类标准有:
1)数据类标准。

如《交通运输科学数据共享元数据内容》、
《交通运输科学数据共享数据元目录》、
《交通运输科学数据分类与编码》、
《交通运输科学数据共享数据模式》、
《交通运输科学数据图式表达目录》、
《交通运输科学数据共享数据交换格式》等。

2)管理与建设类标准。

如《交通运输科学数据共享管理办法》、
《交通运输科学数据汇交管理办法》、
《交通科学数据共享网建设规范》、
《交通科学数据共享数据中心建设规范》、
《交通科学数据共享网运行管理规定》等。

3)服务类标准。

如《数据加工规范》、《元数据检索和提取协议》、
《交通运输科学数据质量控制》等。

3.3　领域专用标准
领域专用标准即根据通用标准制定的、满足特定领域数据共享需求的标准,具体反映某领域数据特征的数据类标准,如《公路水运领域共享元数据内容标准》,即可在《交通运输科学数据共享元数据内容》标准的基础上,结合公路水运所拥有的数据资源特征,进行扩展和细化。

　体系中重点标准的剖析
交通科学数据共享标准体系中的各专项标准,以国家科学数据共享工程颁布的系列指导性标准为依据,在深入学习数据共享理论和广泛调研行业资源需求的前提下,借鉴科学数据共享工程中其他试点单位的先进标准编制经验,结合交通领域资源特色,遵循急用先行的原则,研究制定。

从数据分类编码、元数据内容、数据元、数据汇交管理、数据质量控制等方面入手,逐步丰富、完善,满足交通科学数据共享的需要。

4.1　数据分类与编码标准
数据分类与编码标准编制目的在于准确地识别和有效地管理交通运输科学数据,保证其在科学数据共享工程范围内组织、存储及交换的一致性。

交通行业已存在各种各样的分类对象和分类习惯,如何最大程度的统一分类思想,既尊重现有的应用系统和信息系统对交通资源的分类方式和用户的检索习惯,又要兼顾科学数据共享对资源分类的各种要求,最终保证交通领域产生的各种科学数据资源有类可归,是该标准在研究制定过程中面临的一大难题。

交通科学数据资源分类采用线分类法,其中,大类划分为公路、铁路、水运、民航和综合运输。

在每一大类之下划分若干中类,每一中类下划分若干小类,共计43个中类和247个小类,按照国家科学数据共享工程统一的编码规则对各类逐级进行编码。

交通运输科学数据中类的划分主要参考G B/T13745—92《学科分类与代码表》中有关交通运输行业的类目设置,以及《中国图书资料分类法》中类目的设置,对较成熟的类目基本沿用,其他中类类目则根据科学数据的内容特征、行业特点等确定。

而小类的划分以学科分类体系为主要依据,兼顾行业数据的来源、存在形式、形成过程、未来需求和方便检索的原则,力求类目设置完整、数量均衡。

4.2　元数据内容标准
元数据是关于数据的数据,是对数据和数据集合的规范化描述。

交通科学数据共享元数据内容标准定义了完整描述交通领域具体数据或数据集时需要的数据项集合、各数据项语义定义等[3]。

它提供了有关交通运输科学数据的标识、内容、分发、数据质量、参照、数据模式、图式表达、扩展、限制和维护等信息。

交通科学数据共享元数据内容标准在科技部颁布的《科学数据共享工程元数据内容》标准的基础上,在包含其核心元数据的前提下,裁减参考元数据并新建凸显交通资源特征的实体和元素编制而成。

在定义和描述元数据时采用3种方式:摘要表示、数据字典描述和UML图描述[4]。

依据本标准,交通行业各数据资源拥有单位对各自的在线或离线资源进行标引并著录,提交元数据至交通科学数据共享网(以下简称“共享网”)数据管理后台,管理员审核相关元数据内容
351
交通科学数据共享标准规范体系框架研究———周紫君　王　辉　林　垚等
的真实性、可靠性、安全性,经审核合格的元数据给予发布。

目前,交通科学数据共享网已著录元数据2000余条,并将核心元数据提交国家科技基础条件平台,通过资源整合接口,在平台门户上即可跨平台检索到交通科学数据元数据。

4.3　数据元目录标准
数据元是用来描述数据的最基本单元,是数据建模的基本元素,更微观的保障了“共享网”数据资源的共享与交换。

《交通科学数据共享数据元目录标准》解决了“共享网”科学数据资源生产、管理、服务中,相同概念的数据元,由于命名、定义、分类标识、表达格式、数据类型、表示方法等不一致造成的混乱,对内,可作为交通科学数据资源采集、加工、处理环节工作人员的操作规范;对外,可使参与到交通科学数据共建共享的相关责任方,根据本标准对交通科技信息资源进行汇交、分发、服务和应用。

《交通运输科学数据共享数据元目录》在公路水运领域参考行业基础数据元集标准,从中选取部分科学数据共享所需的数据元,但描述方式仍然遵守科技部颁布的《数据元标准化原则与方法》的要求。

铁路、民航领域、部分公路和水运领域的数据元无正式行业标准可依,因此按照自下而上的方法,提取行业现有业务系统、应用系统中的数据元,并梳理领域数据资源,兼顾未来资源整合需求进行数据元目录的编制,最终形成总的交通科学数据共享数据元目录。

总之,《交通科学数据共享数据元目录》的制定,为交通运输科学数据共享工程中涉及的数据元提供了统一标准,保证了相同概念的数据元在语义上的无歧义理解,提高建库质量,促进数据加工的规范化、标准化,推动了交通领域科学数据在各个层面上的集成与共享。

　结　论
1)交通科学数据共享标准规范体系是一个开放的体系,在科学数据共享活动进行过程中,可以根据具体的应用情况,随时补充制定对数据共享的建设、管理、服务等方面有价值的标准或规范。

2)交通科学数据共享标准规范体系是一个动态稳定的体系,它所包含的某些专项标准正处于动态稳定的状态中,需要根据其在共享工程中的应用效果,结合行业技术专家和国家科学数据共享工程标准规范编制专家的意见,不断的进行修改完善,最终达到稳定成熟。

3)构成交通科学数据共享标准规范体系的每项标准,都具有重要的作用和价值。

4)交通科学数据共享标准规范体系建设是一个复杂而漫长的过程。

我国新组建的交通运输部整合了原交通部、原中国民用航空总局的职责以及原建设部的指导城市客运职责,并负责管理国家邮政局和新组建的国家民用航空局。

目前,交通科学数据共享资源对象仅包含公路、铁路、水运、民航4个交通运输领域,今后,交通邮政运输也必将纳入到交通科学数据共享工程范围中。

因此,现有的交通科学数据共享标准规范体系的具体内容,还有待进一步的研究和深化[5],相信随着交通科学数据共享工程的不断推进,必将使交通科学数据共享标准规范体系建设逐步走向成熟。

参考文献
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(下转第130页)
点信号控制实时性的要求,同时整个单点控制系统的软硬件可靠性也得到了提高。

本研究仅着眼于单点自适应信号控制系统的嵌入式设计与实现,在具体模型和算法方面还存在诸多不足,后续研究可以在此平台上开发更智能的自适应控制参数优化算法、更精确的交通预测模型,并根据不同的交通流状态选择不同的优化目标函数,方便地嵌入到信号控制机中,真正意义上实现单点信号控制的实时性、精确性和智能化。

此外,还需要开发更为开放和通用的通讯接口协议,实现该系统与不同品牌信号控制机的兼容,为后续将其嵌入到整个城市的交通控制系统中奠定了坚实的基础。

参考文献
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Soft w are Design of Embedded Isolated
Intersection Self2adaptive Control System
YAO Jiao1　SHI B aiying1　MA W anjing1　ZH ONG Zhangjian2
(Tong j i Uni versit y,S hang hai20092,Chi na)1
(Changs ha Uni versit y of S cience and Technolog y,Changsha410076,Chi na)2
Abstract:The application of embedded technology to the isolated signal control system can not only make possible the self2adaptive optimization of time plan in the signal controller,but also supervise the isolated signal status through the remote control center,which paves a solid ground for embedding isolated intersection adaptive control system into the whole urban traffic control system.Based on analyzing the architecture of the embedded isolated intersection self2adaptive control system,and on embedded Linux platform,a self2adaptive optimization algorithm in the embedded unit and the su2 pervision terminal and control software were designed.The prospect of f urther development and upgrade of the system was also presented.
K ey w ords:embedded;isolated intersection self2adaptive;signal controller;supervision terminal
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T ransportation S cience Data Sh aring Stand ard Specification F ram ew ork
ZH OU Zijun　WANG H ui　L IN Yao　ZHANG Li
(N ort hw estern Pol y technical Universit y,X i’an710072,Chi na)
Abstract:The important role of standard specification in transportation science data sharing project was illustrated. The structure and main content of transportation science data sharing standard specification f ramework were introduced systematically.Moreover,the effects of some key standards and the ideas in preparing them were focused.
K ey w ords:transportation science data;data sharing;standard specification;system framework。