3.1 智慧交通系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

邏輯架構(gòu)基于智慧交通系統(tǒng)需求、系統(tǒng)目標(biāo)，確定智慧交通系統(tǒng)為滿足用戶需求所必須提供的功能及各功能間交互的信息流和數(shù)據(jù)流。它是從功能實(shí)現(xiàn)的角度為智慧交通系統(tǒng)提供一個(gè)通用的頂層框架，不涉及具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)及實(shí)施方案。具體功能由誰(shuí)來(lái)實(shí)現(xiàn)、如何實(shí)現(xiàn)則由物理架構(gòu)完成。

3.1.1 邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)方法

為方便對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行研究，本節(jié)首先將系統(tǒng)功能分為兩類。一類是系統(tǒng)主要功能，也就是系統(tǒng)對(duì)用戶體現(xiàn)的、與系統(tǒng)需求相關(guān)的主要功能。具體來(lái)說(shuō)，這個(gè)功能必須是系統(tǒng)主要的功能，也就是構(gòu)建這個(gè)系統(tǒng)時(shí)想要達(dá)成的功能。系統(tǒng)的主要功能必須對(duì)某類系統(tǒng)用戶造成影響，滿足某種用戶的需求，才能體現(xiàn)出系統(tǒng)的價(jià)值。另一類是系統(tǒng)內(nèi)部主要功能，這些內(nèi)部功能雖然并不向系統(tǒng)外界表現(xiàn)自己的價(jià)值，但這些內(nèi)部的功能之間，也會(huì)形成一些關(guān)系。正是由于內(nèi)部功能發(fā)揮各自的作用，緊密聯(lián)系，協(xié)同配合，系統(tǒng)對(duì)外展現(xiàn)的主要功能才得以實(shí)現(xiàn)[5]。

舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于鐵路防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保障安全就是系統(tǒng)的主要功能，這也是乘客、國(guó)鐵集團(tuán)、政府部門等系統(tǒng)用戶最關(guān)注的功能。防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正是通過(guò)保障安全才體現(xiàn)了自身的價(jià)值。而為了滿足安全保障這一主要功能，防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要對(duì)運(yùn)行線路上的列車狀況、天氣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)感知到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷是否會(huì)有危險(xiǎn)發(fā)生，并在需要的時(shí)候?qū)α熊囘\(yùn)行進(jìn)行控制。這些功能并不會(huì)直接對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行展現(xiàn)，但正是這些功能的存在并發(fā)揮作用，才使得安全保障這一主要功能得以實(shí)現(xiàn)，本節(jié)將這些功能統(tǒng)稱為系統(tǒng)內(nèi)部功能。

接下來(lái)對(duì)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要遵循以下三個(gè)步驟：

1.系統(tǒng)功能域劃分

本步驟主要針對(duì)系統(tǒng)的主要功能，完成功能域的劃分。系統(tǒng)的各個(gè)功能域，也就是系統(tǒng)各個(gè)主要功能的代表。上文已經(jīng)談到，系統(tǒng)主要功能是系統(tǒng)對(duì)用戶體現(xiàn)的、與系統(tǒng)需求緊密直接相關(guān)的，因此，此步驟從系統(tǒng)需求出發(fā)，劃分系統(tǒng)的主要功能域。

2.各功能域內(nèi)部主要功能梳理

在各功能域劃分的基礎(chǔ)上，本步驟對(duì)各功能域，也就是各主要功能進(jìn)行細(xì)分，梳理出各主要功能的系統(tǒng)內(nèi)部主要功能構(gòu)成。

3.系統(tǒng)邏輯架構(gòu)構(gòu)建

考慮到系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)用戶所展現(xiàn)的主要功能，正是從內(nèi)部功能的交互中涌現(xiàn)出來(lái)的。在確定內(nèi)部功能之后，本步驟主要分析各內(nèi)部功能之間的關(guān)系，通過(guò)功能與功能交互關(guān)系的整合，完成系統(tǒng)邏輯架構(gòu)的構(gòu)建。下面將依照上述步驟，對(duì)智慧交通系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建。

3.1.2 系統(tǒng)功能域劃分

首先本節(jié)從系統(tǒng)需求出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行梳理，劃分出智慧交通系統(tǒng)功能域。如圖3-2所示，本步驟將系統(tǒng)主要功能分為六大類型，分別為用戶信息服務(wù)、緊急救援與安全、綜合運(yùn)輸、交通規(guī)劃管理、運(yùn)營(yíng)管理、交通工具管理，每類又可細(xì)分為幾項(xiàng)具體的主要功能。

具體來(lái)說(shuō)，用戶信息服務(wù)可細(xì)分為出行前信息服務(wù)、出行時(shí)信息服務(wù)、出行者信息服務(wù)、出行保障服務(wù)；緊急救援與安全可細(xì)分為緊急事件反應(yīng)、緊急車輛管理與決策、危險(xiǎn)預(yù)防、交匯處安全管理；綜合運(yùn)輸可細(xì)分為信息共享、客運(yùn)聯(lián)運(yùn)決策、貨運(yùn)聯(lián)運(yùn)決策；交通規(guī)劃管理可細(xì)分為交通管理、交通規(guī)劃、交通法執(zhí)行與監(jiān)督；運(yùn)營(yíng)管理可細(xì)分為客運(yùn)管理、貨運(yùn)管理；交通工具管理可細(xì)分為交通工具運(yùn)行管控、交通工具基礎(chǔ)服務(wù)。

3.1.3 各功能域內(nèi)部主要功能梳理

接下來(lái)，對(duì)各項(xiàng)系統(tǒng)主要功能的內(nèi)部主要功能進(jìn)行研究梳理，見(jiàn)表3-1。可以看出，各項(xiàng)主要功能的內(nèi)部主要功能之間，總體上依據(jù)“感知→傳輸→處理→決策→控制”這一基本流程來(lái)保證主要功能的實(shí)現(xiàn)。因此，我們從這五個(gè)層次出發(fā)，對(duì)智慧交通系統(tǒng)主要內(nèi)部功能進(jìn)行梳理。

3.1.4 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)構(gòu)建

如圖3-3所示，從智慧交通系統(tǒng)“安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、方便快捷、節(jié)能環(huán)保、智慧自主、人性服務(wù)”等系統(tǒng)需求出發(fā)，依據(jù)系統(tǒng)“用戶信息服務(wù)、緊急救援與安全、綜合運(yùn)輸、交通規(guī)劃管理、運(yùn)營(yíng)管理、交通工具管理”六大類主要功能，以及“感知→傳輸→處理→決策→控制”五層系統(tǒng)內(nèi)部功能及功能交互關(guān)系，構(gòu)建智慧交通系統(tǒng)邏輯架構(gòu)。

其中，系統(tǒng)內(nèi)部主要功能依照“感知→傳輸→處理→決策→控制”這一交互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)主要功能，滿足了系統(tǒng)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)價(jià)值。

由此，本節(jié)重構(gòu)了智慧交通系統(tǒng)邏輯架構(gòu)，從智慧交通系統(tǒng)需求出發(fā)，完成了對(duì)系統(tǒng)功能及功能交互關(guān)系的梳理，為具體智慧交通系統(tǒng)的構(gòu)建，提供了一個(gè)從需求到功能的設(shè)計(jì)方法，從功能實(shí)現(xiàn)的角度為智慧交通系統(tǒng)構(gòu)建提供了通用的頂層框架。