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城市交通信号控制系统数据交换标准研究

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英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2研究背景

1.3研究总技术方案

1.4研究意义及应用价值

1.5研究内容与安排

1.6研究成果

第2章国内外相关研究进展

2.1引言

2.2国外研究进展

2.3国内研究进展

2.4 XML相关的交通数据交换标准研究进展

2.4.1交通模型标记语言

2.4.2道路网络标记语言

2.4.3基于XML的ITS中C2C数据交换标准

2.4.4出行者信息标记语言

2.5本章小结

第3章XML技术及在交通中的应用研究

3.1 XML及其产生背景

3.1.1 XML简介

3.1.2 XML的历史与未来

3.2 XML基本规范

3.2.1文档类型定义DTD

3.2.2 XML模式

3.2.3 DTD与Schema的选择

3.2.4 XML的名称空间

3.3 XML的编程模型

3.3.1文档对象模型DOM

3.3.2简单应用程序接口SAX

3.3.3 DOM与SAX的选择

3.4 XML其它相关规范

3.4.1扩展样式单语言XSL

3.4.2 XML转换语言XSLT

3.4.3 XML链接语言Xlink

3.4.4可缩放矢量图形SVG

3.5基于XML的数据交换标准的优势

3.5.1XML与数据交换

3.5.2 XML与异构数据集成

3.5.3 XML作为数据交换标准的优势

3.6 XML在交通系统中的应用概述

3.6.1 XML在智能交通系统中的应用

3.6.2 XML在交通综合信息平台中的应用

3.6.3 XML在物流信息平台中的应用

3.7基于XML的交通标记语言的设计方法

3.7.1基于XML的交通标记语言的设计原则

3.7.2基于XML的交通标记语言的设计流程

3.7.3基于XML的交通标记语言的实施

3.8本章小结

第4章城市交通信号控制系统数据交换需求分析

4.1城市交通信号控制系统概述

4.2国外城市交通信号控制系统适用性研究

4.3交通信号控制系统数据交换内容及格式需求分析

4.3.1中心到中心

4.3.2中心到设备

4.3.3 XML在交通信号控制系统数据交换中的适用性

4.4交通信号控制系统数据字典的建立

4.4.1数据字典建立的必要性

4.5.2数据字典标准的研究现状

4.5.3交通信号控制系统数据字典的定义

4.5.4交通信号控制数据字典的基本结构和数据元素格式

4.5.5交通信号控制数据字典的应用及优势

4.6本章小结

第5章交通信号控制系统数据交换标准总体要求

5.1引言

5.2城市交通信号控制系统数据交换标准的新需求

5.3交通信号控制标记语言的定义

5.4 SignalML的设计原则

5.5 SignalML的设计目标

5.6 SignalML的设计需求

5.7 SignalML的设计实现

5.8 SignalML的命名空间

5.9本章小结

第6章基于XML的交通信号控制系统数据交换标准SignalML的设计

6.1交通信号控制标记语言概述

6.2 SignalML Ver0.1总框架

6.3 SignalML文档标记名的选择

6.4 SignalML的分框架结构的描述

6.4.1基本信息层

6.4.2设备信息层

6.4.3配时方案层

6.4.4检测参数信息层

6.4.5远程控制层

6.4.6交叉口评价信息

6.4.7用户管理层

6.5 SignalML的模式Schema

6.6 SignalML文档建立示例

6.7 SignalML在交通信号控制系统中的实施

6.8本章小结

第7章原型系统的设计

7.1引言

7.1系统简介

7.2 IOLS的功能框架设计

7.3 IOLS系统的实现

7.4系统功能及主要界面

7.4.1系统主界面

7.4.2基本信息查看界面

7.4.3设备信息查看界面

7.4.4配时方案查看与设置界面

7.4.5检测参数与路口视频查看界面

7.4.6远程控制界面

7.5通信板功能的验证

7.5本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

城市交通信号控制系统对缓解城市交通拥堵、保障交通畅通和维持良好的交通秩序发挥着重要的作用,研究交通信号控制系统的标准化对于交通信号控制系统的建设走向标准化和规范化以及对于智能交通信号控制系统建设与发展、节约建设资金都具有十分重大的意义。 目前,在我国引入国外成熟信号控制专用系统实施城市交通信号控制系统的建设中,因协议壁垒,引进的控制系统必须购买特定的上端设备和下端信号机,致使建设实施中难以引入竞争机制,而且建立的系统也缺乏“交互性”和“互换性”。针对这一现实,本论文提出建立我国城市交通信号控制系统数据交换标准,对问题的解决提供一定的理论基础。 论文首先在回顾国内外研究现状的基础上,对可扩展标记语言(XML)技术的特点及在交通中的应用进行了研究,提出了基于XML的交通标记语言的设计原则、设计流程和实施框架。 其次,从应用于我国的几个主流国外城市交通信号控制系统的对比分析入手,总结提出了城市交通信号控制中心与外场信号机、交通信号控制中心与其它交通中心的数据交换内容、结构和格式,并对XML在交通信号控制系统中的适用性进行了分析。紧接着初步建立了我国交通信号控制系统的数据字典的基本结构和格式,为后续要建立的数据交换标准中标签的命名和数据类型定义奠定了基础。 然后,依据前述的数据交换标准需求分析和系统的需求趋势,提出了通用的数据交换标准——交通信号控制标记语言(SignalMLver0.1),并研究制定了交通信号控制标记语言的设计原则、设计目标和实现过程。同时,也详细完成了交通信号控制标记语言的总树型框架和子框架的数据结构设计,形成了由基本信息层、设备信息层、配时方案层、检测参数信息层、远程控制层、交叉口评价信息和用户管理层构成的数据交换层次结构。最后借助xmlspy软件编写了完整的SignalMLSchema结构模型文档,为交通信号控制中心与不同生产厂家的信号机互联、互操作奠定了一定的基础。 最后,为验证所建立的交通信号控制标记语言SignalML的有效性,本文以城市交通信号控制系统的发展趋势为导向,结合Webservice技术开发了利用互联网进行信号控制交叉口远程控制与信息查询的原型系统(IOLS:intersectionon-linesystem),并结合开发的通信板对系统的部分功能进行了连接调试,初步验证了SignalML的有效性和合理性。

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