引 言

　　智能交通系統(tǒng)的核心是圍繞信息處理的信息基礎設施進行的相關系統(tǒng)的建設，這一基礎設施可以采用如下概念模型加以描述。

　　資源整合是實現(xiàn)交通信息和基礎設施共享的惟一途徑。通過整合可以最大限度地實現(xiàn)資源共享，盡可能地減少中間環(huán)節(jié)，提升效率。

　　這里的整合主要指物理資源、數(shù)據(jù)資源及應用系統(tǒng)的整合。（如圖1所示）

　　物聯(lián)網(wǎng)技術為交通信息資源整合提供了新的可供參考的模式。物聯(lián)網(wǎng)技術是綜合互聯(lián)網(wǎng)技術、傳感技術、射頻標簽、人工智能、無線數(shù)據(jù)通信等，用于構造實現(xiàn)物品（商品）能夠彼此進行“交流”的分布式計算環(huán)境，實現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。物聯(lián)網(wǎng)概念將改變人們長期以來所形成的對于物理基礎設施和IT基礎設施建設難以協(xié)調、不同種類IT基礎設施資源難以整合和共享的觀念和現(xiàn)狀。

　　基于物聯(lián)網(wǎng)在此方面的優(yōu)勢，本文在此探討一種基于代理模式的物聯(lián)網(wǎng)概念和技術的交通信息與基礎設施資源共享的模型。

　　1 代理模型

　　代理技術起源于20世紀的分布式人工智能的研究，代理技術強調軟件的分布性、自治性和智能性，通常用來構建大規(guī)模的分布式軟件系統(tǒng)。軟件代理是模型化的復雜軟件系統(tǒng)的高級抽象，展示高度的動態(tài)行為。軟件代理是一種復雜的計算機程序，采取自治的行為，協(xié)同應用與環(huán)境交互，完成給定的目標。代理系統(tǒng)的體系結構模式如圖2所示，中間的連接器也就是系統(tǒng)的消息總線，多個代理和客戶機與它相連接；控制器則統(tǒng)籌代理的活動。 

　　1.1 實體分析

　　構成物聯(lián)網(wǎng)的實體范圍遠超出了目前互聯(lián)網(wǎng)的范圍。其中重要的一點是物聯(lián)網(wǎng)中包含各種行業(yè)應用的儀器儀表，現(xiàn)有的數(shù)字智能設備在理論上都可以升級改造為物聯(lián)網(wǎng)中的設備。交通管理系統(tǒng)中的各類傳感器、信號控制器、車載終端連同中心的系統(tǒng)一起都可以成為未來網(wǎng)格系統(tǒng)中的資源。

　　視圖如圖3所示。 

　　1.2 代理對象模型

　　為了規(guī)范化描述T-Grid體系的運行環(huán)境，我們提出了T-Grid模型。 

　　T-Grid是一個融合了Internet和分布式系統(tǒng)技術的通用信息資源共享平臺，完全符合物聯(lián)網(wǎng)技術的概念。它的主要目標是建立一個兼容環(huán)境，以便使各種分布式的交通信息資源能夠以統(tǒng)一接口界面被調度并使用。在T-Grid構架下，所有被訪問設備（資源）都具有基本的數(shù)據(jù)處理能力。

　　虎嵩林等、李偉等采用的網(wǎng)格計算是代理(Agent)體系結構模式。通過在1.1對交通管理系統(tǒng)領域各實體節(jié)點功能的分析，進一步歸納出如下的對象和對應關系（見表2）。將移動節(jié)點（節(jié)點E）、現(xiàn)場節(jié)點(C)和控制節(jié)點(B)描述為T-Agent的子類。
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　　我們可以從上述描述中看出構成T-Grid的對象：

　　1.2.1 消息傳遞對象(MEX)

　　即由連接器類所確定的消息總線。消息總線是代理網(wǎng)格計算的基礎。消息總線的基礎是基于XML的消息交換，通過一個統(tǒng)一的消息通信方式和一個統(tǒng)一的消息交換格式，各種應用或者系統(tǒng)掛接到消息總線上，相互交互數(shù)據(jù)或者其他信息?；谙⒔粨Q的消息總線結構有效地連接不同的業(yè)務系統(tǒng)（或者說應用系統(tǒng)）到消息總線上，是業(yè)務流程管理系統(tǒng)集成不同業(yè)務的基礎。可以采用一個基于XML[6][7]的可擴展的消息交換標準來定義T-Grid消息規(guī)范。圖5是T-Grid平臺的消息總線示意圖。 

　　T-Grid中，從標準化的角度，我們采用NTCIP協(xié)議所制定的指令和數(shù)據(jù)編碼標準來管理這些基本I/O對象。

　　1.2.2 數(shù)據(jù)I/O對象(T-MUX)

　　T-G r id把從硬件特性角度劃分為五種基本I/O對象：顯示類、運算類、存儲類、輸入類及控制類。每個基礎類都可以被其對應的指令集完全獨立控制。這樣，從一個超大型儀器到一個簡單的傳感器都可以成為共享的目標。各個前端T-Node內部通過相應的數(shù)據(jù)處理算法, 對數(shù)據(jù)的處理一是針對數(shù)據(jù)的噪音進行濾波處理，二是對原始數(shù)據(jù)進行必要的數(shù)據(jù)關聯(lián)預處理在這里完成了獨立數(shù)據(jù)源交通數(shù)據(jù)的處理工作。眾多檢測器數(shù)據(jù)上傳到中心后，中心系統(tǒng)平臺則將在此基礎上進行有關的信息融合工作。

　　1.2.3 數(shù)據(jù)控制對象(T-Agent)

　　T-Grid中應用的實現(xiàn)是T-MUX與T-Agent通過基礎通信對象交互的結果，T-Agent是一個反應的、自治的、內部驅動的實體，雖置身于變換不定的環(huán)境中，但它們可以感知并對其做出反應；而T-MUX則是T-Agent的直接作用對象。T-Agent之間是聯(lián)系的，可以直接進行訪問。T-MUX也是一個反應的、 自治的、內部驅動的實體，但T-MUX不自己進行環(huán)境的感知和了解，只有在被訪問后才做出響應，而且T-MUX之間是獨立的，不能直接相互訪問。

　　1.2.4 網(wǎng)格應用控制(C-Agent)

　　我們將交通管理系統(tǒng)中的節(jié)點B作為代理系統(tǒng)中的控制器，也是T-Grid中的應用控制。T-Grid模型與原有交通系統(tǒng)在對資源整合方面的思想不同，它應當實現(xiàn)兩個方面的整合：T-Agent通過采用NTCIP協(xié)議實現(xiàn)對T-MUX進行功能的調用和數(shù)據(jù)的采集，另一方面，T-Agent應當能通過消息總線的方式實現(xiàn)與新舊系統(tǒng)級（Node A和Node B）資源的整合。Agent的存在形式一般是一個運行于高性能運算裝置之上的軟件程序。Agent是T-Grid中最關鍵的部分，由它對處于分布態(tài)的各種T-MUX和系統(tǒng)進行有效管理、調度，為應用提供高效、安全、可靠的服務。

　　2 系統(tǒng)的運行機制

　　在物聯(lián)網(wǎng)的概念下，共享資源和協(xié)同網(wǎng)絡服務是網(wǎng)格的本質特征。交通管理系統(tǒng)的功能組成和分布的目標是將整個系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、信息處理及信息發(fā)布的功能合理地分布在不同的5類節(jié)點中，共同協(xié)作完成交通管理系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)分為三個層面：1) 中心信息處理平臺。中心智能體的主要功能是實現(xiàn)整個系統(tǒng)的信息集成，它通過中心數(shù)據(jù)庫和方法庫實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的管理、協(xié)調和控制。2) 智能體節(jié)點平臺。智能體節(jié)點則包括數(shù)據(jù)采集單元、執(zhí)行模塊、處理模塊、獨立數(shù)據(jù)庫、特定方法庫和協(xié)調通訊單元構成。3) 現(xiàn)有基礎交通信息采集單元及交通控制單元。

　　在T-Grid運行機制模型中（見圖6），T-MUX代表底層對象服務，Agent代表的是數(shù)據(jù)流的控制機制。用戶在使用功能時，不是直接面向功能的提供者，而是通過一種代理機制進行間接訪問，這種代理機制允許一個用戶同時調用多個相同類型的服務提供者進行工作。它的好處在于系統(tǒng)的效率不再只取決于單個服務接口的性能，系統(tǒng)具有了并行處理的能力，而且其容錯能力明顯增強。當一個服務接口發(fā)生故障時，Agent可以把調用轉移到另一個相同類型的接口上而不會導圖5 消息總線示意圖節(jié)點描述代理系統(tǒng)描述文中標識致應用崩潰。同時，T-Grid中的T-MUX及Agent都具有“即插即用”的能力。T-Grid改變了資源原有范疇，T-MUX是基本I/O對象，而Agent則通過基礎通信對象對T-MUX進行功能的調用和處理。 

　　對于一個交通信息管理與控制系統(tǒng)來說，則可以看成是若干T-MUX和一個Agent的局部組合；而一個嵌入式的交通數(shù)據(jù)采集設備則可以被看成是單個T-MUX對象。T-Grid系統(tǒng)中T-MUX與T-MUX之間沒有直接數(shù)據(jù)交換，都是通過Agent間接作用，Agent與T-MUX之間采用基礎通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換，而對處于同一位置的Agent和T-MUX，為了提高系統(tǒng)效率，系統(tǒng)提供局部自治的功能，即T-MUX和Agent之間不采用通信協(xié)議，而是直接高效的內部相連，這時，整個系統(tǒng)對外部而言就是一個Agent，若是不使用局部自治，則可以把此設備看成是若干T-MUX對象和Agent的組合體，外部就可以獨立訪問各個T-MUX對象和Agent。但若干個Agent之間是否允許局部自治，則需要根據(jù)實際情況采取不同的控制策略。如城市交通控制系統(tǒng)，如果將單個交叉口信息控制點看作一個Agent，那么交叉口信號控制機之間是否采取自治，需要控制平臺根據(jù)實際情況考慮，否則會出現(xiàn)控制混亂的情形。

　　3 結 論

　　交通信息共享是智能交通領域研究的重點領域之一，動態(tài)、異構和分布是交通信息系統(tǒng)的主要特征。系統(tǒng)的融合從整體決定了這些系統(tǒng)能否發(fā)揮功效的關鍵。本文研究在物聯(lián)網(wǎng)技術下交通信息資源整合方面的技術體系結構。

　　1) 物聯(lián)網(wǎng)為交通信息資源整合提供了新的可供參考的模式。物聯(lián)網(wǎng)概念將改變人們長期以來所形成的對于物理基礎設施和IT基礎設施建設難以協(xié)調、不同種類IT基礎設施難以資源整合和共享的觀念和現(xiàn)狀。交通管理系統(tǒng)中的各類傳感器、信號控制器、車載終端連同中心的系統(tǒng)一起都可以成為未來物聯(lián)網(wǎng)中的資源。正是基于物聯(lián)網(wǎng)在此方面的優(yōu)勢，本文提出了一種基于代理模式的物聯(lián)網(wǎng)概念和技術的交通信息和基礎設施資源共享的模型。

　　2) T-Grid是一個基于物聯(lián)網(wǎng)概念的分布式通用信息資源共享平臺。系統(tǒng)采用代理模式，涉及其中五類節(jié)點。它的主要目標是建立一個兼容環(huán)境，以便使各種分布式的交通信息資源能夠以統(tǒng)一接口界面被調度并使用。在T-Grid構架下，所有被訪問設備（資源）都具有基本的數(shù)據(jù)處理能力。

　　3) T-Grid系統(tǒng)分為三個層面：中心信息處理平臺、智能體節(jié)點平臺、現(xiàn)有基礎交通信息采集單元及交通控制單元。在物聯(lián)網(wǎng)的概念下，共享資源和協(xié)同網(wǎng)絡服務是網(wǎng)格的本質特征。交通管理系統(tǒng)的功能組成和分布的目標是將整個系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、信息處理及信息發(fā)布的功能合理地分布在不同的5類節(jié)點中，共同協(xié)作完成交通管理系統(tǒng)的功能。