ICS03.220.01

CCSR85

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CITSAXX-202X

彈性交通信息物理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)指南

Designguideonresilienttransportationcyber-physicalsystems

（征求意見(jiàn)稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中國(guó)智能交通協(xié)會(huì)發(fā)布

T/XXXXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。

本文件由同濟(jì)大學(xué)提出。

本文件由中國(guó)智能交通協(xié)會(huì)歸口。

本文件起草單位：同濟(jì)大學(xué)、深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心股份有限公司、上海理工大學(xué)、上

海金橋（集團(tuán)）有限公司、招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司、上海市道路運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展中心、北京

航空航天大學(xué)。

本文件主要起草人：杜豫川、滕靖、趙聰、吳若乾、劉成龍、沈煜、曹靜、蔣盛川、王金棟、俞山

川、朱華勇、馬曉磊、李金洋、丁德隆、汪晗。

II

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彈性交通信息物理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)指南

1范圍

本文件提供了彈性交通信息物理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的指南，給出了彈性交通信息物理系統(tǒng)的總體架構(gòu)，

對(duì)總體架構(gòu)中的用戶(hù)視圖、功能視圖、服務(wù)視圖、物理視圖和分布式云進(jìn)行了規(guī)定。其中，用戶(hù)視圖描

述系統(tǒng)用戶(hù)的組成及活動(dòng)，功能視圖描述系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，服務(wù)視圖描述系統(tǒng)服務(wù)模式，物理視圖描述系

統(tǒng)設(shè)施設(shè)備，分布式云描述系統(tǒng)的云計(jì)算資源和服務(wù)。

本文件適用于規(guī)劃部門(mén)對(duì)城市交通系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以及技術(shù)部門(mén)對(duì)城市交通信息物理系統(tǒng)的

開(kāi)發(fā)與維護(hù)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T40020-2021信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)

GB/T40021-2021信息物理系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T40021-2021界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

彈性transportationsystemresilience

系統(tǒng)抵御、吸收、適應(yīng)擾動(dòng)沖擊并從中快速恢復(fù)的能力。

交通信息物理系統(tǒng)transportationcyber-physicalsystems

基于信息物理系統(tǒng)（3.12），通過(guò)平行仿真和數(shù)字孿生等技術(shù)高度集成感知（3.8）、分析（3.9）、

決策（3.10）和執(zhí)行（3.11）過(guò)程，實(shí)現(xiàn)物理空間（3.4）與信息空間（3.5）高度融合的交通系統(tǒng)。

彈性交通信息物理系統(tǒng)resilienttransportationcyber-physicalsystems

基于交通信息物理系統(tǒng)（3.2），以狀態(tài)廣泛感知、運(yùn)行協(xié)同調(diào)控、服務(wù)快速恢復(fù)等彈性（3.1）目

標(biāo)為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)常態(tài)擾動(dòng)下可靠與穩(wěn)定運(yùn)行、異常沖擊下魯棒與快速恢復(fù)的交通系統(tǒng)。

物理空間physicalspace

包含制造全流程中人、設(shè)備、物料、工藝過(guò)程/方法、環(huán)境等物理實(shí)體的空間。

信息空間cyberspace

通過(guò)電磁頻譜、電子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等實(shí)現(xiàn)信息創(chuàng)建、存儲(chǔ)、修改、交換和利用的空間。

物理實(shí)體physicalentity

客觀存在的、具有某種屬性可以加以區(qū)分的、能夠被感知但不依賴(lài)感知而存在的事物。

感知sensing

通過(guò)感知設(shè)備獲得物理實(shí)體形態(tài)、狀態(tài)以及物理空間環(huán)境等各類(lèi)數(shù)據(jù)的過(guò)程。

分析analysis

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將感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為認(rèn)知信息的過(guò)程。

決策decision

為達(dá)到某種目的，根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)、分析的信息等，在一定的條件約束下、在不同的方案中做出的

選擇結(jié)果。

執(zhí)行execute

將信息空間產(chǎn)生的決策轉(zhuǎn)換成物理實(shí)體可以執(zhí)行的命令并實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。

信息物理系統(tǒng)cyber-physicalsystems

通過(guò)集成先進(jìn)的感知、計(jì)算、通信、控制等信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，構(gòu)建的物理空間與信息空間

中人、機(jī)、物、環(huán)境、信息等要素相互映射、適時(shí)交互、高效協(xié)同的系統(tǒng)。

系統(tǒng)構(gòu)件systemcomponent

系統(tǒng)內(nèi)客觀存在的、具有某種屬性可以加以區(qū)分的、能夠感知但不依賴(lài)感知而存在的事物，以及對(duì)

其形態(tài)、功能、機(jī)理、運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行的數(shù)字化描述與建模。

[來(lái)源：GB/T40021-20212.1及2.2，有修改]

4符號(hào)和縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本標(biāo)準(zhǔn)：

CPS信息物理系統(tǒng)（cyber-physicalsystems）

RT-CPS彈性交通信息物理系統(tǒng)（resilienttransportationcyber-physicalsystems）

SoS系統(tǒng)之系統(tǒng)（systemofsystems）

5總體架構(gòu)

一般要求

RT-CPS總體架構(gòu)由用戶(hù)視圖、功能視圖、服務(wù)視圖、物理視圖和分布式云組成，如圖1所示。

圖1RT-CPS總體架構(gòu)

5.1.1用戶(hù)視圖描述系統(tǒng)用戶(hù)的組成及活動(dòng)。

5.1.2功能視圖描述的系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)用戶(hù)視圖描述的系統(tǒng)用戶(hù)組成。

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5.1.3服務(wù)視圖描述的系統(tǒng)服務(wù)模式支撐功能視圖描述的系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。

5.1.4物理視圖描述的系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備與服務(wù)視圖描述的系統(tǒng)服務(wù)模式相關(guān)聯(lián)。

5.1.5分布式云支持用戶(hù)訪問(wèn)及使用RT-CPS，實(shí)現(xiàn)RT-CPS應(yīng)用并保證高可用性，對(duì)RT-CPS服務(wù)模式

進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配與管理，處理物理設(shè)施設(shè)備采集的數(shù)據(jù)。

用戶(hù)視圖

5.2.1一般要求

RT-CPS旨在滿(mǎn)足服務(wù)對(duì)象在交通信息獲取、處理和應(yīng)用方面的需求，包括使用系統(tǒng)的終端用戶(hù)、提

供系統(tǒng)服務(wù)的供應(yīng)商，以及與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的各方利益相關(guān)者。RT-CPS架構(gòu)的用戶(hù)視圖用以描述系統(tǒng)用戶(hù)，

包括用戶(hù)方、提供方、關(guān)聯(lián)方三種角色及相關(guān)活動(dòng)，如圖2所示。

圖2RT-CPS架構(gòu)用戶(hù)視圖

5.2.2用戶(hù)方

5.2.2.1RT-CPS用戶(hù)方以城市交通管理部門(mén)、城市交通運(yùn)輸企業(yè)為主體，負(fù)責(zé)提出提升城市交通系統(tǒng)

彈性的業(yè)務(wù)需求，并進(jìn)行業(yè)務(wù)決策。

5.2.2.2RT-CPS用戶(hù)方向RT-CPS提供方提出RT-CPS業(yè)務(wù)需求和使用中、故障后的信息反饋，并向關(guān)

聯(lián)方提出RT-CPS咨詢(xún)服務(wù)和建設(shè)過(guò)程監(jiān)理需求。

5.2.3提供方

5.2.3.1RT-CPS提供方以城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)單位、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)維單位為主體，提供滿(mǎn)足用戶(hù)需求的

RT-CPS架構(gòu)設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)集成方案、運(yùn)維方案，以滿(mǎn)足RT-CPS全業(yè)務(wù)活動(dòng)集成需求。

5.2.3.2RT-CPS提供方根據(jù)用戶(hù)方需求，完成RT-CPS設(shè)計(jì)、實(shí)施和優(yōu)化，并交付給用戶(hù)方使用，同

時(shí)配合關(guān)聯(lián)方完成RT-CPS建設(shè)的監(jiān)理工作。

5.2.4關(guān)聯(lián)方

5.2.4.1RT-CPS關(guān)聯(lián)方以第三方咨詢(xún)、測(cè)試、監(jiān)理機(jī)構(gòu)為主，負(fù)責(zé)提供咨詢(xún)服務(wù)、RT-CPS功能及性能

等測(cè)試評(píng)估服務(wù)、RT-CPS成本及進(jìn)度等監(jiān)督管理服務(wù)。

5.2.4.2RT-CPS關(guān)聯(lián)方為RT-CPS用戶(hù)方和提供方提供咨詢(xún)、監(jiān)理、測(cè)試評(píng)估服務(wù)。

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5.2.5關(guān)聯(lián)方

5.2.5.1RT-CPS關(guān)聯(lián)方以第三方咨詢(xún)、測(cè)試、監(jiān)理機(jī)構(gòu)為主，負(fù)責(zé)提供咨詢(xún)服務(wù)、RT-CPS功能及性能

等測(cè)試評(píng)估服務(wù)、RT-CPS成本及進(jìn)度等監(jiān)督管理服務(wù)。

5.2.5.2RT-CPS關(guān)聯(lián)方為RT-CPS用戶(hù)方和提供方提供咨詢(xún)、監(jiān)理、測(cè)試評(píng)估服務(wù)。

功能視圖

5.3.1基本定義

5.3.1.1單元級(jí)信息物理系統(tǒng)（unitlevelcyber-physicalsystems）指為實(shí)現(xiàn)感知、分析、決策和

執(zhí)行的閉環(huán)、具備不可分割性的信息物理系統(tǒng)最小單元，簡(jiǎn)寫(xiě)為單元級(jí)RT-CPS。

5.3.1.2系統(tǒng)級(jí)信息物理系統(tǒng)（systemlevelcyber-physicalsystems）指多個(gè)單元級(jí)信息物理系統(tǒng)

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)集成、交互和協(xié)作的系統(tǒng)，簡(jiǎn)寫(xiě)為系統(tǒng)級(jí)RT-CPS。

5.3.1.3系統(tǒng)之系統(tǒng)級(jí)信息物理系統(tǒng)（systemofsystemlevelcyber-physicalsystems）指多個(gè)系

統(tǒng)級(jí)信息物理系統(tǒng)通過(guò)云平臺(tái)等實(shí)現(xiàn)協(xié)同、優(yōu)化的系統(tǒng)，簡(jiǎn)寫(xiě)為SoS級(jí)RT-CPS。

5.3.2一般要求

RT-CPS架構(gòu)的功能視圖描述系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，如圖3所示，包括：

（1）五類(lèi)系統(tǒng)功能：保持、伸縮、變構(gòu)、代償、誘導(dǎo)；

（2）三級(jí)控制層級(jí)：目標(biāo)控制、集控控制、嵌入控制；

（3）三級(jí)系統(tǒng)層級(jí)：面向設(shè)施設(shè)備的單元級(jí)RT-CPS、面向路段層面的系統(tǒng)級(jí)RT-CPS面向路網(wǎng)層面

的SoS級(jí)RT-CPS。

圖3RT-CPS架構(gòu)功能視圖

5.3.3系統(tǒng)功能

5.3.3.1一般要求

以彈性為導(dǎo)向的系統(tǒng)功能宜覆蓋RT-CPS在擾動(dòng)沖擊場(chǎng)景下抵御、吸收、適應(yīng)并從中快速恢復(fù)的基本響

應(yīng)邏輯，涉及保持、伸縮、變構(gòu)、代償、誘導(dǎo)五類(lèi)。

5.3.3.2保持

“保持”功能在保持系統(tǒng)構(gòu)件的運(yùn)行規(guī)則和服務(wù)時(shí)空范圍不變的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)件的服務(wù)屬

性使得系統(tǒng)內(nèi)的某些屬性水平維持在一定的區(qū)間內(nèi)。

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5.3.3.3伸縮

“伸縮”功能在不引入新的系統(tǒng)構(gòu)件的條件下，維持既有系統(tǒng)構(gòu)件的運(yùn)行規(guī)則，延伸或收縮系統(tǒng)構(gòu)件

服務(wù)的時(shí)空范圍。

5.3.3.4變構(gòu)

“變構(gòu)”功能在不引入新的系統(tǒng)構(gòu)件的條件下，通過(guò)改變系統(tǒng)構(gòu)件的運(yùn)行規(guī)則，從而抵御系統(tǒng)的擾動(dòng)

沖擊并從中恢復(fù)。

5.3.3.5代償

“代償”功能關(guān)注不同系統(tǒng)構(gòu)件之間的協(xié)同，在內(nèi)部構(gòu)件失效或者能力欠缺時(shí)，引入外部系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)

行替代或者補(bǔ)充。

5.3.3.6誘導(dǎo)

“誘導(dǎo)”功能從需求側(cè)進(jìn)行非強(qiáng)制性的調(diào)節(jié)，可以應(yīng)用于包括常態(tài)擾動(dòng)和非常態(tài)沖擊等各種情形，通

常是配合保持、伸縮、變構(gòu)、代償四類(lèi)功能組合實(shí)施。

5.3.4控制層級(jí)

5.3.4.1一般要求

RT-CPS的控制層級(jí)宜包括嵌入控制、集控控制、目標(biāo)控制三級(jí)。

5.3.4.2嵌入控制

嵌入控制面向單元級(jí)RT-CPS，在接受集控控制的基礎(chǔ)上，通過(guò)嵌入式軟件對(duì)屬于某一空間、方式和

種類(lèi)的單一系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行局部控制。

5.3.4.3集控控制

集控控制面向路段范圍內(nèi)的出行效益，在接受目標(biāo)控制的基礎(chǔ)上，對(duì)局部空間內(nèi)的多方式物理實(shí)體

進(jìn)行控制，從而在擾動(dòng)沖擊條件下維持局部系統(tǒng)的性能水平。

5.3.4.4目標(biāo)控制

目標(biāo)控制面向路網(wǎng)范圍內(nèi)的出行效益，以全局出行效益最優(yōu)為目標(biāo)，對(duì)跨空間、方式、種類(lèi)的物理

實(shí)體進(jìn)行控制，從而提升系統(tǒng)整體應(yīng)對(duì)擾動(dòng)沖擊的魯棒性和恢復(fù)力。

5.3.5系統(tǒng)層級(jí)

5.3.5.1一般要求

RT-CPS的系統(tǒng)層級(jí)宜包括單元級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、SoS級(jí)三級(jí)。

5.3.5.2單元級(jí)RT-CPS

單元級(jí)RT-CPS是具有不可分割性的RT-CPS最小單元，通過(guò)感知和自動(dòng)控制設(shè)備及工業(yè)軟件構(gòu)成“感

知-分析-決策-執(zhí)行”的數(shù)據(jù)閉環(huán)，面向單一物理實(shí)體的運(yùn)行性能維持與提升進(jìn)行嵌入控制，形成物理

空間和信息空間的融合交互。

5.3.5.3系統(tǒng)級(jí)RT-CPS

系統(tǒng)級(jí)RT-CPS是一個(gè)路段范圍內(nèi)單元級(jí)RT-CPS以及一些非RT-CPS的感知和控制設(shè)備單元通過(guò)工業(yè)

網(wǎng)絡(luò)的集成，一方面基于集控控制對(duì)路段范圍內(nèi)不同方式和種類(lèi)的物理實(shí)體進(jìn)行協(xié)同控制，另一方面也

可以接受來(lái)自SoS級(jí)RT-CPS面向路網(wǎng)范圍的目標(biāo)控制。

5.3.5.4SoS級(jí)RT-CPS

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SoS級(jí)RT-CPS是多個(gè)路段的系統(tǒng)級(jí)RT-CPS的有機(jī)組合，基于SoS級(jí)的目標(biāo)控制，面向路網(wǎng)范圍的全局

出行效益最優(yōu)提供保持、伸縮、變構(gòu)、代償、誘導(dǎo)五類(lèi)功能，對(duì)跨空間、方式、種類(lèi)的物理空間實(shí)體進(jìn)

行調(diào)節(jié)控制，以提升系統(tǒng)在各類(lèi)擾動(dòng)沖擊場(chǎng)景下的彈性。

服務(wù)視圖

5.4.1一般要求

RT-CPS架構(gòu)的服務(wù)視圖描述系統(tǒng)服務(wù)模式，如圖4所示，包括設(shè)施服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)以及應(yīng)用服務(wù)三

種服務(wù)模式。

5.4.2設(shè)施服務(wù)

設(shè)施服務(wù)通過(guò)虛擬化技術(shù)分離用戶(hù)需要的RT-CPS物理資源，包括存儲(chǔ)設(shè)備、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、感

知設(shè)備等。

5.4.3平臺(tái)服務(wù)

平臺(tái)服務(wù)向用戶(hù)交付RT-CPS業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)與部署平臺(tái)，完成RT-CPS物理資源的調(diào)度，保障用戶(hù)平臺(tái)

數(shù)據(jù)的安全：在設(shè)備互聯(lián)層面，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信總線(xiàn)提供分級(jí)交通運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算平臺(tái)；在計(jì)算模

型層面，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模型體系提供數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)清洗等服務(wù)。

5.4.4應(yīng)用服務(wù)

應(yīng)用服務(wù)向用戶(hù)交付RT-CPS應(yīng)用軟件，完成RT-CPS業(yè)務(wù)應(yīng)用的調(diào)度，保障用戶(hù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的安全，實(shí)

現(xiàn)感知數(shù)據(jù)融合以及設(shè)備云端控制，應(yīng)用類(lèi)型包括：APP應(yīng)用、PC端應(yīng)用、小程序等。

圖4RT-CPS架構(gòu)服務(wù)視圖

物理視圖

5.5.1一般要求

RT-CPS物理視圖用以描述直接實(shí)現(xiàn)感知、執(zhí)行功能的物理資源，為分析、決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)于計(jì)算

支撐，分為系統(tǒng)內(nèi)部資源與系統(tǒng)外部資源。

5.5.2系統(tǒng)內(nèi)部資源

5.5.2.1一般要求

RT-CPS系統(tǒng)內(nèi)部資源包括移動(dòng)設(shè)備、沿線(xiàn)設(shè)施、分布式云設(shè)施，如圖5所示。

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圖5RT-CPS系統(tǒng)內(nèi)部資源

5.5.2.2移動(dòng)設(shè)備

5.5.2.2.1一般要求

RT-CPS移動(dòng)設(shè)備包括人員設(shè)備和車(chē)輛設(shè)備等，與分布式云設(shè)施間通過(guò)沿線(xiàn)設(shè)施的通信設(shè)備，采用C-

V2X、DSRC等技術(shù)進(jìn)行通信。RT-CPS移動(dòng)設(shè)備宜至少具有從沿線(xiàn)設(shè)施接收信息發(fā)布的功能。RT-CPS移動(dòng)

設(shè)備采集感知數(shù)據(jù)并通過(guò)沿線(xiàn)設(shè)施的通信設(shè)備上傳分布式云設(shè)施，實(shí)現(xiàn)RT-CPS部分的感知功能。

5.5.2.2.2人員設(shè)備

RT-CPS人員設(shè)備包括但不限于個(gè)人移動(dòng)終端、警用執(zhí)法終端。

5.5.2.2.3車(chē)輛設(shè)備

RT-CPS車(chē)輛設(shè)備包括但不限于感知設(shè)備、車(chē)載通信單元。

5.5.2.3沿線(xiàn)設(shè)施

5.5.2.3.1一般要求

RT-CPS沿線(xiàn)設(shè)施通過(guò)光纖專(zhuān)網(wǎng)等技術(shù)與分布式云設(shè)施進(jìn)行通信，宜至少包括通信設(shè)備、感知設(shè)備、

控制設(shè)備和能源設(shè)備。RT-CPS沿線(xiàn)設(shè)施采集并向分布式云設(shè)施上傳感知數(shù)據(jù)，從分布式云設(shè)施獲取控制

指令。

5.5.2.3.2通信設(shè)備

RT-CPS通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)沿線(xiàn)設(shè)施與分布式云設(shè)施間、沿線(xiàn)設(shè)施與移動(dòng)設(shè)備間的通信與移動(dòng)設(shè)備與分

布式云設(shè)施間的通信，包括但不限于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、路側(cè)通信單元和/或蜂窩網(wǎng)基站。

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5.5.2.3.3感知設(shè)備

RT-CPS感知設(shè)備采集感知數(shù)據(jù)，通過(guò)通信設(shè)備向分布式云設(shè)施發(fā)送感知數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)RT-CPS主要的感

知功能，包括但不限于激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)或/和相機(jī)。

5.5.2.3.4控制設(shè)備

RT-CPS控制設(shè)備通過(guò)通信設(shè)備從分布式云設(shè)施接收控制指令，實(shí)現(xiàn)RT-CPS的執(zhí)行功能。

5.5.2.3.5能源設(shè)備

RT-CPS能源設(shè)備為感知設(shè)備與控制設(shè)備供給能源，可提供環(huán)境照明，包括但不限于充電樁、分布式

能源供給設(shè)備、智能化照明設(shè)備。

5.5.2.4分布式云設(shè)施

5.5.2.4.1一般要求

RT-CPS分布式云設(shè)施實(shí)現(xiàn)RT-CPS的分析、決策功能，宜至少包括標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)共享接口、領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)件、

數(shù)據(jù)計(jì)算設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

5.5.2.4.2標(biāo)準(zhǔn)化共享分級(jí)接口

RT-CPS標(biāo)準(zhǔn)化共享分級(jí)接口基于領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)件的服務(wù)能力，面向不同系統(tǒng)用戶(hù)，以通用接口與標(biāo)準(zhǔn)化

方式提供平臺(tái)能力輸出服務(wù)。

5.5.2.4.3領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)件

RT-CPS領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)件基于數(shù)據(jù)計(jì)算設(shè)備與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，為不同時(shí)延要求的彈性系統(tǒng)服務(wù)提供分析

與決策，支撐服務(wù)包括但不限于超視距感知、交通疏堵誘導(dǎo)、駕駛行為與交通事故分析。

5.5.2.4.4數(shù)據(jù)計(jì)算設(shè)備

RT-CPS數(shù)據(jù)計(jì)算設(shè)備完成分布式云設(shè)施的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，支撐領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)件的構(gòu)建，采用計(jì)算框架包

括但不限于Hadoop、HBase、Spark、Flinkt。

5.5.2.4.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備

RT-CPS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備完成分布式云設(shè)施的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)，支撐領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)件的構(gòu)建，采用存儲(chǔ)框架包

括但不限于HDFS、Swift、Ceph。

5.5.3系統(tǒng)外部資源

RT-CPS系統(tǒng)外部資源包括但不限于自然資源、消防、醫(yī)療、公安交管。

分布式云

5.6.1一般要求

RT-CPS架構(gòu)的分布式云描述跨越多個(gè)物理位置的云計(jì)算資源和服務(wù)的集成與協(xié)同工作，它通過(guò)網(wǎng)

絡(luò)將分布在不同地理位置的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源連接起來(lái)，提供高效、可靠和靈活的計(jì)算支持。分布

式云通過(guò)支持用戶(hù)訪問(wèn)和使用，確保應(yīng)用的高可用性，實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配和管理，以及數(shù)據(jù)資源的獲

取和處理，來(lái)協(xié)同并支撐用戶(hù)視圖、功能視圖、服務(wù)視圖和物理視圖的各項(xiàng)需求。RT-CPS系統(tǒng)分布式云

對(duì)應(yīng)5.2.3定義的RT-CPS系統(tǒng)層級(jí)，分為邊緣云、區(qū)域云以及中心云三個(gè)層級(jí)，如圖6所示。

8

T/XXXXXXX—XXXX

圖6RT-CPS分布式云架構(gòu)

5.6.2邊緣云

面向單元級(jí)RT-CPS的邊緣云采集由感知設(shè)備提供的高頻度、細(xì)粒度動(dòng)態(tài)交通相關(guān)數(shù)據(jù)，面向控制設(shè)

備實(shí)現(xiàn)高可靠、低時(shí)延的協(xié)同決策和控制服務(wù)。

5.6.3區(qū)域云

面向系統(tǒng)級(jí)RT-CPS的區(qū)域云獲取來(lái)自邊緣云及相關(guān)支撐系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交通相關(guān)數(shù)據(jù)，支撐區(qū)域級(jí)的

交通融合感知、協(xié)同決策、協(xié)同控制、交通管控服務(wù)需求，主要面向弱實(shí)時(shí)性服務(wù)。

5.6.4中心云

面向SoS級(jí)RT-CPS的中心云匯聚各區(qū)域云的交通相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、存儲(chǔ)與管理，利用云

計(jì)算和分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高效交互、共性基礎(chǔ)能力分級(jí)共享，主要面向非實(shí)時(shí)性服務(wù)。

5.6.5公有云

面向SoS級(jí)RT-CPS的公有云通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供廣泛的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，與中心云雙向關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)資源

的彈性擴(kuò)展和共享。公有云可整合外部交通相關(guān)數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)的開(kāi)放與協(xié)作，提升系統(tǒng)的整體處理能

力和資源利用率，主要面向資源共享和非實(shí)時(shí)性服務(wù)。

9

T/XXXXXXX—XXXX

參考文獻(xiàn)

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化研究院,2020.

[2]中國(guó)信息物理系統(tǒng)發(fā)展論壇.信息物理系統(tǒng)白皮書(shū)[R].北京:中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院,

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4(2):105-133.

10

T/XXXXXXX—XXXX

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4符號(hào)和縮略語(yǔ).......................................................................2

5總體架構(gòu)...........................................................................2

一般要求.......................................................................2

用戶(hù)視圖.......................................................................3

功能視圖.......................................................................4

服務(wù)視圖.......................................................................6

物理視圖.......................................................................6

分布式云.......................................................................8

參考文獻(xiàn).............................................................................10

I

T/XXXXXXX—XXXX

彈性交通信息物理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)指南

1范圍

本文件提供了彈性交通信息物理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的指南，給出了彈性交通信息物理系統(tǒng)的總體架構(gòu)，

對(duì)總體架構(gòu)中的用戶(hù)視圖、功能視圖、服務(wù)視圖、物理視圖和分布式云進(jìn)行了規(guī)定。其中，用戶(hù)視圖描

述系統(tǒng)用戶(hù)的組成及活動(dòng)，功能視圖描述系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，服務(wù)視圖描述系統(tǒng)服務(wù)模式，物理視圖描述系

統(tǒng)設(shè)施設(shè)備，分布式云描述系統(tǒng)的云計(jì)算資源和服務(wù)。

本文件適用于規(guī)劃部門(mén)對(duì)城市交通系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以及技術(shù)部門(mén)對(duì)城市交通信息物理系統(tǒng)的

開(kāi)發(fā)與維護(hù)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T40020-2021信息物理系統(tǒng)參考架構(gòu)

GB/T40021-2021信息物理系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T40021-2021界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

彈性transportationsystemresilience

系統(tǒng)抵御、吸收、適應(yīng)擾動(dòng)沖擊并從中快速恢復(fù)的能力。

交通信息物理系統(tǒng)transportationcyber-physicalsystems

基于信息物理系統(tǒng)（3.12），通