我国现行交控通讯协定与NTCIP间讯息交换及界接设计之研.docVIP

我國現行交控通訊協定與NTCIP間訊息交換及界接設計之研究 研 究 生：韋理為 指導教授：張堂賢 通訊技術在智慧型運輸系統(Intelligent Transportation System, ITS )上的應用佔了舉足輕重的地位。美國國家電機製造協會(National Electrical Manufactures Association，NEMA)為ITS中的電子設備間的資訊交換提出了National Transport Communication for ITS Protocol(NTCIP)以作為交通的標準的通訊協定，相信我國未來交通的通訊協定也將採用NTCIP標準。 然我國目前的交控通訊協定採專屬設計，與NTCIP由於網路拓樸及封包格式的不同將無法互相溝通，因此在採NTCIP標準建置新交控系統期間，將對整體交通控制造成相當程度的負面影響。本研究為使新舊交控系統間可進行管控及資訊流通，首先針對我國現行交控通訊協定及NTCIP之不同作一探討，研究新舊協定轉換的問題及方式。新舊協定轉換的問題可分為三種，分別是協定間對應形式、無對應及協定定義不清的問題。針對協定轉換的問題，本研究歸納出兩種轉換方式，直接轉換及制定管理資訊庫(Managed Information Base, MIB)加以轉換的方式。本研究並分別針對三種不同的情境提出界接方案設計，比較三方案的差異並提出建議。 三方案均需要通訊協定轉換的機制，因此為驗証新舊通訊協定間轉換的可行性，本研究最後以java程式語言開發一通訊協定轉換模組，實作87年版通訊協定與NTCIP間的轉換；並以電腦模擬一交控雛型系統測試之。經測試結果，87年版協定與NTCIP間可以順利的轉換，惟由於環境的關係未能實地測試，有待未來進一步的深入探討。 新舊通訊協定轉換問題分析 傳統通訊協定與NTCIP由於網路拓樸及封包格式的不同，造成無法互通。如需訊息交換則必須有一封包轉換的機制，將由新中心傳來的NTCIP封包轉換成傳統協定封包，再傳送至舊路側設施，或者將由舊中心送出的傳統協定封包轉換成NTCIP封包，再傳送至新路側設施。轉換的種類可分為87年版協定轉NTCIP與NTCIP轉87年版協定兩種情形。在轉換上所遇到的困難點主要有以下三點，分述如下： 協定間對應形式的問題 新舊協定兩者之間並非純一對一的關係，還可能有一對多、多對一甚至多對多的關係。其原因是兩者設計的理念不同，87年版協定為專屬設計且為位元導向，但是NTCIP則具有物件導向的觀念 協定間無對應的問題 87年版命令中的參數定義有許多在NTCIP的標準文件中並無對應的MIB物件，或者分散在其他的標準文件之中。因此會造成無法完全轉換的情形發生。 87年版通訊協定定義不清的問題 在實作過程中，本研究發現交通部所部頒的87年版通訊協定的定義有許多較為鬆散，可能會因不同廠商或單位而有不同的解釋和作法；如此一來可能對未來整體交控系統的整合及開放性會有較負面的影響。 新舊通訊協定轉換方式 本研究針對通訊協定封包轉換，提出兩種轉換方法，分別是直接轉換及以制定MIB作對照轉換。此兩種方法分述如下： 直接轉換 若87年版通訊協定欄位定義與在NTCIP中MIB物件定義相彷的部分，可以直接引用，僅需針對其型別、欄位大小的不同等作處理。 制定MIB加以對照轉換 由於87年版所定義的封包為針對我國交控需求專屬設計(proprietary)，與NTCIP標準文件中所定義出的MIB物件有相當程度的差異。故實際上絕大多數的87年版通訊協定與NTCIP均無相對應的命令與物件，若要直接轉換有困難，將有許多無法轉換。因此達封包轉換的目的，本研究仿照NTCIP制定MIB的ASN.1語法，參照87年版通訊協定中現場設備共用訊息來制作所需的MIB，再加以對照處理轉換的程序。此部分引用了黃韋凱君「台灣地區專用交通管理資訊庫(TMIB)之研究」中，制定了對照87年版命令中現場設備共用訊息：globalMsg，如圖一。為了達到較完整的訊息交換且轉換過程簡便的目的，本研究中絕大多數皆以制定MIB對照轉換的方式來處理通訊協定轉換。 圖一 globalMsg物件樹狀圖 新舊交控系統界接方案設計 本研究在交控通訊架構方面參照實驗城專案三層架構，即TMIC ( TCIS ( RSU，分別針對新舊交控系統的界接架構研擬出三種設計方案。 本研究整理三種介接方案的比較如表一所示。 表一 三種界接方案之比較 方案 比較項目 方案一 方案二 方案三 情境 另外設置新交控中心 舊中心直接升級 舊中心控管新設施 優點 新系統獨立建置 設施分接易管理 整合新舊設施作分散式控制 連接方便性高 經費較為節省 方式簡單，且後續管理方便 缺點 新舊中心命令可能相羝觸 需虛擬IP程式，及給予舊設施IP