熊婷、陈永剑、唐菁
中交水运规划设计院有限公司
摘 要:针对如何结合信息技术及交通运输行业应用融合特点,分析信息化标准间的内在关联,并对标准体系框架进行设计,本文构建了标准体系框架拓扑关系常见图图谱。用拓扑分类方法描述了标准体系框架结构拓扑的特点和适用关系,探讨了二维、三维空间模型及分解层次对标准的作用和影响,并对“十五”以来的各时期的阶段确定的交通运输信息化标准体系及其拓扑关系进行了剖析,验证了各阶段拓扑关系设计对标准体系的编制的支撑影响,为公路、水路交通运输信息化及其他行业标准体系构建提供参考。
关键词:公路水路交通运输信息化 标准体系框架 空间模型 拓扑关系
中图法分类号: U495 U6-9 U111TP399
0 引言
标准体系在标准化中占有不可或缺的地位,一般包括标准体系图框架、标准体系表(含标准明细表)、标准体系编制说明(含标准统计表)三部分,是编制标准制、修订规划和计划的重要依据。标准体系框架是一种拓扑关系结构,表现为一种分类方法,用来对标准进行分类,通过它可以把大量已制定的无序标准映射为有序子体系。标准体系表是指一定范围内的标准等特定形式排列的图表,其组成单元是标准。标准体系编制说明是体系相关技术背景和重要过程文件,对体系编制过程及过程中产生的问题具体说明。交通运输行业业务和管理体制的复杂性,决定了交通运输信息化建设是一项庞大且复杂的系统工程,其标准化也较为复杂,涉及不同阶段交通运输(公路、水路、铁路)等行业众多业务。交通运输信息化标准体系是指在交通运输信息化建设领域内的标准按其内在联系形成的整体,其不是标准的简单叠加,而是根据标准的基本要素和内在联系,按系统性、规范性、有效性、协调性、层次性、发展性而形成的一定集合程度和水平的整体结构。
1 标准体系范围
标准体系可以按照标准级别、标准类别、标准用途、标准行业等属性进行分类,多个属性叠加属于混合属性,这些属性分类描述了标准体系的范围,属性越多,描述越精确。
例如:按照标准级别,分为国际标准体系、国家标准体系、行业标准体系、地方标准体系、团体标准体系和企业标准体系;按照标准类别,分为技术标准体系、管理标准体系、工作标准体系等;按照标准所属行业分类则一般分为农业标准体系、林业标准体系等。《交通运输信息化标准体系》属于混合型标准体系,体系范围用体系属性分类表示见表1。除进行属性分类表示外,每个版本的混合型标准体系一般在标准编制说明中具体描述体系所含标准的范围。如:《交通运输信息化标准体系(2019年)》编制说明中描述其纳入体系的标准是指综合交通运输、公路、水路领域与信息化直接相关的现行有效以及列入近三年制修订计划的国家标准与交通运输行业标准,以及公路工程及水运工程现行标准中的信息化标准,铁路、民航、邮政单一领域的标准不纳入。
表1 交通运输信息化标准体系属性分类表示
分类属性 |
标准级别 |
标准类别 |
标准行业 |
交通运输信息化标准体系 范围 |
国际标准体系 |
技术标准体系 |
农业标准体系 |
国家标准体系 |
管理标准体系 |
林业标准体系 |
|
行业标准体系 |
工作标准体系 |
交通运输、仓储和邮政业标准体系 |
|
地方标准体系 |
—— |
信息传输、软件和信息服务标准体系 |
|
团体标准体系 |
—— |
… |
|
企业标准体系 |
—— |
—— |
2 标准体系框架
标准体系框架是标准内部关系的全貌反映,是一段时期标准体系中的标准规划、管理、放置、查找和检索的容器。标准体系框架本质上可以映射为一种或者多种拓扑关系,可以缩小查询的目标对象的范围,制定结构化查找的路径,被广泛用于标准的现代化管理。如何结合标准体系框架的拓扑关系来清晰地映射体系各项属性及属性子项分类关系,是标准体系设计中的关键。借鉴计算机网络常见拓扑结构,星型、环型、总线型和树状拓扑关系多用于标准体系框架设计,可以更直观表示标准间的内在联系。
星型体系框架常用于同属一个管理体系内的标准体系群。在这种拓扑结构下,各标准体系构成辐射状,是相互独立的标准群。每个标准体系下又可以采用其他拓扑形式,形成内部标准体系结构关联。如图1所示。
图1 星型体系框架
总线型体系框架常用于开放性的标准体系,围绕同一类标准化工作,按照时间或者专业领域不断扩充的框架形式,如图2所示。
图2 总线型体系框架
环形体系框架常用于周期性的标准体系,例如产品类的标准体系,如图3所示。网状型体系框架与环形体系框架类似,区别在于环形体系框架中各部分标准顺序关联,网状型体系框架中,各部分标准之间互有关联,如图4所示。
图3 环型体系框架 图4 网状型体系框架
树状标准体系框架常用于技术型标准体系。一般树状体系框架的底层是标准的实际层,上层起到了归纳分类和路径引导作用,如图5所示。
图5 树状体系框架
3 框架设计及拓扑分析
交通运输信息化标准的体系化工作始于“十五”期间,交通运输信息化标准体系框架的选取和设计从一个角度反映了各个时期交通运输行业信息化发展的主要脉络。
3.1 “十五”、“十一五”时期网状型拓扑结构
2005年,《交通信息化标准体系表(2005年)》发布,体系框架如图6、体系表如表2所示。标准明细表梳理了截至2005年9月,交通电子政务、智能交通、物流领域、信息通信、网络安全等领域已发布的全国交通信息化标准共计643个。
表2 《交通信息化标准体系表(2005版)》体系表
体系编号 |
体系分类 |
体系编号 |
体系分类 |
体系编号 |
体系分类 |
100.1 |
标准化管理 |
103.1 |
信息分类与编码标准 |
104.2 |
系统安全标准 |
100.2 |
质量管理 |
103.2 |
EDI标准 |
104.3 |
信息安全标准 |
100.3 |
相关法律法规 |
103.3 |
物流标准 |
105.1 |
管理标准 |
101.1 |
术语标准 |
103.4 |
智能交通标准 |
105.2 |
质量监督标准 |
101.2 |
通用编码标准 |
103.5 |
地理信息标准 |
-- |
-- |
102.1 |
基础标准 |
103.6 |
应用系统数据元标准 |
-- |
-- |
102.2 |
信息通信标准 |
103.7 |
相关标准 |
-- |
-- |
102.3 |
信息处理标准 |
104.1 |
网络安全标准 |
-- |
-- |
“十五”期是交通运输信息化标准体系初步形成时期,其拓扑关系映射为网状型拓扑关系,100系列与101系列均与其他系列标准交叉关联,如图6所示。“十一五”期,交通运输部沿用了“十五”期标准体系框架。
图6 2005年交通运输信息化标准体系网状型拓扑关系
3.2 “十二五”时期三维体系框架
2013年,《交通运输信息化标准体系(2013年)》发布,该版本体系框架采用交通运输行业的专业领域(对象)、信息化内容(内容)和标准种类(类别)的三维标准体系框架模型,如图7所示。三维的架构清楚地表达了交通运输信息化标准体系的三种属性,为未来体系的扩充留有了一定空间,新的标准可以根据所属的业务领域、信息化内容和标准种类,迅速划分到体系中恰当的位置。该版本标准体系表梳理了截至2012年12月30日,已发布的标准236项,已列计划标准项目109项,共计345项。
图7交通运输信息化标准体系(2013年)框架模型
从拓扑关系上划分,三维体系最终可以投影为二维树状拓扑结构,例如:按照X轴(业务领域)中公路建设与管理维度,可以将三维体系框架展开成为树状拓扑结构,如图8所示。
图8 交通运输信息化标准体系(2013版)二维拓扑图
3.3 “十三五”时期树状拓扑结构
为更好地适应我国交通运输行业信息化发展新形势和新要求,2019年,《交通运输信息化标准体系(2019年)》发布,该版本标准体系框架如图9所示。
该版本标准明细表中包括截至2018年12月30日标准共计495项,其中已发布国家标准114项,行业标准198项,待制订国家标准44项,行业标准139项。
图9 交通信息化标准体系结构框架模型(2019年)
相比于2013年体系的三维结构模型,本版标准体系框架直接采用了二维树状拓扑结构,重点突出了信息技术标准体系的属性,聚焦硬件设施、信息资源管理、信息化技术应用、网络安全和信息化工程等重点领域。
3.4 拓扑关系及适用性趋势
交通运输信息化标准体系框架其拓扑关系也具备阶段性、层次与复杂度协调性、开放性等典型特征。如表3所示。
“十五”时期,“十一五”时期,交通行业信息化发展从系统建设阶段进入到信息整合阶段,包括交通信息基础数据元、信息资源核心元数据、集装箱电子数据交换、电子收费等一批交通运输信息化基础性国家和行业标准的发布,极大地扩充了体系中的标准容量。交通运输信息化标准体现为数量多、关联性高、内容重复度高;星型拓扑关系较为清晰地表现了当时标准关系分类现状,标准间关联密切,便于关联分析,但标准间分类清晰度不够。
“十二五”时期,交通运输部组织研究确定了第一批需严格执行的交通运输信息化标准目录,交通运输信息化标准属性分布相对清晰、相对固定,三维体系框架的设计可以迅速定位体系内的标准,同时突出了信息技术、业务领域、标准种类三维属性,清晰高效;但三维属性展开映射为四级的树状拓扑关系,若属性发生变化或者属性分类增多时,拓扑关系层级数及变化量则将增多,易用性降低。
“十三五”时期是我国全面建成小康社会的决战时期、全面深化改革的攻坚时期和全面推进依法治国的关键时期,交通运输业发展的内外部环境发生了深刻变化。随着各专业技术标准化委员会的同步健全及“3~5年标准制修订计划”的实施,交通运输信息化标准体系属性较多,管理体系正逐步清晰完善。同时,大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术大量应用,交通运输行业的新业态、新模式对标准体系框架的开放、融合性提出了更高的要求,标准体系直接采用三层树状拓扑结构便于与国家和行业信息技术标准化有关的法律法规和规章制度相衔接,与《交通运输标准化体系》及重点领域标准体系相协调,降低体系框架模型分解难度,反映了体系趋于精简开放的特征。
表3 交通运输信息化标准体系框架拓扑关系及特点对比表
交通运输信息化体系 |
体系框架 |
已发布标准数 |
已列计划项目数 |
新增项目数 |
合计 |
拓扑结构 |
特点分析 |
|||
国标 |
行标 |
国标 |
行标 |
国标 |
行标 |
|||||
2005年 |
二维架构 |
272 |
67 |
81 |
23 |
53 |
147 |
643 |
星型拓扑 |
容量大;分类清晰度不够;标准间关联较多;适用于体系发展初期阶段 |
2013年 |
三维架构 |
234 |
111 |
— |
— |
345 |
树状拓扑4级 |
属性清晰、固定;标准定位方便;适用于标准属性特征明显的发展期 |
||
— |
— |
— |
— |
|||||||
2019年 |
二维架构 |
114 |
198 |
44 |
139 |
— |
— |
495 |
树状拓扑2级 |
属性增多、变化快;多标签定位;适用于标准体系健全期;易于开放查询 |
4 结论
交通运输信息化标准体系框架的设计更多地服务于各个阶段交通运输信息化建设的实际需求,按照交通运输信息化标准内在联系,进行系统性地构建。其设计方法与法规、政策、标准、关键技术及实践方法等发展密切相关,更多地考虑为促进交通运输领域业务协同发展提供支撑,同时为促进各阶段新信息技术在交通运输行业的创新应用和发展,并为后续业务领域、重点技术领域扩展留有空间。从“十五”、“十一五”的星型拓扑,到“十二五”的4级树状拓扑,再到“十三五”的2级树状拓扑,交通运输信息化标准体系框架设计的变更反映了标准快速扩容-逐步规范-开放融合的趋势,交通运输信息化标准体系框架及其拓扑关系分析更多是从社会法制化、机构制度化、业务规范化及信息技术标准化、服务便捷化等角度入手,分析政策制定、组织协调、统筹规划、标准制定、服务指导监督等方面因素,选取适用性更高的框架进行设计,从而更好地推动交通运输行业信息化建设并进一步发挥体系的基础支撑性作用!
参考文献
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[5] 《标准体系构建原则和要求》(GB/T 13016-2018)[S]
[6] 《国民经济行业分类》(GB/T 4754-2017)[S]
[7] 中华人民共和国交通运输部.交通运输部办公厅关于发布《交通运输信息化标准体系(2019年)》的通知.[EB/OL]. https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/kjs/202006/t20200623_3317355.html.
[8] 中华人民共和国交通运输部. 交通运输部办公厅关于发布交通运输信息化标准体系表(2013年)的通知. [EB/OL].https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/kjs/202006/t20200623_3316823.html
[9] 中华人民共和国交通运输部. 关于印发第一批需严格执行的交通运输信息化标准目录的通知(2011年).
[EB/OL]. https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/kjs/202006/t20200623_3316733.html