功能架构在服务域和功能域的基础上，面向ATS各代基服务，以参与服务中交通组分实体的需求为目标，以“自主感知-自主学习-自主决策-自主响应”的ATS服务运作流程为导向，逐步解耦各流程所需 子功能，构建以功能域为基础结构的服务功能集。同时以代基服务所需功能的完备集为约束，进行融合、优化并推进形成高度解耦的系统子功能集。

功能架构主体分为四个层次，按照“感知-学习-决策-响应”的逻辑进行构建。

（1）感知层。在ATS系统中，感知是通过摄像头、激光雷达和毫米波雷达等传感器对运输系统中的各种物理信息（数据）进行全息主动采集的主要过程。感知作为运作流程的第一步，主要起着数据输入的作用，其获取信息（数据）的能力直接关系到后续逻辑层的高效运行。在ATS中，根据感知的具体方式，将感知层功能分为两类：信息获取和数据监控。

（2）学习层。一般来说，学习是将获得的信息经过一定的处理后转化为“知识”的过程，即在原有信息的基础上，产生内容价值高、方便用户的二次信息。学习是一个过程，智能单元通过动作与环境进行交互，在完成任务时产生新的状态。基于功能的基本属性，将学习定义为通过从感知层提取数据输入的有效特征来进行自我状态持续更新的过程。从信息处理的角度，学习可以分为三类：数据分析、数据识别和数据存储。

（3）决策层。在ATS功能架构中，决策是一个优化解决方案的过程，通过充分评估和过滤来自学习层的数据流（或信息）输入，实现特定的控制或操作目的。通过综合操作得到最优方案，体现了高度的自主性。并且，该层的输出直接影响响应层的动作控制，进而决定系统的最终输出。从最优方案的形成过程来看，决策层可分为两类：方案生成和最优方案选择。

（4）响应层。响应层即对决策层输出方案的响应，它输出控制并表示整个体系结构的执行请求。响应不仅是高度智能的执行输出，也是确保系统能够自主运行的关键步骤。该层的输出直接影响系统功能对服务的支撑效果，进一步反映用户主体的需求能否得到有效满足。此外，作为将系统操作结构映射到物理实体的重要桥梁，其输出控制显示了系统操作如何影响和作用于物理世界。根据不同的操作和执行方法，响应层的功能分为信息反馈和系统控制两大类。

功能架构范式

子功能作为颗粒度更小的系统功能，能够更加具体细致地表达服务的实现过程。在功能集中，服务与功能相互对应，保证了ATS每个自主化服务的实现都由严格的四层运作逻辑完成，且每个逻辑层与功能为“一对一”或“一对多”的关系。针对子功能，我们定义了四个相关属性，分别为：运作逻辑、提供者、过程对象、服务对象。

（1）运作逻辑：表示子功能在服务实现过程中所处的环节，分为“感知”、“学习”、“决策”、“响应”。

（2）提供者：表示交通系统中提供该功能的交通实体，属性值来源于ATS组分集，其确定为物理架构的搭建提供了参考。

（3）过程对象：表示功能实现过程中涉及到的数据或信息，其确定为逻辑架构的中具体数据关系的表达提供了参考。

（4）服务对象：表示交通系统中承接该功能的交通实体，属性值来源于ATS组分集，其确定为物理架构的搭建提供了参考。