據(jù)2019年交通信號(hào)機(jī)市場(chǎng)研究報(bào)告顯示，全國(guó)城市中使用2種品牌的最為普遍，達(dá)到38.8%，使用三種及以上品牌的合計(jì)占27%，甚至在調(diào)研中有地市涉及到的信控品牌在20種以上。

造成這種局面一般有兩類原因，一類是由于歷史原因，不同時(shí)期、不同建設(shè)單位采用了不同的信號(hào)機(jī)品牌，另一類是用戶考慮到競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和更優(yōu)的性價(jià)比而引入了不同的廠家。

隨著交通擁堵的不斷加劇，交管業(yè)務(wù)的不斷拓展，城市里良莠不齊的信號(hào)機(jī)就成為了城市交通治理的羈絆。

雖然行業(yè)內(nèi)有三部標(biāo)準(zhǔn)(《GB/T 20999-2017交通信號(hào)控制機(jī)與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議》（以下簡(jiǎn)稱GB/T20999-2017），《GB 25280-2016 道路交通信號(hào)控制機(jī)》（以下簡(jiǎn)稱GB25280-2016），《GA/T 1049.2-2013 公安交通集成指揮平臺(tái)通信協(xié)議 第2部分：交通信號(hào)控制系統(tǒng)》（以下簡(jiǎn)稱GA/T1049.2-2013））規(guī)定了信號(hào)控制系統(tǒng)的通信協(xié)議，但是由于行業(yè)缺乏信控系統(tǒng)技術(shù)功能的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，各企業(yè)對(duì)通信協(xié)議的理解不同，不同品牌信號(hào)機(jī)無(wú)法徹底跨越障礙實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管控。

在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，信號(hào)控制系統(tǒng)承擔(dān)著指揮城市交通運(yùn)行的主要角色，交警可以利用該系統(tǒng)對(duì)不同路口、路段、區(qū)域的交通流實(shí)施疏導(dǎo)或限制。

面對(duì)多品牌混雜的信號(hào)機(jī)分布和復(fù)雜的交管需求，交警需要多人操作多平臺(tái)、或在每個(gè)路口人工控制來(lái)彌補(bǔ)無(wú)法統(tǒng)一管控帶來(lái)的問(wèn)題，因此也難以在不同品牌信號(hào)機(jī)之間實(shí)現(xiàn)智能控制。

正因?yàn)槿绱?，統(tǒng)一管控的呼聲越來(lái)越高，與其說(shuō)這是一種趨勢(shì)，不如說(shuō)這是一個(gè)必須克服的問(wèn)題。

論統(tǒng)一管控的三層境界

在談?wù)摻y(tǒng)一管控前，有些概念需要統(tǒng)一。

目前大部分用戶期望的統(tǒng)一管控是不同品牌的信號(hào)機(jī)直接接入統(tǒng)一管控平臺(tái)，這種統(tǒng)一管控是甲信號(hào)機(jī)→乙平臺(tái)的直連方式；而目前大部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一管控是甲信號(hào)機(jī)→甲平臺(tái)→乙平臺(tái)的間接連接方式。

這是兩種不同的統(tǒng)一管控概念，本文稱第一種為直連統(tǒng)一管控，第二種為間接統(tǒng)一管控。

之所以會(huì)出現(xiàn)兩類統(tǒng)一管控方式，是因?yàn)槲覀冋務(wù)摰男盘?hào)控制系統(tǒng)通訊協(xié)議也有兩類。

一類是設(shè)備與平臺(tái)的通訊協(xié)議，直連統(tǒng)一管控采用的就是這類協(xié)議。

這類協(xié)議規(guī)定了信號(hào)機(jī)與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通訊消息結(jié)構(gòu)，如聯(lián)機(jī)、交通流信息、信號(hào)機(jī)工作狀態(tài)、燈色狀態(tài)、配時(shí)方案等對(duì)象消息結(jié)構(gòu)。各通訊消息沒(méi)有業(yè)務(wù)屬性，要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)需要理解各個(gè)對(duì)象的含義與關(guān)聯(lián)，將不同的對(duì)象消息組合使用。我們常常談?wù)摰腉B25280-2016和GB∕T 20999-2017都屬于這類協(xié)議。

另一類是平臺(tái)與平臺(tái)的通訊協(xié)議，間接統(tǒng)一管控采用的就是這類協(xié)議。

這類協(xié)議也可以稱為API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口），是一類與業(yè)務(wù)功能相關(guān)的協(xié)議或函數(shù)，例如接收信號(hào)機(jī)實(shí)時(shí)燈態(tài)、下發(fā)信號(hào)機(jī)方案、設(shè)置信號(hào)機(jī)控制模式等功能接口，開(kāi)發(fā)者無(wú)需理解第三方系統(tǒng)的內(nèi)部工作機(jī)制就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)業(yè)務(wù)功能?？梢愿?、更直接的對(duì)功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，例如GA/T 1049.2-2013，以及目前大部分廠家提供的協(xié)議都屬于這類。

明確了概念，下面談?wù)勎铱偨Y(jié)的統(tǒng)一管控的三層境界：

第一層境界：貌合神離。

采用間接統(tǒng)一管控的方式接入了第三方信號(hào)機(jī)，但只能查看燈態(tài)，做一些簡(jiǎn)單的控制，接入后第三方信號(hào)機(jī)發(fā)揮的功能還不及原系統(tǒng)。雖然表面看起來(lái)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管控，但遇到一些復(fù)雜應(yīng)用還是要切換到第三方平臺(tái)操作。造成這種情況一般有兩類原因，一類是統(tǒng)一管控平臺(tái)不愿意向第三方信號(hào)機(jī)開(kāi)放高級(jí)功能，另一類是受限于通信協(xié)議只能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)功能。

第二層境界：形神兼?zhèn)洹?/span>

采用間接或直連統(tǒng)一管控的方式接入第三方信號(hào)機(jī)，除了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)功能外，還可以將統(tǒng)一管控平臺(tái)的智慧賦能給第三方信號(hào)機(jī)，例如提升原有功能的智能化水平，或新增更加智能的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)原有系統(tǒng)的功能升級(jí)。要達(dá)到第二層境界可以在第一層境界的基礎(chǔ)上通過(guò)拓展通信協(xié)議來(lái)增加功能，或通過(guò)統(tǒng)一管控平臺(tái)適配第三方信號(hào)機(jī)的通信協(xié)議來(lái)直接接入第三方信號(hào)機(jī)。

第三層境界：求同存異。

采用直連統(tǒng)一管控的方式接入第三方信號(hào)機(jī)，不同品牌的信號(hào)機(jī)與上位機(jī)的通訊協(xié)議一致。這種方式真正將平臺(tái)與信號(hào)機(jī)解耦，在第二層境界的基礎(chǔ)上，軟件、硬件設(shè)備都可具有多個(gè)供貨商，系統(tǒng)不會(huì)受限于供貨商而導(dǎo)致軟硬件設(shè)備置換時(shí)與系統(tǒng)聯(lián)機(jī)的困難。

這層境界并不是要求所有品牌信號(hào)機(jī)都同質(zhì)化，成為受控于平臺(tái)的裸機(jī)，而是分層、分級(jí)控制，共性與個(gè)性并存，有一定敏捷響應(yīng)能力的邊緣系統(tǒng)。

標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定中心端控制所需的通信協(xié)議，例如路網(wǎng)、干線層面的協(xié)調(diào)控制參數(shù)，信號(hào)機(jī)嚴(yán)格按照平臺(tái)下發(fā)參數(shù)執(zhí)行。

對(duì)于感應(yīng)控制、主動(dòng)公交優(yōu)先、瓶頸控制這類需要邊緣敏捷響應(yīng)的功能，平臺(tái)無(wú)需做到完全控制，只需要做到策略級(jí)控制，指定信號(hào)機(jī)需要執(zhí)行的控制模式，具體的實(shí)現(xiàn)算法、控制邏輯由信號(hào)機(jī)自主實(shí)現(xiàn)，保留特色。

三層境界循序漸進(jìn)，前兩層從功能上實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管控，但還不是真正意義上的統(tǒng)一。而第三層境界統(tǒng)一了信號(hào)機(jī)與平臺(tái)的通訊協(xié)議，既從根本上實(shí)現(xiàn)了協(xié)議統(tǒng)一，也能保留了不同品牌信號(hào)機(jī)的特點(diǎn)。

統(tǒng)一管控平臺(tái)的建設(shè)思路

大部分用戶期望達(dá)到第三層境界，但現(xiàn)階段最終落地的往往是第二層境界。

這其中有2個(gè)主要原因：1、不同品牌的信號(hào)機(jī)與上位機(jī)的通訊協(xié)議不同，即便采用直連方式，統(tǒng)一管控平臺(tái)在對(duì)接不同品牌信號(hào)機(jī)時(shí)也要單獨(dú)開(kāi)發(fā)適配器，一旦更換平臺(tái)需要重新開(kāi)發(fā)適配器，達(dá)不到平臺(tái)與信號(hào)機(jī)解耦的效果；2、大部分信號(hào)機(jī)企業(yè)出于安全和市場(chǎng)保護(hù)的原因不愿意提供信號(hào)機(jī)與上位機(jī)的通信協(xié)議。

在對(duì)接方式上，一個(gè)好的間接統(tǒng)一管控平臺(tái)可以做到直連統(tǒng)一管控的大部分功能，例如不同品牌信號(hào)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控、協(xié)調(diào)控制、勤務(wù)路線、故障報(bào)警等功能，且用戶在操作這些功能時(shí)不會(huì)感到兩者的差別。

現(xiàn)階段在信號(hào)機(jī)與上位機(jī)的通訊協(xié)議未統(tǒng)一的背景下，間接統(tǒng)一管控相比直連統(tǒng)一管控具有投入小、見(jiàn)效快、風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)。

首先間接統(tǒng)一管控采用API協(xié)議，直接給出了各功能的調(diào)用接口，實(shí)現(xiàn)什么功能調(diào)用何種接口都比較明確，因此開(kāi)發(fā)周期短、投入的開(kāi)發(fā)人員也少；直連統(tǒng)一管控采用的協(xié)議包含各類對(duì)象，開(kāi)發(fā)者需要先熟悉各類對(duì)象的含義以及關(guān)聯(lián)關(guān)系，才能開(kāi)發(fā)相應(yīng)功能，所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較大，周期較長(zhǎng)。

一般間接統(tǒng)一管控的風(fēng)險(xiǎn)也要小于直連統(tǒng)一管控。

因?yàn)殚g接統(tǒng)一管控只是開(kāi)放了系統(tǒng)功能接口，系統(tǒng)內(nèi)部具有保護(hù)機(jī)制，不會(huì)因?yàn)樯蠈悠脚_(tái)下發(fā)錯(cuò)誤的消息而造成紅綠燈突然滅燈或黃閃、沖突等異常情況，一旦消息下發(fā)錯(cuò)誤，會(huì)報(bào)錯(cuò)并繼續(xù)運(yùn)行原方案；而直連統(tǒng)一管控則是信號(hào)機(jī)把自身完全開(kāi)放給了上層平臺(tái)，一旦開(kāi)發(fā)中忽略了一些細(xì)節(jié)，例如忽略沖突通道，很可能一次偶然的錯(cuò)誤操作會(huì)導(dǎo)致紅綠燈出現(xiàn)綠沖突，且故障排查對(duì)于平臺(tái)研發(fā)來(lái)說(shuō)會(huì)相對(duì)困難。

這也是導(dǎo)致直連統(tǒng)一管控的聯(lián)調(diào)與測(cè)試時(shí)間一般較長(zhǎng)的原因。

如果把間接統(tǒng)一管控比喻為在餐廳點(diǎn)菜，菜單就是信號(hào)機(jī)企業(yè)已經(jīng)封裝好的各類功能，點(diǎn)餐者一目了然；直連統(tǒng)一管控就是不看菜單，看著原材料點(diǎn)菜，點(diǎn)餐者不但要想象點(diǎn)什么菜，還需要知道每道菜要什么原料，有了原料后怎么把菜做出來(lái)?，F(xiàn)階段不同餐廳同一道菜的原料和做法都可能不一樣。

因此，現(xiàn)階段建議采用間接統(tǒng)一管控的方式，重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)用功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，先統(tǒng)一各家對(duì)功能應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，再到實(shí)現(xiàn)方式的認(rèn)識(shí)，最后才是統(tǒng)一協(xié)議，走向第三層境界。

?？的壳皩?shí)現(xiàn)了第二層境界，也在去年開(kāi)始與地方政府合作向第三層境界探索。目前我們已經(jīng)對(duì)接過(guò)20多家品牌的信號(hào)機(jī)或平臺(tái)，都是采用間接統(tǒng)一管控的方式實(shí)現(xiàn)的。

在面對(duì)諸多基于“相位—環(huán)”、“相位—階段”、“色步”等不同概念的信號(hào)機(jī)時(shí)，由于控制邏輯不同，有些字段并不是一一對(duì)應(yīng)，存在控制邏輯轉(zhuǎn)換方面的障礙。

我們的信號(hào)控制系統(tǒng)將開(kāi)放作為重要的技術(shù)理念，和NTCIP協(xié)議制定的目標(biāo)一致，是確保交通控制與 ITS系統(tǒng)組成單元彼此之間的“互操作性”與“互換性”。

所謂“互操作性”，是指在通訊網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同種類的系統(tǒng)之間可以相互引用對(duì)方提供的服務(wù)，這些系統(tǒng)不局限于信號(hào)控制系統(tǒng)，也包括其它ITS系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)“互操作性”，我們?nèi)娓镄铝塑浖邪l(fā)的開(kāi)發(fā)架構(gòu)，不同行業(yè)的平臺(tái)按照一套標(biāo)準(zhǔn)、一套架構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)，將應(yīng)用組件化，組件服務(wù)化，每一個(gè)應(yīng)用都可以對(duì)外提供服務(wù)接口。

這使得我們的系統(tǒng)不止可以提供基礎(chǔ)能力，高級(jí)應(yīng)用的能力也可以按模塊提供，同時(shí)按照同樣標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用可以與我們的系統(tǒng)無(wú)縫銜接，系統(tǒng)具備更高的靈活性和開(kāi)放性。

所謂“互換性”，是指軟件、硬件設(shè)備解耦，系統(tǒng)不會(huì)受限于品牌而導(dǎo)致軟硬件設(shè)備置換時(shí)與系統(tǒng)聯(lián)機(jī)的困難。

為了更好的實(shí)現(xiàn)“互換性”，我們開(kāi)發(fā)了API網(wǎng)關(guān)組件，這是一個(gè)與?？祵?duì)接的開(kāi)發(fā)環(huán)境，規(guī)定了開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和接口，內(nèi)置了GA/T 1049.2-2013協(xié)議，所有對(duì)接都在該組件中開(kāi)發(fā)。

該組件為開(kāi)發(fā)者提供各類封裝好的方法和接口，例如“相位-環(huán)”與“相位-階段”的轉(zhuǎn)換方法，開(kāi)發(fā)者只需要關(guān)注協(xié)議內(nèi)消息的轉(zhuǎn)換，而不需要了解平臺(tái)具體的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，大大降低了開(kāi)發(fā)門檻。

例如要實(shí)現(xiàn)下發(fā)配時(shí)方案，只需按照我們的接口規(guī)范填充所需的字段即可，開(kāi)發(fā)者不需要了解平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只會(huì)關(guān)注接口本身的調(diào)用。同時(shí)，按照同樣標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的對(duì)接組件可以復(fù)用于其它項(xiàng)目，減少重復(fù)開(kāi)發(fā)工作。

我們今年會(huì)開(kāi)放API網(wǎng)關(guān)組件，便于第三方對(duì)接我們的信號(hào)控制系統(tǒng)，調(diào)用我們的系統(tǒng)能力；同時(shí)在征得第三方廠家同意后，也會(huì)開(kāi)放一些開(kāi)發(fā)好的對(duì)接組件，用于在其它同類項(xiàng)目上與我們對(duì)接。

總結(jié)

統(tǒng)一管控不止是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，更是信號(hào)控制系統(tǒng)發(fā)展至今必須跨越的天塹。間接統(tǒng)一管控可以更好的關(guān)注功能應(yīng)用，短期內(nèi)可以緩解問(wèn)題，但是要徹底解決這一問(wèn)題還是要走向直連統(tǒng)一管控，從形神兼?zhèn)渥呦蚯笸娈悺?/span>

這需要行業(yè)內(nèi)主管部門、專業(yè)機(jī)構(gòu)與廣大同行的共同努力。?？狄恢币詠?lái)將開(kāi)放作為重要的發(fā)展理念，愿意以身作則開(kāi)放我們的對(duì)接協(xié)議、開(kāi)發(fā)工具和項(xiàng)目上開(kāi)發(fā)好的對(duì)接組件，我們希望與同行們一道，共同促進(jìn)信號(hào)機(jī)與上位機(jī)通訊協(xié)議的真正統(tǒng)一，求同存異，切實(shí)解決用戶無(wú)法統(tǒng)一管控導(dǎo)致的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，為交通治理帶來(lái)更大的價(jià)值。