回顧信控領(lǐng)域過去的一年，“統(tǒng)一信控平臺”可算是最熱門話題之一了，行業(yè)內(nèi)對統(tǒng)一信控平臺寄予了越來越多的不切實際的幻想，似乎有了平臺統(tǒng)一就能打通任督二脈，從此江湖一統(tǒng)、各大門派和諧共處天下太平；一些廠家的宣傳中也有意無意在傳達著這樣的信息。

近一段時間多位業(yè)內(nèi)同行也問過我的看法，概括起來大致包括幾個方面的問題：“怎么看待統(tǒng)一信控平臺？”、“能實現(xiàn)嗎？”、“怎么實現(xiàn)？”、“實現(xiàn)哪些功能？”、“對提升交通控制水平有什么幫助？”、“真的可以兼容多種信控產(chǎn)品？”等等。

對這些問題我思考了很久，以下是我對“信控統(tǒng)一平臺”的一些初步的認識，整理出來供同行參考。

統(tǒng)一信控平臺能實現(xiàn)嗎？

要回答這個問題，其實需要回答另外兩個問題。

問題一：你要統(tǒng)一哪些功能？如果希望統(tǒng)一平臺在功能無損的前提下完全取代現(xiàn)有信號控制系統(tǒng)，并且實現(xiàn)不同種類設(shè)備間無縫交互，答案是幾乎不可能，一個必然的結(jié)果是“平臺越統(tǒng)一、功能越損失”（后面我會詳細說）；如果僅僅是為了實現(xiàn)絢麗的UI展示、簡單人工控制干預(yù)、資產(chǎn)與運維管理等目標(biāo)，其實實現(xiàn)并不難。

問題二：統(tǒng)一平臺的用戶（目標(biāo)使用者）是誰？接上一個問題繼續(xù)說，如果希望專業(yè)從事信號控制的交通工程師使用統(tǒng)一平臺進行精細化的信號控制優(yōu)化，幾乎是不可能的，他們依然還要通過現(xiàn)場勘查、交通調(diào)查分析等手段，進行交通信號設(shè)計、控制模式設(shè)計，進行控制參數(shù)優(yōu)化與標(biāo)定工作，這些工作依然離不開專業(yè)的工具與原有的交通信號控制平臺。

當(dāng)然，前提是原有的信號控制平臺具備不可替代的功能優(yōu)勢。如果希望為運維人員以及交通管理指揮調(diào)度人員提供簡易界面，統(tǒng)一平臺也許是個選擇。但是，信號控制只是交通設(shè)施運維和指揮調(diào)度工作中涉及的一部分內(nèi)容而已，通過原有控制系統(tǒng)提供接口，并在集成指揮系統(tǒng)中實現(xiàn)相關(guān)功能也許是更好的選擇。

早在2013年發(fā)布的《公安交通集成指揮平臺通信協(xié)議》（GA/T1049-2013）初衷就是要實現(xiàn)各類專業(yè)系統(tǒng)與集成指揮系統(tǒng)互聯(lián)互通，而其中的“第2部分：交通信號控制系統(tǒng)”就是為實現(xiàn)集成指揮系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

綜上，我認為統(tǒng)一平臺能實現(xiàn)，但這是你想象中的那個統(tǒng)一平臺嗎？ 

統(tǒng)一信控平臺是不是信號控制平臺？

對這個問題的回答，一直以來我自己也很矛盾。

一方面，我認為統(tǒng)一平臺能力有限，很難真正實現(xiàn)不同廠商的系統(tǒng)與設(shè)備的統(tǒng)一，不應(yīng)該取代現(xiàn)有的信號控制系統(tǒng)。近期發(fā)布的《公安交通管理科技發(fā)展規(guī)劃（2021-2023年）》之“主要任務(wù)14、加強交通信號聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控”中所寫：“聯(lián)網(wǎng)接入不同品牌信號機，推進城市統(tǒng)一的交通信號管理平臺建設(shè)”，我覺得這個命名中的“管理”兩個字很有意思。

另一方面，我又認為統(tǒng)一平臺首先應(yīng)該是信控平臺，應(yīng)該具備信控平臺的最基本功能要素，并以信控為基本應(yīng)用目標(biāo)。所以我們在討論統(tǒng)一平臺之前，有必要先對現(xiàn)有的信號控制平臺有一些基本的認識。

交通信號控制系統(tǒng)通常由3個部分組成，分別是：前端系統(tǒng)（包括交通流檢測設(shè)備、交通控制設(shè)備、交通信號輸出設(shè)備）、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中心控制系統(tǒng)。

我們這里所說的信控平臺所指的就是中心控制系統(tǒng)，它應(yīng)該具備的基本功能包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、設(shè)備接入、狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、控制優(yōu)化、人機交互、故障監(jiān)測、運維管理等功能，細分下去應(yīng)該有數(shù)十項功能。

這些功能組成可分類為“輔助功能”與“核心功能”兩類，輔助功能為用戶提供道路服務(wù)水平監(jiān)測、控制服務(wù)水平監(jiān)測、控制狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備健康管理、數(shù)據(jù)輔助分析、可視化人機交互、人工干預(yù)信號運行等功能。

核心功能是采集并分析交通流數(shù)據(jù)、結(jié)合控制場景、控制目標(biāo)，生成優(yōu)化控制參數(shù)，并通過前端設(shè)備輸出控制狀態(tài)，以達到優(yōu)化交通運行的目標(biāo)。

隨著前端軟件技術(shù)尤其是數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的發(fā)展，輔助類功能的開發(fā)已經(jīng)變得越來越容易實現(xiàn)。所以，衡量與評價信控平臺水平的關(guān)鍵指標(biāo)不應(yīng)該是界面的炫酷，而應(yīng)該聚焦關(guān)鍵核心功能的水平與能力。幾年前，我嘗試著依據(jù)信控平臺功能豐富程度、優(yōu)化控制水平等方面的指標(biāo)可以對信控系統(tǒng)進行能力評價。

下面是簡單的表格（更復(fù)雜的信控系統(tǒng)評價指標(biāo)以后有機會另文介紹）。

以這些粗略的指標(biāo)來衡量，結(jié)果顯而易見，目前的各類信控系統(tǒng)平臺間存在著巨大的差異。在這樣差異化的環(huán)境中，我們該如何建設(shè)統(tǒng)一平臺？或者，以此為基準來審視我們期待的“統(tǒng)一平臺”，我們希望建設(shè)哪一個級別的統(tǒng)一平臺呢？

為什么“平臺越統(tǒng)一、功能越損失”？

平臺能力與價值最終取決于功能，因此要實現(xiàn)統(tǒng)一信控平臺，首先要明確定義并統(tǒng)一功能范圍。

粗略回顧一下中國信號控制系統(tǒng)的幾十年的發(fā)展歷程，目前在國內(nèi)運行的信控系統(tǒng)既包括國外引進系統(tǒng)（美國、英國、西班牙、澳大利亞等）、也包括在引進系統(tǒng)基礎(chǔ)上邊仿制邊開發(fā)的產(chǎn)品（如美國血統(tǒng)的類NTCIP系列產(chǎn)品等），還包括完全自主體系的各類產(chǎn)品。這些產(chǎn)品與系統(tǒng)從前端設(shè)備、通信協(xié)議、到中心平臺功能之間都存在著巨大的差異，對一些最基本的交通控制概念的理解也各不相同。

以前文所說的核心優(yōu)化功能為例，各系統(tǒng)廠家都將自己的研究成果和對交通控制、優(yōu)化的理解融入了產(chǎn)品之中，如scoot系統(tǒng)的秒級實時自適應(yīng)優(yōu)化、scats系統(tǒng)基于類飽和度的方案選擇優(yōu)化、NEMA基于環(huán)結(jié)構(gòu)體系的以豐富多樣的感應(yīng)控制為核心的優(yōu)化方法、以及很多國內(nèi)廠家的方案自動生成類優(yōu)化方法，加之各種公交優(yōu)先控制、緊急優(yōu)先控制、邏輯組合控制、場景化時間響應(yīng)控制等等，近期出現(xiàn)的基于邊緣計算的分布式優(yōu)化控制方法，這些控制方法不僅在優(yōu)化原理上差別巨大，包括對交通控制最基本概念的認識也存在巨大差異：

信號控制基本概念中對燈組、相位、階段、環(huán)的定義，路網(wǎng)模型中流向、路段、路口、區(qū)域（子區(qū)）的定義與理解千差萬別；

協(xié)調(diào)控制中協(xié)調(diào)相位、相位差（絕對、相對）、協(xié)調(diào)方式（綠初協(xié)調(diào)、綠尾協(xié)調(diào)、綠中協(xié)調(diào)）等概念理解各異、處理各不相同；

控制方案切換、控制模式轉(zhuǎn)換過程中的過渡處理方法迥然相異，凡此種種無法細數(shù)。

再加上不同控制系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)、控制算法模型差異，系統(tǒng)通信協(xié)議、控制顆粒與實時性差異，都為統(tǒng)一平臺建設(shè)提出了種種挑戰(zhàn)。

下圖中ABC分別表達三種不同的信號控制系統(tǒng)產(chǎn)品的功能范圍，有兩種方法實現(xiàn)統(tǒng)一平臺，或?qū)崿F(xiàn)三種新系統(tǒng)的功能合集，統(tǒng)一平臺功能涵蓋ABC全部功能，或?qū)崿F(xiàn)三種系統(tǒng)功能交集，統(tǒng)一平臺功能僅涉及ABC交叉部分的共同功能，首先要明確實現(xiàn)哪種統(tǒng)一？

合集實現(xiàn)，我們要實現(xiàn)3種系統(tǒng)全部功能，并實現(xiàn)交叉控制，也就是說通過統(tǒng)一平臺要能夠?qū)崿F(xiàn)原有控制系統(tǒng)的全部優(yōu)化、控制功能，且不說開發(fā)一套平臺實現(xiàn)全部scoot系統(tǒng)、scats系統(tǒng)種種L4級系統(tǒng)功能的可能性有多大，就算是把最簡單的L1-L3級系統(tǒng)功能全實現(xiàn)一遍難度也可想而知。

幾年前，我曾經(jīng)有過這樣的動念，甚至雄心勃勃設(shè)計了龐大的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與流程，但最終還是“興興開始、悄悄放棄”，實在太難了。

交集功能，這就要分析一下各類系統(tǒng)能夠有的交集部分的功能有哪些？逐一梳理后，我發(fā)現(xiàn)剩下的功能基本上是配時管理、故障管理、狀態(tài)監(jiān)控、人工干預(yù)控制（統(tǒng)一特勤控制屬于此功能）、數(shù)據(jù)可視化、以及一些檔案管理類的功能，僅此而已，充其量是信控系統(tǒng)的L1水平。

即便如此，由于不同系統(tǒng)基本概念、編碼命名方式、故障類型定義、數(shù)據(jù)統(tǒng)計的時間空間顆粒等仍然有很多鴻溝，在表達上也還在很多難題，就連最簡單的配時方案表達就很難實現(xiàn)“相位-階段”、“相位環(huán)-相位”、“色步結(jié)構(gòu)”之間的統(tǒng)一表達，即便有某些廠家號稱解決了這些問題，我也只能無語一笑，因為他們面對的只是固定配時的定周期場景，一旦涉及全感應(yīng)控制、實時自適應(yīng)控制、協(xié)調(diào)感應(yīng)控制、優(yōu)先控制等場景，以及動態(tài)的相位搭接、GapOut、Force-off、Resting Red、相位階段按需出現(xiàn)等優(yōu)化模式試試？估計全部原形畢露。（這是另一話題，在此不深談，以后有時間可以單獨寫寫控制模式與控制方法的差異與對比）。

所以，冷靜下來，統(tǒng)一信控平臺似乎更適合實現(xiàn)功能交集部分。鑒于前面的分析，這些交集部分的功能似乎很難包括核心優(yōu)化控制功能，更多的是輔助管理功能中的一部分而已。

統(tǒng)一平臺的功能

統(tǒng)一平臺概括起來要實現(xiàn)以下幾個方面的統(tǒng)一：

統(tǒng)一接入：通過對平臺間的開放接口協(xié)議（如GA/T1049.2）或信號控制設(shè)備的開放接口協(xié)議（如GB/T20999或NTCIP），實現(xiàn)信號控制向統(tǒng)一平臺的接入，建立不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換、命令控制交互；

統(tǒng)一監(jiān)視：利用統(tǒng)一的GIS地圖、統(tǒng)一的UI界面實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、控制運行狀態(tài)監(jiān)視、交通運行狀態(tài)監(jiān)視等功能；

統(tǒng)一操控：將不同控制理念的配時數(shù)據(jù)歸一致化，并以統(tǒng)一的人機交互界面實現(xiàn)部分配時參數(shù)管理；統(tǒng)一控制干預(yù)界面，包括特勤控制、緊急干預(yù)控制等；

統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：統(tǒng)一的路網(wǎng)定義，實現(xiàn)涵蓋車道、路段、路口、道路、控制子區(qū)、區(qū)域、城市的全路網(wǎng)統(tǒng)一定義；統(tǒng)一的設(shè)施檔案管理，實現(xiàn)交通檢測設(shè)備、交通信號輸出設(shè)備、交通控制設(shè)備、通信設(shè)備、中心系統(tǒng)等在內(nèi)的系統(tǒng)資產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一；統(tǒng)一控制數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)基礎(chǔ)控制參數(shù)、安全參數(shù)、優(yōu)化標(biāo)定參數(shù)、配時數(shù)據(jù)等控制數(shù)據(jù)統(tǒng)一；

統(tǒng)一交通數(shù)據(jù)：在統(tǒng)一路網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對交通數(shù)據(jù)在空間范圍、時間顆粒上進行歸一融合，實現(xiàn)交通數(shù)據(jù)的統(tǒng)一清洗凈化、統(tǒng)一預(yù)歸檔處理、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一分析、統(tǒng)一可視化展示；

統(tǒng)一接口：交通控制應(yīng)用越來越多需要與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，統(tǒng)一平臺應(yīng)該對外部數(shù)據(jù)接口進行統(tǒng)一規(guī)范管理，實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與控制交互；

統(tǒng)一安全：應(yīng)建立統(tǒng)一的用戶身份認證與授權(quán)管理體系，這其中既要包括人員安全認證與授權(quán)、也包括設(shè)備身份認證預(yù)授權(quán)，還要包括接口認證與授權(quán)；建立統(tǒng)一的運行操作審計日志；

統(tǒng)一運維：建立統(tǒng)一的故障分級分類代碼體系，通過對不同系統(tǒng)設(shè)備故障進行歸類轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)統(tǒng)一的故障報警、處置、維修維護全流程管理； 

協(xié)議問題是統(tǒng)一平臺的關(guān)鍵問題嗎?

先給答案：不是！

再解釋，協(xié)議與接口是統(tǒng)一信控平臺要解決的重要問題，但不是唯一問題，更不是核心關(guān)鍵問題。

一個有趣的現(xiàn)象是每當(dāng)談到統(tǒng)一平臺，很多業(yè)內(nèi)同行第一反應(yīng)就是開放協(xié)議，但是協(xié)議開放了就能實現(xiàn)平臺統(tǒng)一嗎？

以NTCIP協(xié)議為例，協(xié)議文本以及標(biāo)準的MIB庫天然就是公開且開放的，國內(nèi)的GB/T20999協(xié)議也早就發(fā)布了，國內(nèi)一些主流信號控制系統(tǒng)廠家其實也是能提供數(shù)據(jù)接口的，但是為什么統(tǒng)一平臺依然是個難題？

系統(tǒng)協(xié)議就如同人與人之間溝通的語言，語言相通并不意味著交流順暢、能力對等、或思想一致。協(xié)議與接口開放只是解決了基本的通信問題，并不能解決控制方法、控制理念問題。

協(xié)議與接口打通只是實現(xiàn)了IT層面的數(shù)據(jù)交換，并不能解決交通控制層面的協(xié)同與統(tǒng)一，前面說到的控制概念、控制理念、優(yōu)化方法上的差異并不會因為協(xié)議打通而得到有效解決。

因此，那些“能打通多少種通信協(xié)議、接入多少種信號機與信號系統(tǒng)”的說辭都無外乎是一種宣傳噱頭，因為從IT角度來看，接入?yún)f(xié)議并不是什么高深的技術(shù)。

真正的難題是理解協(xié)議背后的控制邏輯與控制理念，以及這些邏輯理念在交通控制上的意義，這才是最大屏障。

要想從根本意義上實現(xiàn)統(tǒng)一信控平臺，必須從基礎(chǔ)標(biāo)準、基礎(chǔ)方法、基本理念上進行統(tǒng)一與規(guī)范，只有思想統(tǒng)一才能實現(xiàn)系統(tǒng)與控制的真正統(tǒng)一，真到了那一天，其實也就沒有必要再做什么統(tǒng)一平臺了。這條路還很漫長，而且歷史包袱越來越重，對此我不持樂觀態(tài)度。

關(guān)于協(xié)議這個話題，可以參考之前我在賽文發(fā)過的一篇相關(guān)文章。( 需求并起的信號統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控 | 張福生：說說信控通信協(xié)議)

統(tǒng)一平臺的知識產(chǎn)權(quán)問題

延續(xù)上面關(guān)于協(xié)議的話題，江湖傳聞某些統(tǒng)一平臺的做法是采用暴力破解的方式，以反向工程的方法對某些不開放的系統(tǒng)進行協(xié)議破解，這種做法是否涉及知識產(chǎn)權(quán)方面的法律問題，我表示疑慮。

統(tǒng)一平臺的幾種基本架構(gòu)形態(tài)

統(tǒng)一信控平臺要實現(xiàn)多種異構(gòu)的信控產(chǎn)品的融合，基本方法上無外乎兩種方式：C2C（中心到中心）模式與C2F（中心到現(xiàn)場設(shè)施）模式。在具體項目實現(xiàn)上可能還會存在兩種模式的混雜模式。這其中涉及大量瑣碎的技術(shù)細節(jié)，不一一贅述，以下用幾張示意圖簡單表達。

傳統(tǒng)經(jīng)典的信號控制系統(tǒng)基本是采用樹狀結(jié)構(gòu)，如下圖：

C2C（中心到中心）平臺模式，需要信控系統(tǒng)提供接口并開放中心接口協(xié)議，如下圖：

C2F（中心到現(xiàn)場設(shè)備）平臺模式，需要信號控制器提供開放的通信協(xié)議，如下圖：

混雜接入的平臺模式，針對不同的開放協(xié)議靈活選擇適當(dāng)?shù)慕尤敕绞?，如下圖：

統(tǒng)一平臺就能統(tǒng)一控制嗎？

我認為：既能又不能。

說能，是指通過統(tǒng)一平臺可以在一定范圍內(nèi)統(tǒng)一修改控制參數(shù)，比如簡單修改配時方案、時間計劃表；統(tǒng)一進行人工控制干預(yù)，比如中心遠程鎖定相位、集中進行勤務(wù)路線控制；某些特定場景下可以實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制等等。

說不能，是指即使有了統(tǒng)一平臺也未必能實現(xiàn)不同信號控制產(chǎn)品間的有效協(xié)同，跨產(chǎn)品的綠波控制、方案優(yōu)化控制、優(yōu)先控制、事件響應(yīng)控制等功能仍然會存在各種問題，各產(chǎn)品獨有的控制功能更難統(tǒng)一協(xié)同控制，即使勉強拼湊，也只能適應(yīng)局部特定的控制場景，一旦場景變化往往需要交通工程師做大量的適配性工作。

統(tǒng)一平臺很難實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)間的無縫融合。

僅以綠波控制為例，不同信號控制器或控制系統(tǒng)在方案切換時的過渡與同步方法、過渡轉(zhuǎn)換周期數(shù)量幾乎完全不同，協(xié)調(diào)相位的定義與協(xié)調(diào)時機也各有理解，這些差異源自產(chǎn)品最底層設(shè)計，很難通過統(tǒng)一平臺進行協(xié)同（以后似乎可以做一個專題來寫寫不同信號系統(tǒng)產(chǎn)品的協(xié)同控制差異）。

關(guān)于預(yù)算與造價

過去一段時間我收集了一下國內(nèi)關(guān)于統(tǒng)一平臺的招投標(biāo)信息，從掌握有限的公開資料來看各地統(tǒng)一信控平臺的造價少則百萬、中則數(shù)百萬、高則幾千萬，不同預(yù)算往往意味著不同的功能需求，但不可否認的是很多城市最終解決的只不過是幾十臺到幾百臺不同品牌信號機的統(tǒng)一管理而已。同樣的預(yù)算是否還有其他的解決方案？我不知道。

要不要建設(shè)統(tǒng)一信控平臺？

這是終極問題，回答前再想想前面的問題：要統(tǒng)一什么？給誰用？預(yù)算值得嗎？

別沖動，別盲目，再想想。 

這篇文章寫寫停停了好多次，期間與清華大學(xué)李瑞敏老師、滴滴智能交通孫偉力老師有過多次討論，他們提出的問題與想法給了我很多啟發(fā)，在此表示感謝。 

終于寫完了，忽然想到一個不恰當(dāng)?shù)谋扔鳎y(tǒng)一平臺也許像手機的拍照功能，專用控制系統(tǒng)更向像是單反相機，用手機拍照簡單易學(xué)還有美顏功能，但是專業(yè)的事情還得專業(yè)工具支持。再好的工具也離不開攝影師的審美與構(gòu)圖，別指望工具本身，交通控制的靈魂永遠依靠交通工程師的靈感與辛勤。

其實還有幾個當(dāng)初列出的問題沒有回答，先mark一下，也許以后可以寫個續(xù)集：統(tǒng)一信控平臺與交通信號大腦的關(guān)系？怎樣通過統(tǒng)一平臺實現(xiàn)控制能力提升？有了統(tǒng)一平臺，就可以不再受制于某一個廠家了嗎？以及本文中遺留的一兩個內(nèi)容：控制模式與控制方法的差異與對比，不同信號系統(tǒng)產(chǎn)品的協(xié)調(diào)控制差異。