公安集成平臺與交通信號接口標準GA1049-2應用初探

顧平太 胡火勤

摘要：隨著城市交通管理的要求越來越高，多年來不同廠家對于交通管理的投入也越來越多，由于此前沒有統(tǒng)一的軟件互聯(lián)通信協(xié)議的管理規(guī)范，因而不同廠家的管理軟件也是沒有按照一個統(tǒng)一的協(xié)議進行開發(fā)，由此造成了不同廠家的設備在同一個城市內(nèi)不能共存，無法在性價比上自由競爭。公安部交通管理局為了適應時代的要求，于2013年頒布了GA/T1049協(xié)議規(guī)范，為實現(xiàn)不同廠家的不同子系統(tǒng)的互聯(lián)互通提供了可能。本文所述即是對其中的交通信號控制系統(tǒng)UTCS和交通集成指揮平臺TICP之間的公共模塊協(xié)議GA/T1049-2的具體實現(xiàn)進行了探討。

Abstract： With the increasing requirements of urban traffic management， different manufacturers have invested more and more in traffic management for many years. Since there is no unified management specification for software interconnection communication protocols， the management software of different manufacturers is not developed according to a unified protocol. As a result， devices of different manufacturers cannot coexist in the same city， and cannot be freely cost-effective competition. In order to meet the requirements of the times， the Traffic Management Bureau of the Ministry of Public Security promulgated the GA/T1049 protocol specification in 2013， which provides the possibility of interconnecting different subsystems of different manufacturers. This paper discusses the implementation of the common module protocol GA/T1049-2 between the traffic signal control system UTCS and the traffic integrated command platform TICP.

關鍵詞：交通信號;控制系統(tǒng);應用研究;初探

Key words： traffic signal;control system;application research;preliminary

中圖分類號：U491.5+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）25-0262-04

0? 引言

首先，該協(xié)議是在綜合集成了國內(nèi)主要幾家大的產(chǎn)品供應商的現(xiàn)有協(xié)議和參考了美國交通管理ITS通信協(xié)議NTCIP的基礎上建立的，因而目前還沒有哪個廠家能夠完整的實現(xiàn)公安部已經(jīng)頒布的GA/T1049-2協(xié)議的全部功能。如何按照GA/T1049-2協(xié)議的要求將自己廠家的UTCS系統(tǒng)接入TICP綜合管理平臺，就是必須面臨的一個重要的課題，也就是必須將本廠家的自定義協(xié)議通過中間轉換程序實現(xiàn)和其他廠家的互聯(lián)互通。

其次，又由于不同廠家目前產(chǎn)品功能的實現(xiàn)一般都沒有全部完成GA/T1049-2協(xié)議要求，因而還有一部分數(shù)據(jù)的轉換源都是沒有的，因而需要補充另一部分信息才能實現(xiàn)GA/T1049-2協(xié)議的檢測要求。

綜合這兩方面的實際情況，本文探討了由此相關的實現(xiàn)思路。

1? 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構

系統(tǒng)網(wǎng)絡架構見圖1。

2? 軟件架構圖

軟件架構圖見圖2。

3? 數(shù)據(jù)流程圖

數(shù)據(jù)流程圖見圖3。

4? 主要功能、實現(xiàn)基礎及其數(shù)據(jù)庫表的設計

4.1 基礎信息

4.1.1 系統(tǒng)信息

該數(shù)據(jù)結構主要定義了系統(tǒng)名稱、系統(tǒng)版本號、系統(tǒng)供應商和該系統(tǒng)包含的區(qū)域標識列表和系統(tǒng)內(nèi)所有信號控制機標識列表，區(qū)域標識是有相應的編寫格式和規(guī)范要求的，使用了行政區(qū)劃代號作為基礎，而信號機標識則使用了交通管理部門的機構代碼，主要是考慮到全國范圍內(nèi)的綜合集成聯(lián)網(wǎng)控制的需要。需要不同廠家根據(jù)自己的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行格式轉換后，方能作為GA/T1049-2協(xié)議的系統(tǒng)信息XML格式下的數(shù)據(jù)表示。

4.1.2 區(qū)域參數(shù)

該數(shù)據(jù)結構主要定義了區(qū)域標識、區(qū)域名稱、本區(qū)域所包含的子區(qū)標識列表和路口標識列表。區(qū)域標識和子區(qū)標識、路口標識是有相應的編寫格式和規(guī)范要求的，同樣使用了行政區(qū)劃代號作為基礎。

4.1.3 子區(qū)參數(shù)

該數(shù)據(jù)結構主要定義了子區(qū)標識、子區(qū)名稱、子區(qū)所包含的路口標識等。子區(qū)標識和路口標識均是以行政區(qū)劃代碼作為編制基礎的。

數(shù)據(jù)庫表：SubRegionParam（圖6）。

4.1.4 路口參數(shù)

該數(shù)據(jù)結構主要定義了路口標識、路口名稱、路口特征、路口類型和路口所包含的檢測器標識列表、車道列表、相位列表、階段列表、方案列表等信息。其中檢測器標識是以行政區(qū)劃代碼為基礎，按照路口標識為主體的綜合順序編號，在UTCS系統(tǒng)內(nèi)是唯一的，又鑒于路口標識的唯一性，因而檢測器標識實際上是在整個大系統(tǒng)內(nèi)都是唯一的，因而其采集的交通信息是可以在不同系統(tǒng)之間共享的。車道號、相位號、階段號、方案號則是路口自編號，僅僅在本路口范圍內(nèi)有效，但是路口參數(shù)的這些內(nèi)容獲得對于不同廠家而言，一般只能通過UTCS系統(tǒng)內(nèi)必備的路口渠化圖的構成數(shù)據(jù)經(jīng)過轉換所獲得。相對比較復雜一些，也是系統(tǒng)的一個關鍵要素。

4.1.5 檢測器參數(shù)

該參數(shù)包含了檢測器標識、距離停車線的距離、所屬路口標識和所在車道號列表。一般情況下是對應單個車道。

4.1.6 車道參數(shù)

該參數(shù)包含了路口標識、車道號、車道方位、車道性質(zhì)、行駛方向和車道特征等。

4.1.7 相位參數(shù)

該參數(shù)包含了路口標識、相位號、相位名稱、相位特征、放行車道列表和行人過街方向列表。這些參數(shù)也是需要根據(jù)不同的路口現(xiàn)狀，進行實際配置后，轉換成XML格式的數(shù)據(jù)表示。

4.1.8 階段參數(shù)

該參數(shù)包含了路口標識、階段號、階段名稱、階段特征、階段內(nèi)的綠燈、紅黃過渡、黃燈過渡、清場紅燈時間和放行相位列表，這是路口機實時運行過程中的有效控制參數(shù)。

4.1.9 方案參數(shù)

該參數(shù)包含了路口標識、方案號、周期長度、相位差、階段列表等信息。

4.1.10 信號機

該參數(shù)包含了信號機標識、設備供應商、設備類型、設備當前控制燈組列表和設備實際控制的路口標識列表等。

4.1.11 信號燈組

該參數(shù)包含了每個信號燈組的所屬信號機標識、燈組號、燈組所在的方位和燈組類型等，這些參數(shù)僅限本路口內(nèi)有效。

4.2 運行信息

主要包括系統(tǒng)狀態(tài)、區(qū)域狀態(tài)、路口狀態(tài)、路口控制方式、路口控制方案、路口階段、路口相位燈態(tài)、路口交通流量等實時推送的信息。具體表格定義如下。

鑒于不同廠家實現(xiàn)控制的方式、方法不同，路口控制方式千差萬別，一方面需要根據(jù)GA/T1049-2的方式定義進行轉換;另一方面，還要擴展該標準內(nèi)沒有定義的控制方式，以便體現(xiàn)不同廠家的控制特色和優(yōu)勢。

路口交通流量的定義比較完整，包括車道號、車道流量、平均車長、當量小汽車、平均車頭間距、平均車頭時距、平均速度、飽和度、密度、平均排隊長度、占有率等。所含信息字段比較多，一般廠家的單類檢測設備可能不能采集到這么完善的車流量信息，但是這些信息對應UTCS系統(tǒng)的控制參數(shù)優(yōu)化而言非常重要，是一些基礎信息，對于這些基礎信息的深入研究，可以有效實現(xiàn)交通信號（周期、綠信比、相位差）的控制方案的優(yōu)化，滿足日益增加的流量管理和繁忙的交通控制需要，以及突發(fā)情況下的應急處置能力的提升都有著非常重要的價值。

4.3 特殊控制

對于一些特種車輛（消防車、救護車、執(zhí)行任務的警車、高級別的警衛(wèi)任務車隊等）的出行，有時候需要進行特殊控制，以滿足其緊急通行的需要。通過定時或者不定時的鎖定/解鎖交通流向，可以實現(xiàn)這方面的特殊需要。

5? 結束語

本標準的頒布，對于我國交通管理水平的提高和各廠家的公平競爭都具有極其重要的意義，努力實現(xiàn)該系列標準有利于各個廠家自身實力的提高。當然，隨著新的檢測設備的不斷涌現(xiàn)，逐步完善這個系列標準也是今后的一項重要工作。

參考文獻：

[1]《GA/T 1049.2 2013 公安交通集成指揮平臺通信協(xié)議 交通信號控制系統(tǒng)》主要起草人 徐棱 張雷元 樹愛兵 趙永金 孫正良 劉東坡 吳曉峰 汪德生 李月高 劉建華.

[2]顧江洋，應世杰.基于智能控制理論STC10芯片交通信號燈系統(tǒng)的設計[J].價值工程，2017，36（02）：148-149.

[3]馬旭輝，李根柱.交通信號設施狀態(tài)監(jiān)測技術及應用研究[J].價值工程，2013，32（20）：246-248.