Preliminary Study on the Application of Public Security Integrated Platform and
Traffic Signal Interface Standard GA1049-2
顾平太 GU Ping-tai；胡火勤 HU Huo-qin
（南京莱斯信息技术股份有限公司，南京 210000）
（Nanjing Les Information Technology Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China）
摘要：随着城市交通管理的要求越来越高，多年来不同厂家对于交通管理的投入也越来越多，由于此前没有统一的软件互联通信协议的管理规范，因而不同厂家的管理软件也是没有按照一个统一的协议进行开发，由此造成了不同厂家的设备在同一个城市内不能共存，无法在性价比上自由竞争。公安部交通管理局为了适应时代的要求，于2013年颁布了GA/T1049协议规范，为实现不同厂家的不同子系统的互联互通提供了可能。本文所述即是对其中的交通信号控制系统UTCS和交通集成指挥平台TICP之间的公共模块协议GA/T1049-2的具体实现进行了探讨。
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.
关键词：交通信号；控制系统；应用研究；初探
Key words: traffic signal；control system；application research；preliminary
中图分类号：U491.5+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）25-0262-04
0 引言
首先，该协议是在综合集成了国内主要几家大的产品供应商的现有协议和参考了美国交通管理ITS通信协议NTCIP的基础上建立的，因而目前还没有哪个厂家能够完整的实现公安部已经颁布的GA/T1049-2协议的全部功能。如何按照GA/T1049-2协议的要求将自己厂家的UTCS系统接入TICP综合管理平台，就是必须面临的一个重要的课题，也就是必须将本厂家的自定义协议通过中间转换程序实现和其他厂家的互联互通。
其次，又由于不同厂家目前产品功能的实现一般都没有全部完成GA/T1049-2协议要求，因而还有一部分数据的转换源都是没有的，因而需要补充另一部分信息才能实现GA/T1049-2协议的检测要求。
综合这两方面的实际情况，本文探讨了由此相关的实现思路。
1 系统网络架构
系统网络架构见图1。
2 软件架构图
软件架构图见图2。
3 数据流程图
数据流程图见图3。
4 主要功能、实现基础及其数据库表的设计
4.1 基础信息
4.1.1 系统信息
该数据结构主要定义了系统名称、系统版本号、系统供应商和该系统包含的区域标识列表和系统内所有信号控制机标识列表，区域标识是有相应的编写格式和规范要求的，使用了行政区划代号作为基础，而信号机标识则使用了交通管理部门的机构代码，主要是考虑到全国范围内的综合集成联网控制的需要。需要不同厂家根据自己的数据内容进行格式转换后，方能作为GA/T1049-2协议的系统信息XML格式下的数据表示。
数据库表：SysInfo（图4）。
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图4
4.1.2 区域参数
该数据结构主要定义了区域标识、区域名称、本区域所包含的子区标识列表和路口标识列表。区域标识和子区标识、路口标识是有相应的编写格式和规范要求的，同样使用了行政区划代号作为基础。
数据库表：RegionParam（图5）。
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图5
4.1.3 子区参数
该数据结构主要定义了子区标识、子区名称、子区所包含的路口标识等。子区标识和路口标识均是以行政区划代码作为编制基础的。
数据库表：SubRegionParam（图6）。
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图6
4.1.4 路口参数
该数据结构主要定义了路口标识、路口名称、路口特征、路口类型和路口所包含的检测器标识列表、车道列表、相位列表、阶段列表、方案列表等信息。其中检测器标识是以行政区划代码为基础，按照路口标识为主体的综合顺序编号，在UTCS系统内是唯一的，又鉴于路口标识的唯一性，因而检测器标识实际上是在整个大系统内都是唯一的，因而其采集的交通信息是可以在不同系统之间共享的。车道号、相位号、阶段号、方案号则是路口自编号，仅仅在本路口范围内有效，但是路口参数的这些内容获得对于不同厂家而言，一般只能通过UTCS系统内必备的路口渠化图的构成数据经过转换所获得。相对比较复杂一些，也是系统的一个关键要素。
数据库表：CrossParam（图7）。
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图7
4.1.5 检测器参数
该参数包含了检测器标识、距离停车线的距离、所属路口标识和所在车道号列表。一般情况下是对应单个车道。
数据库表：DetParam（图8）。
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图8
4.1.6 车道参数
该参数包含了路口标识、车道号、车道方位、车道性质、行驶方向和车道特征等。
数据库表：LaneParam（图9）。
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图9
4.1.7 相位参数
该参数包含了路口标识、相位号、相位名称、相位特征、放行车道列表和行人过街方向列表。这些参数也是需要根据不同的路口现状，进行实际配置后，转换成XML格式的数据表示。
数据库表：PhaseParam（图10）。
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图10
4.1.8 阶段参数
该参数包含了路口标识、阶段号、阶段名称、阶段特征、阶段内的绿灯、红黄过渡、黄灯过渡、清场红灯时间和放行相位列表，这是路口机实时运行过程中的有效控制参数。
数据库表：StageParam（图11）。
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图11
4.1.9 方案参数
该参数包含了路口标识、方案号、周期长度、相位差、阶段列表等信息。
数据库表：PlanParam（图12）。
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图12
4.1.10 信号机
该参数包含了信号机标识、设备供应商、设备类型、设备当前控制灯组列表和设备实际控制的路口标识列表等。
数据库表：SignalController（图13）。
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图13
4.1.11 信号灯组
该参数包含了每个信号灯组的所属信号机标识、灯组号、灯组所在的方位和灯组类型等，这些参数仅限本路口内有效。
数据库表：PlanParam（图14）。
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图14
4.2 运行信息
主要包括系统状态、区域状态、路口状态、路口控制方式、路口控制方案、路口阶段、路口相位灯态、路口交通流量等实时推送的信息。具体表格定义如下。
①路口状态表：CrossState（图15）。
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图15
②路口阶段表：CrossStage（图16）。
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图16
③路口周期表：CrossCycle（图17）。
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图17
④路口相位灯态表：CrossPhaseLampStatus（图18）。
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图18
⑤路口控制方式表：CrossControlMode（图19）。
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图19
⑥路口交通数据流表：CrossTrafficData（图20）。
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图20
鉴于不同厂家实现控制的方式、方法不同，路口控制方式千差万别，一方面需要根据GA/T1049-2的方式定义进行转换；另一方面，还要扩展该标准内没有定义的控制方式，以便体现不同厂家的控制特色和优势。
路口交通流量的定义比较完整，包括车道号、车道流量、平均车长、当量小汽车、平均车头间距、平均车头时距、平均速度、饱和度、密度、平均排队长度、占有率等。所含信息字段比较多，一般厂家的单类检测设备可能不能采集到这么完善的车流量信息，但是这些信息对应UTCS系统的控制参数优化而言非常重要，是一些基础信息，对于这些基础信息的深入研究，可以有效实现交通信号（周期、绿信比、相位差）的控制方案的优化，满足日益增加的流量管理和繁忙的交通控制需要，以及突发情况下的应急处置能力的提升都有着非常重要的价值。
4.3 特殊控制
对于一些特种车辆（消防车、救护车、执行任务的警车、高级别的警卫任务车队等）的出行，有时候需要进行特殊控制，以满足其紧急通行的需要。通过定时或者不定时的锁定/解锁交通流向，可以实现这方面的特殊需要。
5 结束语
本标准的颁布，对于我国交通管理水平的提高和各厂家的公平竞争都具有极其重要的意义，努力实现该系列标准有利于各个厂家自身实力的提高。当然，随着新的检测设备的不断涌现，逐步完善这个系列标准也是今后的一项重要工作。
参考文献：
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[3]马旭辉，李根柱.交通信号设施状态监测技术及应用研究[J].价值工程，2013，32（20）：246-248. |
