据2019年交通信号机市场研究报告显示，全国城市中使用2种品牌的最为普遍，达到38.8%，使用三种及以上品牌的合计占27%，甚至在调研中有地市涉及到的信控品牌在20种以上。

造成这种局面一般有两类原因，一类是由于历史原因，不同时期、不同建设单位采用了不同的信号机品牌，另一类是用户考虑到竞争机制和更优的性价比而引入了不同的厂家。

随着交通拥堵的不断加剧，交管业务的不断拓展，城市里良莠不齐的信号机就成为了城市交通治理的羁绊。

虽然行业内有三部标准(《GB/T 20999-2017交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》（以下简称GB/T20999-2017），《GB 25280-2016 道路交通信号控制机》（以下简称GB25280-2016），《GA/T 1049.2-2013 公安交通集成指挥平台通信协议 第2部分：交通信号控制系统》（以下简称GA/T1049.2-2013））规定了信号控制系统的通信协议，但是由于行业缺乏信控系统技术功能的统一认识，各企业对通信协议的理解不同，不同品牌信号机无法彻底跨越障碍实现统一管控。

在现有的技术条件下，信号控制系统承担着指挥城市交通运行的主要角色，交警可以利用该系统对不同路口、路段、区域的交通流实施疏导或限制。

面对多品牌混杂的信号机分布和复杂的交管需求，交警需要多人操作多平台、或在每个路口人工控制来弥补无法统一管控带来的问题，因此也难以在不同品牌信号机之间实现智能控制。

正因为如此，统一管控的呼声越来越高，与其说这是一种趋势，不如说这是一个必须克服的问题。

论统一管控的三层境界

在谈论统一管控前，有些概念需要统一。

目前大部分用户期望的统一管控是不同品牌的信号机直接接入统一管控平台，这种统一管控是甲信号机→乙平台的直连方式；而目前大部分企业实现的统一管控是甲信号机→甲平台→乙平台的间接连接方式。

这是两种不同的统一管控概念，本文称第一种为直连统一管控，第二种为间接统一管控。

之所以会出现两类统一管控方式，是因为我们谈论的信号控制系统通讯协议也有两类。

一类是设备与平台的通讯协议，直连统一管控采用的就是这类协议。

这类协议规定了信号机与上位机间的数据通讯消息结构，如联机、交通流信息、信号机工作状态、灯色状态、配时方案等对象消息结构。各通讯消息没有业务属性，要实现各项业务需要理解各个对象的含义与关联，将不同的对象消息组合使用。我们常常谈论的GB25280-2016和GB∕T 20999-2017都属于这类协议。

另一类是平台与平台的通讯协议，间接统一管控采用的就是这类协议。

这类协议也可以称为API（Application Programming Interface，应用程序接口），是一类与业务功能相关的协议或函数，例如接收信号机实时灯态、下发信号机方案、设置信号机控制模式等功能接口，开发者无需理解第三方系统的内部工作机制就可以实现相应业务功能。可以更快、更直接的对功能进行开发，例如GA/T 1049.2-2013，以及目前大部分厂家提供的协议都属于这类。

明确了概念，下面谈谈我总结的统一管控的三层境界：

第一层境界：貌合神离。

采用间接统一管控的方式接入了第三方信号机，但只能查看灯态，做一些简单的控制，接入后第三方信号机发挥的功能还不及原系统。虽然表面看起来实现了统一管控，但遇到一些复杂应用还是要切换到第三方平台操作。造成这种情况一般有两类原因，一类是统一管控平台不愿意向第三方信号机开放高级功能，另一类是受限于通信协议只能实现基础功能。

第二层境界：形神兼备。

采用间接或直连统一管控的方式接入第三方信号机，除了实现基础功能外，还可以将统一管控平台的智慧赋能给第三方信号机，例如提升原有功能的智能化水平，或新增更加智能的应用，实现原有系统的功能升级。要达到第二层境界可以在第一层境界的基础上通过拓展通信协议来增加功能，或通过统一管控平台适配第三方信号机的通信协议来直接接入第三方信号机。

第三层境界：求同存异。

采用直连统一管控的方式接入第三方信号机，不同品牌的信号机与上位机的通讯协议一致。这种方式真正将平台与信号机解耦，在第二层境界的基础上，软件、硬件设备都可具有多个供货商，系统不会受限于供货商而导致软硬件设备置换时与系统联机的困难。

这层境界并不是要求所有品牌信号机都同质化，成为受控于平台的裸机，而是分层、分级控制，共性与个性并存，有一定敏捷响应能力的边缘系统。

标准协议应严格规定中心端控制所需的通信协议，例如路网、干线层面的协调控制参数，信号机严格按照平台下发参数执行。

对于感应控制、主动公交优先、瓶颈控制这类需要边缘敏捷响应的功能，平台无需做到完全控制，只需要做到策略级控制，指定信号机需要执行的控制模式，具体的实现算法、控制逻辑由信号机自主实现，保留特色。

三层境界循序渐进，前两层从功能上实现了统一管控，但还不是真正意义上的统一。而第三层境界统一了信号机与平台的通讯协议，既从根本上实现了协议统一，也能保留了不同品牌信号机的特点。

统一管控平台的建设思路

大部分用户期望达到第三层境界，但现阶段最终落地的往往是第二层境界。

这其中有2个主要原因：1、不同品牌的信号机与上位机的通讯协议不同，即便采用直连方式，统一管控平台在对接不同品牌信号机时也要单独开发适配器，一旦更换平台需要重新开发适配器，达不到平台与信号机解耦的效果；2、大部分信号机企业出于安全和市场保护的原因不愿意提供信号机与上位机的通信协议。

在对接方式上，一个好的间接统一管控平台可以做到直连统一管控的大部分功能，例如不同品牌信号机的状态监控、协调控制、勤务路线、故障报警等功能，且用户在操作这些功能时不会感到两者的差别。

现阶段在信号机与上位机的通讯协议未统一的背景下，间接统一管控相比直连统一管控具有投入小、见效快、风险小的特点。

首先间接统一管控采用API协议，直接给出了各功能的调用接口，实现什么功能调用何种接口都比较明确，因此开发周期短、投入的开发人员也少；直连统一管控采用的协议包含各类对象，开发者需要先熟悉各类对象的含义以及关联关系，才能开发相应功能，所以实现起来难度较大，周期较长。

一般间接统一管控的风险也要小于直连统一管控。

因为间接统一管控只是开放了系统功能接口，系统内部具有保护机制，不会因为上层平台下发错误的消息而造成红绿灯突然灭灯或黄闪、冲突等异常情况，一旦消息下发错误，会报错并继续运行原方案；而直连统一管控则是信号机把自身完全开放给了上层平台，一旦开发中忽略了一些细节，例如忽略冲突通道，很可能一次偶然的错误操作会导致红绿灯出现绿冲突，且故障排查对于平台研发来说会相对困难。

这也是导致直连统一管控的联调与测试时间一般较长的原因。

如果把间接统一管控比喻为在餐厅点菜，菜单就是信号机企业已经封装好的各类功能，点餐者一目了然；直连统一管控就是不看菜单，看着原材料点菜，点餐者不但要想象点什么菜，还需要知道每道菜要什么原料，有了原料后怎么把菜做出来。现阶段不同餐厅同一道菜的原料和做法都可能不一样。

因此，现阶段建议采用间接统一管控的方式，重点关注应用功能的设计和实现，先统一各家对功能应用的认识，再到实现方式的认识，最后才是统一协议，走向第三层境界。

海康目前实现了第二层境界，也在去年开始与地方政府合作向第三层境界探索。目前我们已经对接过20多家品牌的信号机或平台，都是采用间接统一管控的方式实现的。

在面对诸多基于“相位—环”、“相位—阶段”、“色步”等不同概念的信号机时，由于控制逻辑不同，有些字段并不是一一对应，存在控制逻辑转换方面的障碍。

我们的信号控制系统将开放作为重要的技术理念，和NTCIP协议制定的目标一致，是确保交通控制与 ITS系统组成单元彼此之间的“互操作性”与“互换性”。

所谓“互操作性”，是指在通讯网络内不同种类的系统之间可以相互引用对方提供的服务，这些系统不局限于信号控制系统，也包括其它ITS系统。

为了实现“互操作性”，我们全面革新了软件研发的开发架构，不同行业的平台按照一套标准、一套架构来开发，将应用组件化，组件服务化，每一个应用都可以对外提供服务接口。

这使得我们的系统不止可以提供基础能力，高级应用的能力也可以按模块提供，同时按照同样标准开发的应用可以与我们的系统无缝衔接，系统具备更高的灵活性和开放性。

所谓“互换性”，是指软件、硬件设备解耦，系统不会受限于品牌而导致软硬件设备置换时与系统联机的困难。

为了更好的实现“互换性”，我们开发了API网关组件，这是一个与海康对接的开发环境，规定了开发标准和接口，内置了GA/T 1049.2-2013协议，所有对接都在该组件中开发。

该组件为开发者提供各类封装好的方法和接口，例如“相位-环”与“相位-阶段”的转换方法，开发者只需要关注协议内消息的转换，而不需要了解平台具体的业务实现细节，大大降低了开发门槛。

例如要实现下发配时方案，只需按照我们的接口规范填充所需的字段即可，开发者不需要了解平台的实现细节，只会关注接口本身的调用。同时，按照同样标准开发的对接组件可以复用于其它项目，减少重复开发工作。

我们今年会开放API网关组件，便于第三方对接我们的信号控制系统，调用我们的系统能力；同时在征得第三方厂家同意后，也会开放一些开发好的对接组件，用于在其它同类项目上与我们对接。

总结

统一管控不止是当前行业发展的趋势，更是信号控制系统发展至今必须跨越的天堑。间接统一管控可以更好的关注功能应用，短期内可以缓解问题，但是要彻底解决这一问题还是要走向直连统一管控，从形神兼备走向求同存异。