《道路交通信号控制机信息发布接口规范》（GA

标准评析《道路交通信号控制机信息发布接口规范》（GA/T 1743-2020）标准解读
■ 何广进 朱远建 杨 光
（公安部交通管理科学研究所）
摘 要：道路交通信号控制机是路侧交通管控的重要设施，包含信号灯色状态、信号控制方案、交通运行状态、交通事件等信息，这些信息的发布能有效推进车路协同应用，驱动智能交通创新变革，推动交管设施建设升级。

本文根据实际的应用实践，从城市道路交通管控行业标准《道路交通信号控制机信息发布接口规范 》的编制背景、用途和适用范围、编制原则、通信要求、信息格式、消息内容、设备间通信架构等方面对道路交通信号控制机信息发布接口进行解读，针对信号灯灯色状态信息进行标准应用解析，引导标准应用规范。

关键字：路侧交通管控设备，车联网路侧单元，信息帧，查询应答
DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2021.21.026
Interpretation of GA/T 1743-2020, Specification for the information release
interface of traffic signal controller
HE Guang-jin ZHU Yuan-jian YANG Guang
(Traffic Management Research Institute of the Ministry of Public Security）
Abstract: Traffic signal controller is an important facility for road-side traffic management, it contains the signal light color state, signal control scheme, traffic running state, traffic events and other information. The release of such information can effectively promote the collaborative application of vehicles and roads, drive the innovation and reform of intelligent transportation, and promote the construction and upgrading of traffic management facilities. The paper gives the background, purposes, development principles, communication requirements, message format, message content of the standard GA/T 1743-2020, Specification of the information release interface of traffic signal controller. To better understand the standard, the paper presents the standard application of signal color state information to guide the application.
Keywords: roadside traffic control and management equipment, roadside unit, information frame, query response
1 标准制定背景
车联网、智能网联汽车已成为本轮产业发展的全球制高点，也符合我国汽车、交通、通信等领域产业发展的现实需求，对提升交通出行品质、提高智慧交通水平，推动制造强国和网络强国建设、实现高质量发展具有重要意义[1]。

2021年3月1日开始实施的行业标准《道路交通信号控制机信息发布接
基金项目：本文受江苏省重点研发计划（项目编号：BE2019004-1）资助。

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口规范》（GA/T 1743-2020）是《国家车联网产业标准体系建设指南（车辆智能管理）》的核心，率先规定了交管路侧设施与车联网信息交互规范，为下一步相关标准制定奠定基础，有力地推动了标准体系建设（见图1）。

图1 车联网标准体系组成
GA/T 1743-2020通过制定统一的信息发布接口，实现道路交通信号控制机（以下简称信号机）面向交通管控与信息服务平台、路侧车联网通信设备与其他路侧交通管控设备的信息发布与服务，解决以往以信号机为代表的路侧交通管控信息无法实时开放共享、支撑车联网应用服务的问题。

2 标准用途与适用范围
GA/T 1743-2020规定了信号机信息发布的通信要求、信息格式与消息内容。

包括信号机进行信息发布使用的通信物理接口、网络与传输层协议，及应用层信息格式与消息内容的要求。

细化规定了涉及到车联网服务应用类信息的交互接口与协议，规范了信号机与交通管控与信息服务平台、路侧车联网通信设备、其他路侧交通管控设备等之间的数据交互。

数据包括：信号机运行状态、信号控制方式、信号灯灯色状态、车道功能状态、车道/匝道控制状
态信息、当前信号方案色步信息、下一个周期信号方案色步信息、交通流信息、交通运行状态信息、车辆运行状态信息、交通事件信息等11项信息。

3 标准编制原则
（1）保证适用，保持先进
充分考虑我国信号机行业现有的产业水平、应用现状与标准化程度，注重可用性、可操作、经济型性；充分考虑我国主导的C-V2X车联网产业技术路径，遵循了国家现有的车联网相关政策法规、技术标准，适应我国车联网发展方向，具有先进性、前瞻性。

（2）规范开放，安全可控
细化统一信号机面向车联网信息发布，规范公安交管部门开放、共享路侧交通管控信息，以及车路协同应用；立足应用安全，突出信息交互安全与
风险防控，强化信息可验证、可溯源。

（3）行业协作，标准协同
强化跨领域、跨部门标准合作，充分体现专业性、技术性，坚持实地调研、专家研讨、集体商定；注重与《国家车联网产业标准体系建设指南》、交通管控类标准的统一性和协调性。

4 标准主要内容
GA /T 1743-2020重点规定了数据交互的
信息帧、数据表结构，规范了信息传输帧的格式（见图2），消息内容格式。

通信采用以太网接口，10/100BASE-T全双工通信，UDP协议。

4.1 信息帧格式
信息传输形式参考国标《道路交通信号控制机》（GB 25280-2016）中规定的协议帧结构，由帧开始、数据表、校验码、帧结束构成。

校验码采用CRC-16/MODBUS，对数据表内容检验完成后再进行转义[2]。

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标准解读
图2 信息帧格式
4.2 数据表组成
数据表由链路码、发送方标识、接收方标识、时间戳、生存时间、协议版本、操作类型、对象标识、签名标记、保留、消息内容及签名证书构成[3]（见图3）。

4.3 消息内容
GA/T 1743-2020规定了信号机推送的信号控制状态、动态交通标识、信号控制参数、交通状态、其他信息共5大类11项数据，支撑车内信号灯、标识以及ADAS辅助驾驶等应用（见表1）。

（1）信号控制状态类
1）信号机运行状态。

信号机运行状态信息，状态发生变化时主动发送，或通过指令查询，给出信号机当前的运行状态。

2）信号控制方式。

信号控制方式信息，状态发生变化时主动发送，或通过指令查询，给出信号机当前的控制方式，主要分为4类：
a)定时控制，方案周期、绿信比固定，信号机自主控制的定时控制，信号机灯色时间按照预设的固定时间运行，时间不进行动态调整；
b)时间调整控制，信号机自主对灯色时间实时调整控制，这一类主要是感应控制、单点优化控制、公交优先控制等，灯色时间会随时调整，过渡灯色（绿闪、黄灯）时间不调整；
c)手动控制，现场交警手控或系统中心手控，
这种控制灯色时间由控制人员决定；
d)紧急事件优先，由救护车、消防车、警用公务执勤车辆发起的紧急通过路口，信号控制系统或信号机执行的特殊控制方式，待车辆通过路口后，控
制状态撤销。

3）信号灯灯色状态。

信号机每1秒钟，对外推送广播1次，当前信号机灯色（灯组的红、黄、绿输出端子）以及剩余时间[4]。

考虑到手动控制、感应控制、无电缆协调控制、单点优化控制、公交信号优先、紧急事件优先、黄闪控制，灯色的时间会进行调整或长时间处于同一种灯色，这种灯色剩余时间不确定的情况下，只输出有效灯色信息，时间信息无效，具体灯色剩余时间输出方式如下：
a)定时控制，全程输出有效的剩余时间；b)感应控制、无电缆协调控制、单点优化控制、公交信号优先，只在灯色过渡时间确定的期间，发送剩余时间，其余情况发送0；
c)手动控制、紧急控制、黄闪控制情况下，发送0。

（2）动态交通标识类
1）车道功能状态。

信号机控制的车道功能动态指示标志的信息（左、直、直左等方向组合信息），用于显示当前车道的功能状态，状态发生变化时主动发送，或通过指令查询。

考虑到信息接收系统或设备解析方便，本信息表，给出了该进口所有的车道功能属性数据，可直接确定车道与所在进口其他车道之间的关系，车道编号顺序从中心线向外连续编号。

2）车道/匝道控制状态信息。

信号机控制的车道/匝道动态指示标志的信息（车道/匝道开放、关闭），状态发生变化时主动发送，
或通过指令查询。

图3 数据表结构
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信息包括：上/下匝道、车道/匝道开启/关闭。

（3）信号控制参数类
1）当前信号方案色步信息。

信号机当前运行的信号方案色步信息，数据中包括灯组在方案中的灯色变化序列以及灯色时长，时段方案发生变化时主动发送，或通过指令查询。

方案灯色采用“色步”的方式，简化了参数，而且可以直接应用，目前使用较广的“阶段定义法”“相位环定义法”可以不需要附带相关的转化参数，转化为色步信息进行发送。

2）下一个周期信号方案色步信息。

信号机下一个周期将要运行的信号方案色步信息，数据中包括灯组在方案中的灯色变化序列以及灯色时长，时段方案发生变化时主动发送，或通过指令查询。

方案灯色采用“色步”的方式，简化了参数，而且可以直接应用，目前使用较广的“阶段定义法”“相位环定义法”可以不需要附带相关的转化参数，转化为色步信息进行发送。

（4）交通状态类
1）交通流信息。

信号机按照内部设置交通流统计周期，广播当前路口交通检测器检测到的交通流量、断面车辆平均速度、区间车辆平均速度、时间占有率、空间占有率、排队长度等信息。

考虑到可能部分车道没有设置检测器或检测器失效，这种情况下以255无效值表示，另外，检测器如果只能检测到部分交通流数据，则填无效值255。

2）交通运行状态信息。

信号机按照内置统计分析周期，广播路口交通运行状态信息，路口运行状态等级分为：畅通、基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵、严重拥堵。

运行状况等级划分，按照GB/T 33171-2016《城市交通运行状况评价规范》定义。

部分交通检测器失效或没有交通状态分析功能，为描述车道的存在，以255表示数据无效。

（5）其他信息类
1）车辆运行状态信息。

信号机接收路侧车联网通信设备周期性上报的车辆运行状态信息，向交通管控与信息服务平台发送，信息包括：车辆号牌、车辆种类、位置、行驶速度、加速度、车头方向角、车辆故障报警等。

其中，车辆故障报警主要针对自动驾驶测试车辆上传的故障报警信息。

2）交通事件信息。

信号机接收路侧车联网通信设备上报的车辆自动侦测交通事件信息，向交通管控与信息服务平台发送，事件分类参考GB/T 29100《道路交通信息服务 交通事件分类与编码》，包括：交通事故、道路障碍、路面积水、路面湿滑、路面结冰、道路施工等[5]。

4.4 通信架构
信号机通信单元负责与外界设备进行数据交互。

RSU通信单元创建UDP服务端接收信号机通信单元UDP客户端推送的广播与主动上报消息，交通管控与信息服务平台创建UDP客户端发送查询消息至信号机通信单元UDP服务端并接收查询应答消息，公安检测设备上传路侧车辆数据至信号机。

如图4所示。

图4 标准设备间通信架构
4.5 信号灯灯色状态用例解析
如图5所示，对信号灯灯色状态信息进行解析，其中链路码：路侧车联网通信设备；发送方标识：江苏省无锡市滨湖区信号机；接收方标识：江苏省无锡市滨湖区路侧车联网通信设备；操作类型：广播；对象标识：信号灯灯色状态；消息长度：57字节，消息内容为4个进口方向的灯组数量和相应灯组的灯组编号、灯组类型、灯组灯色、剩余时间。

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表1 消息内容
5 结 语
GA/T 1743-2020是《国家车联网产业标准体系建设指南（车辆智能管理）》的核心，率先规定了交管路侧设施与车联网信息交互规范，实现了信号机灯态、交通管控、交通状态、交通事件等信息的路侧实时推送，有效支撑车内信号灯、交通标识提示以及ADAS辅助驾驶应用，对推进C-V2X车联网和车路协同应用具有指导意义，有力地推动了标准体
系建设。

参考文献
工业和信息化部,公安部,国家标准化管理委员会.国家车联网产业标准体系建设指南（车辆智能管理）[S].2019.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.道路交通信号控制机:GB 25280-2016[S].中国标准出版社,2016.全国智能运输系统标准化技术委员会(SAC/TC 268).合作式智能运输系统:专用短程通信:GB/T 31024-2014[S].中国标准出版社,2014.中华人民共和国公安部.道路交通信号倒计时显示器:GA/T 508-2014[S].中国标准出版社,2014.
公安部道路交通管理标准化技术委员会.公安交通集成指挥平台通信协议:GA/T 1049[S].中国标准化出版社,2013.
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图5 灯色信息数据帧解析
作者简介
何广进，副研究员，主要研究方向为道路交通管理、道路交通信号控制、智能交通管理系统等。

朱远建，通讯作者，工程师，主要研究方向为道路交通信号控制、控制算法应用。

杨光，工程师，主要研究方向为道路交通信号控制等。

（责任编辑：张佩玉）
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