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NTCIP协议在国内的应用及标准符合性测试探讨

2010-12-15 16:35:09   来源： 中国软件评测中心
      NTCIP协议是美国针对智能运输系统(ITS)电子设备间数据传输所制定的标准通讯协议，适用范围包括高速公路、交通信号、紧急事件管理、出行者信息 等。协议涵盖了从简单点对点请求/响应到复杂的面向对象技术的完整协议族。其主要目标是确保交通控制与ITS系统组成单元彼此之间的“互操作性”与“互换 性”，使通讯网络内不同种类交通控制终端设施或不同控制中心之间的信息交换成为可能。同时在项目建设和维护过程中有更广泛的软硬件设备选择空间，为多种设 备之间搭建了沟通平台，有利于跨机构协作和实现各种厂商/设备的无缝集成。

      NTCIP协议具有体系完整，通用性与兼容性好等特点，是美国乃至整个北美地区的智能交通系统的标准通信协议，目前国内对其应用尚处于研究阶段，仅北京、福建、辽宁等地的城市智能交通管理及高速公路管理系统有所尝试。造成这一现状主要有两方面原因：

      一、国内主要城市的交通系统大多数已经稳定成型，进行系统调整涉及庞大的人力物力，更需要进行多方面的沟通和协调；二、国内交通信号控制行业的发展与信息 化与国外有一定差距，只有少数厂商和科研机构展开对NTCIP协议的研究，研发支持力度有限。国内已知能够提供支持NTCIP协议的智能交通设备供应商有 很大一部分是外资企业或其在国内的代理。进行相关设备和产品的研发不是一朝一夕就能完成，可以说我们在道路交通智能化方面还有很长的道路要走。但是我们也 应该看到，随着国家交通行业的迅速发展，交通管理智能化和信息互联互通的需求日渐迫切，建设高效互通的智能化交通管理系统将成为必然。开展交通控制系统标 准化建设的深入研究与实践，既符合行业发展的实际需求，又能带动行业研发积极性，更促进了行业信息化建设，可谓一举多得。与此同时，如何确认产品对于标准 化协议的符合程度将成为各方关注的焦点，更是设备提供商进入系统建设团队的关键环节。

      中国软件评测中心从2004年起便参与到NTCIP协议的研究中，并致力于其标准符合性测试，积累了丰富的测试经验。中国软件评测中心以第三方测试的方式 进行NTCIP标准符合性测试，利用专业的测试工具量化产品与相关协议的符合程度，可以为项目建设选型提供清晰的判断依据，是城市智能交通系统建设过程中 不可或缺的环节。

      目前中国软件评测中心针对NTCIP协议制定了专门的标准符合性测试，将测试依据、方法、工具、案例及相关标准进行整合，并形成一套相对完整和有效的测试 流程，能够根据用户需要为国内厂商进行NTCIP标准符合性检测提供理想的第三方支撑。近几年来，绿通2070智能交通信号控制器V1.0、HSC- 100信号机嵌入式系统V2.0、RMY系列路口控制机、YC-1型信号控制器、C270N集中协调式信号机等一系列交通信号控制产品在中心通过了标准符 合性测试，并取得了比较满意的效果。

      最后，需要注意的一点是，NTCIP协议在实际使用环境中所涉及的内容较为复杂，由满足标准协议到实际投入应用需要一个磨合与适应的过程。要判断 NTCIP协议在实际项目中的应用效果，需要我们在实际项目中投入更多的精力，完善相关测试内容、方法及工具。对此，我们只能在摸索中前进。我们也欢迎国 内外生产厂商和科研机构在智能交通领域相关技术方面的交流与探讨，在现有技术的基础上寻求适合中国国情、适应实际运行环境的产品，为实现城市道路交通智能 化贡献一份力量。

NTCIP协议具有体系完整，通用性与兼容性好等特点，是美国乃至整个北美地区的智能交通系统的标准通信协议，目前国内对其应用尚处于研究阶段，仅北京、福建、辽宁等地的城市智能交通管理及高速公路管理系统有所尝试。造成这一现状主要有两方面原因：

      一、国内主要城市的交通系统大多数已经稳定成型，进行系统调整涉及庞大的人力物力，更需要进行多方面的沟通和协调；二、国内交通信号控制行业的发展与信息 化与国外有一定差距，只有少数厂商和科研机构展开对NTCIP协议的研究，研发支持力度有限。国内已知能够提供支持NTCIP协议的智能交通设备供应商有 很大一部分是外资企业或其在国内的代理。进行相关设备和产品的研发不是一朝一夕就能完成，可以说我们在道路交通智能化方面还有很长的道路要走。但是我们也 应该看到，随着国家交通行业的迅速发展交通管理智能化和信息互联互通的需求日渐迫切，建设高效互通的智能化交通管理系统将成为必然。开展交通控制系统标 准化建设的深入研究与实践，既符合行业发展的实际需求，又能带动行业研发积极性，更促进了行业信息化建设，可谓一举多得。与此同时，如何确认产品对于标准 化协议的符合程度将成为各方关注的焦点，更是设备提供商进入系统建设团队的关键环节。

在ETC系统中，OBU采用DSRC技术，建立与RSU之间微波通讯链路，在车辆行进途中，在不停车的情况下，实现车辆身份识别，电子扣费，实现不停车、免取卡，建立无人值守车辆通道。

DSRC技术的特点
1．通信距离一般在数十米（10m~30m）；
2．工作频段：ISM5.8GHz、915MHz、2.45GHz；
3．通信速率：500kbps/250kbps，能承载大宽带的车载应用信息；
4．完善的加密通信机制：支持3DES、RSA算法；高安全性数据传输机制，支持双向认证及加/解密；
5．应用领域宽广：不停车收费、出入控制、车队管理、车辆识别、信息服务等；
6．具备统一的国家标准，各种产品之间的互换性、兼容性强；
7．具备丰富的技术支持，产品多样化、专业化。

区别于老式单点控制信号灯，智能化交通信号控制系统的中心计算机根据各路口地面线圈检测信息，在路口配时限定的安全范围内以实际交通需求分配各路口的信号放行时间，均衡分配区域内路口流量，实现路口间的集中控制，分级管理，协调联动，最大程度的利用道路资源。
目前北京区域控制信号系统主要为SCOOT中心区
SCOOT中心区控制系统：
二环路以内北京城市中心区域采用英国SCOOT信号控制系统，从上世纪80年代初便开始建设，经过20年发展逐步积累了大量经验。使用信号机型为英国西门子公司生产的T系列，主要分为T200、T400型和T700、T800型，总数共计330台。SCOOT系统是一种两级结构，上一级为中央计算机，下一级为路口信号机。配时方案在中央计算机上完成；信号控制、数据采集、处理及通信在信号机上完成。SCOOT系统是方案生成式控制方式的典型代表，是一种实时自适应交通信号控制系统。SCOOT系统通过连续检测道路网络中交叉口所有进口道交通需求来优化每个交叉口的配时方案，使交叉口的延误和停车次数最小的动态、实时、在线信号控制系统。概括来讲，SCOOT系统具有5个特点。
1) 实用性强，几乎不受城市交通出行方式、出行起讫点分布、土地使用情况、季节性和临时性交通变化以及天气和气候变化的影响。
2) 对配时参数的优化是采用连续小步长调整的方式，稳定性强。
3) 个别交通车辆检测器错误的反馈信息几乎不影响SCOOT系统对配时方案参数的优化，而且该系统对这类错误的信息有自动鉴别和淘汰功能。
4) 对路网上各交叉口信号配时方案的检验和调整，每秒钟都在进行，所以能对路网上交通状况的任何一种变化趋势做出迅速的反应。
5) SCOOT系统能提供各种反映路网交通状况的信息，为制定综合管理决策创造了有利的条件。
ACTRA系统：
ACTRA是由美国西门子公司开发的一个信号控制系统软件，2005年开始在北京使用。经过新建信号系统一期（2005年），新建信号系统二期（2006年），信号系统奥运工程（在建）的建设，目前已建设750处，基本实现朝阳、海淀、丰台三个区的四环路内地区的信号系统覆盖。ACTRA系统具有4个特点。
1）符合美国ITS框架的NTCIP协议（美国国家智能运输系统通信协议标准）及其他标准，其设备的通信协议采用了当前主流的协议，系统开放且易扩展。测试表明，Actra可以实现对基于NTCIP协议的第三方信号控制器的正常监控和管理。
2）系统基于Windows平台，采用的浏览器界面，具有友好图形用户界面和视频显示技术。
3）系统采用的开放式结构的信号机，信号机的软件和硬件分离，可分别按照硬件和软件的标准由不同供应商竞争获得，大大降低成本，提高采购自主性。
4）系统信号机软件具有自适应和多种灵活的控制战略，使得系统的许多自适应控制运算在下端完成，提高整个系统的反应速度。在系统未建成时或故障情况下，本地信号机仍能实施有效的自适应控制。

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