在国外，城市交通信号控制系统技术已较为成熟，但也出现了系统与设备、系统与系统之间的互联、互操作的难题。

在国外，城市交通信号控制系统技术已较为成熟，但也出现了系统与设备、系统与系统之间的互联、互操作的难题。于是，美国国家电器制造商协会NEMA（NationalElectricalManufacturersAssociation）于1992年着手开发通用性的交通信号控制系统通信协议（NTCIP：NationalTransportationCommunicationsforITSProtocol）。其初步设计构想源自于交通信号机的应用需求：无论任何一种交通信号控制系统以及信号机只要遵从NTCIP协议就可以实现互联、互操作和实时通信。目前，由ITE、AASHTO与NEMA共同组成的NTCIP联合委员会已通过报告、期刊与网站等方式进行NTCIP技术与应用的推广。

现阶段，NTCIP已上升为针对智能交通系统电子设备间数据传输所制定的标准通信协议。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（Interoperability）”与“互换性（Interchangeability）”。

NTCIP的应用一般分为两大类：中心到外场（C2F）及中心到中心（C2C）的应用。前者通常包含路侧设施或者是各运营部门所拥有的车辆与管理中心的计算机之间的信息传输。而后者则主要是管理中心的计算机或各个子系统之间的数据传输。NTCIP标准采用了分层的架构，分别为信息层，应用层，传输层，子网络层和物理层。

NTCIP是遵照OSI参考模型的规范，类似ISO的OSI七层协议模型，提供交通控制中心与现场设备或与不同控制中心之间通信的标准。对于应用层、传输层、子网络层、实体层都应用了已有的成熟标准，其关键是制定了信息层的相关标准。而与交通信号控制系统中相关的NTCIP标准有：NTCIP1201、1202等，与中心到中心通信相关的NTCIP标准有：NTCIP2500、2501、2502等。

国内交通信号控制系统通信协议、标准现状

1993年公安部制订了我国信号机的行业标准GA/T47-93《交通信号机技术要求与测试方法》，该标准按基本功能对交通信号机作了分类，规定了交通信号机的技术要求和测试方法，是我国首个信号机标准。2002年公安部对该标准进行了修订，并改为强制性标准GA47-2002《道路交通信号控制机》。新标准对集中协调式道路交通信号机的物理通信接口、基本通信内容进行了规定，但具体通信协议、格式等内容未包含在标准中。2004年，公安部颁布了行业标准GA/T509《城市交通信号控制系统术语》规定了城市交通信号控制系统中的专用术语。2005年，颁布了GA/T527《城市道路交通信号控制方式适用规范》规定了城市道路交通信号控制方式。以上标准都未涉及通信协议方面的内容。

2008年我国正式出台国家标准GB/T20999-2007《交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》，该标准规定了信号机与上位机间的数据通信协议的结构及物理层、数据链路层、网络层和应用层的要求，协议在参考美国NTCIP协议和美国加州AB3418标准的基础上，采用了四层结构，见图2。适用于交通信号控制系统信号机与上位机间的通信，此项标准的发布，对我国信号控制系统来说无疑是一大进步。2010年颁布了《道路交通信号控制机与车辆检测器间的通信协议》规定了道路交通信号控制机与车辆检测器间的串行接口和以太网接口的数据交换规程。

2.3.国内外信号系统及协议比较分析

以下选择了当前在我国使用的最具代表性及实效性的国外系统和部分我国自主研发的交通信号控制系统进行系统的分析和比较。如表格 1所示：

表格 1国内外城市道路交通信号控制系统分析表

以上系统都有各自的特点，但在系统内、外部数据交换协议方面类似，大都采用私有协议及自定义接口。在系统内部数据交换方面：国外系统中心与信号机都按照系统各自专用的协议进行数据的传输，只能使用自己的专用信号机，对国产信号机都无兼容性；国内系统同样如此，系统与系统，系统与信号机之间相互不兼容。当前，我国信号机与上位之间通信协议的国家标准GB20999虽然已经制定并颁布，但其正式应用尚未展开，从目前情况来看，国外系统使用GB20999的可能性极小，国内系统使用该标准的也极少，包括这个标准的制定单位青岛海信网络科技股份有限公司自身的信号控制系统尚未应用该标准，而是使用了NTCIP。在系统外部数据交换方面：各个系统大多提供了与外部系统数据交换的接口，但是目前接口协议都是用各自专用的协议来进行数据交换。

综上所述，对于城市交通信号控制系统通信协议标准，国外研究比较早，已形成了NTCIP协议标准，而国内由于在ITS系统建设及其相关技术研究方面起步较晚，目前通信协议相关标准仍在制定过程中。在交通信号控制系统通信协议标准方面，目前仅有《GBT20999交通信号机与上位机通信信协议》与《GAT920-2010信号机与检测器间的通信协议》这2个标准，标准层次较低，在应用层消息定义中仍关注的是以参数帧代码为基础的机器会话方式，与应用程序的联系较差，没有体现应用层定义的优势。交通信号控制系统系统与其他ITS系统之间系统层面的通信标准、通信协议尚未制定，现有的各系统都使用厂家私有的通信协议。随着公安交通管理信息技术的深化应用和发展，对各类交通信息的采集分析、集成应用的要求越来越高，交通信号控制系统作为公安集成指挥平台重要的子系统，在城市交通管理现代化建设中倍受关注，如何与交通信号控制系统进行数据交换成为急需解决的问题。