严洋丽 史瑜玲 周志鹏 谢庄臣

摘 要：运用先进的信息化技术与管理手段提升运营安全与效率，是推动现代新型有轨电車在城市交通系统中应用与发展的重要环节。以交叉口车辆运行总延误为优化目标，设计有轨电车在单个交叉口的半感应式信号优先控制策略，以某实际交叉口为例，制定合理的信号优先配时参数，既可提高有轨电车通行效率，也可确保对其他社会车辆的影响控制在合理范围。

关键词：新型有轨电车 信号优先 绿灯延长 红灯切断

中图分类号：U491.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（a）-0040-03

作为一种中低运量的新型城市轨道交通工具，现代有轨电车具有安全、环保、快速、舒适等特点。但由于其轨道直接敷设于道路路面，有轨电车运行具有完全独立、半独立和混合3种不同的路权形式。根据延误计算及影响的相关研究，有轨电车在路段上的运行延误远小于在交叉口处的延误，因此，针对有轨电车运行优化的关注之一在于通过设计与实施合理的交叉口信号优先策略提升其在交叉口处的运行效率。

1 交叉口处有轨电车信号优先控制策略

1.1 有轨电车信号优先控制策略

根据优先控制逻辑与实现方法不同，有轨电车信号优先控制策略包括被动优先和主动优先[1]。

1.1.1 被动优先

被动优先采用固定信号配时，根据有轨电车实际运行数据（如发车间隔、行车速度、停站时间等），协调设计沿线各个交叉口的信号配时，降低有轨电车的停车延误。被动优先控制策略比较适合在交通量小、乘客出行稳定、有轨电车发车频率高的线路上实施。

1.1.2 主动优先

主动优先通常采用感应或半感应信号配时，通过检测器探测并计算有轨电车到达路口的时间信息，系统判断实施绿灯延长、提前或相位插入等信号优先控制方案，继而达到降低有轨电车停车延误的效果。根据优先条件，主动优先可分为绝对优先与相对优先。前者通过信号配时或相位调整保证有轨电车在任何情况下都能够不停车通过交叉口；后者则考虑信号相位及其他车辆的效益后综合决策信号优先。

相对优先信号控制实现方式包括绿灯延长、红灯切断、相位反转、插入相位等。由于绿灯提前和红灯切断操作简单，优先效果突出，在实际中应用较为普遍；而其他优先方式会打乱原有信号配时，给出行者造成困惑，给非优先相位带来较大延误。因此，本文对有轨电车信号优先的绿灯延长与红灯切断方案进行设计分析。

1.2 信号优先下的交叉口延误分析方法

借助韦伯斯特图解法求解有轨电车信号优先控制下的交叉口延误效益，基本思路如图1所示。

在图1中，横坐标t为时间，纵坐标Q为车辆数，C为交叉口信号周期（s），G为某相位绿灯时间（s），R为某相位红灯时间（s）。根据车辆到达率q（辆/s）和离开率s不同（辆/s），某相位车辆在交叉口的延误d（辆/s）为图中阴影部分，计算公式为[2]：

在实施有轨电车信号优先控制的交叉口，根据每个周期各个相位的实际信号配时及车流率数据，运用上述方法即可求得有轨电车及社会车辆的运行延误。

2 交叉口有轨电车信号优先控制逻辑

2.1 交叉口有轨电车信号优先控制流程

选择经典的三相位十字交叉口（如图2所示）介绍有轨电车信号优先控制设计逻辑。

利用检测器实时检测有轨电车的到达情况，假设T时刻检测到有轨电车到来，计算有轨电车到达停车线时的信号显示情况，继而实施相应的信号优先调整。具体控制流程图如图3所示。

2.2 绿灯延长控制子流程

当检测到有轨电车到达时为其所在相位绿灯显示，但剩余绿灯时长却无法保证有轨电车通过交叉口时，根据交叉口系统总延误效益分析，判定是否延长绿灯时间给予有轨电车优先通行权。控制逻辑如图4所示，其中，T1为有轨电车所在相位绿灯结束时刻，T0为系统延误效益分析的临界时刻。

2.3 红灯切断控制逻辑

当检测到有轨电车到达时为其前一相位绿灯显示，根据当前相位绿灯最小时长及交叉口系统总延误效益分析，判定是否提前切断该相位红灯给予有轨电车优先通行权。控制逻辑如图5所示，同样，T0为系统延误效益分析的临界时刻。

3 实例应用

以上海松江区新松江路与滨湖路交叉口为例（如图6所示），在建设中央式有轨电车后，结合各方向车流量数据，重新设计该交叉口信号配时方案，如图7所示。

假设有轨电车平均载客量为300人/辆，社会车辆为3人/辆，根据本文所提出有轨电车信号优先控制方法，计算该交叉口实施绿灯延长、红灯切断的信号优先方案时，系统延误效益的临界时刻T0分别为17s、4s，即最大绿灯延长时间、最大红灯切断时长。

4 结语

以交叉口延误效益为优化目标，设计有轨电车信号优先控制逻辑，并以上海松江某实际交叉口为例进行配时设计与计算，给出该交叉口最大绿灯延长时间和最大红灯切断时长，在有轨电车优先通行时尽可能不损害其他社会车辆的运行效益。

参考文献

[1] 陈军.公交信号优先控制及其在BRT中的应用[D].长沙：中南大学，2009.

[2] 袁振洲，魏丽英，谷远利，等.城市交通管理与控制[M].北京：北京交通大学出版社，2013.