董立伟?阎东生

摘 要：本文对现代有轨电车的路口控制策略进行分析，首先介绍了平交路口和路权形式，然后分析了城市有轨电车交叉路口控制器和智能交通之间的接口形式，接下来分析了有轨电车各个交叉路口系统的信息交互流程，并对其路口控制策略进行分析，最后分析了三亚有轨电车路口优先控制策略的实际应用。希望通过本次的分析，可以为有轨电车路口控制效果的提升提供相应参考。

关键词：现代城市交通;有轨电车;路口控制

1 平交路口

对于城市交通而言，平交路口属于其瓶颈地带，机动车、非机动车以及行人从四面八方汇集到此处，很容易形成大量的干扰甚至冲突。就现代的城市有轨电车而言，其运行过程中会通过很多复杂的平交路口，且这些平交路口大多属于共享路权，这就为城市有轨电车的运营安全埋下了比较大的风险隐患[1]。就当今的城市有轨电车运行来讲，平交路口通常可以按照四种主要的形式进行划分，其一是路中直行，其二是路测直行，其三是路中转路中，其四是路中转路测。

在进行城市有轨电车路口控制策略的研究过程中，平交路口具体的类型对于其信号相位控制策略具体选择可起到决定性作用。

2 路权形式

在现代城市有轨电车的运营过程中，可供其选择的路权形式主要有三种，其一是共享路权，其二是半封闭路权，其三是封闭路权。作为一种新型的交通方式，现在有轨电车在进行路权形式选择的过程中应该对城市公共交通方面的需求进行全面、综合地考虑，并充分注重城市道路的布局，这样才可以和其他的交通方式之间实现良好融合。

2.1 共享路权形式

在现代城市有轨电车的线路中，所实行的封闭并不是物理形式上的封闭，而是和其他的路面交通形式混合使用。但是在交叉路口的选择过程中，有轨电车需要遵循普通的交通信号，或者是具有一定的优先权。

2.2 半封闭路权形式

就目前的城市有轨电车线路来看，大多采用的是地面敷设法来进行线路建设，其基础设施十分简单、便捷、经济，不会对其他的交通形式造成多大影响，可以和当今城市中的道路布局实现良好结合[2]。半封闭路权形式的应用不仅可以让城市有轨电车自身的优势得以充分发挥，同时也可以保障其他道路车辆的正常通行，在投资方面也更具经济性。

2.3 全封闭路权形式

全封闭路权形式就是将城市有轨电车和其他的交通方式全部隔离开来，进而形成一种与其他交通互不干扰的完全独立路权形式。通过全封闭路权形式的应用，可进一步提升城市有轨电车的运行速度，增加其运行的实时性、便捷性和安全性。

本次所研究的城市有轨电车路口控制策略主要针对共享路权形式以及半封闭路权形式的路口控制策略进行分析。

3 城市有轨电车交叉路口控制器和智能交通之间的接口形式分析

在城市有轨电车的运行过程中，其交叉路口控制器和智能交通之间的接口形式有三种，其一是干接点，其二是串口通信，其三是网口通信，就目前的城市有轨电车而言，其交叉路口控制器和智能交通之间主要采用的接口形式是干接点以及网口通信方式。

3.1 干接点方式的应用

在干接点方式的应用过程中，可借助于继电器来进行城市有轨电车和智能交通这两者之间的电气隔离，交通信号控制器将会借助于采集继电器中的干接点来实现有关信息的获取，以此来度交叉路口是否有相应的请求发送进行判断，并判断是否有列车离开的信息。如果交叉路口控制器處在被吸起的工作状态，则说明此时的交叉路口控制器正处在正常的工作状态之下;如果交叉路口控制器落下，则表明此时的交叉路口控制器已经出现了故障。如果信号优先请求节点处于吸起状态，则说明交叉路口此时正有优先请求信号发出，如果信号优先请求节点处于落下状态，则说明交叉路口此时并没有优先请求信号发出。

3.2 网口通信方式的应用

在网口通信方式的应用过程中，城市有轨电车和智能交通这两者之间将采用报文的方式来达到交互作用。在具体应用过程中，交叉路口控制器会将请求信息发送给交通信号控制器，如果发送了优先请求信息，则说明有轨电车已经离开了路口。同时，交通信号控制器也会将相应的返回信息发送给交通路口控制器，比如交叉路口的绿灯剩余时间、红灯剩余时间、红灯提前时间以及绿灯延迟时间。

4 有轨电车在各个交叉路口通过时各个系统的信息交互

当有轨电车在各个交叉路口通过的过程中，交叉路口各个系统的信息将会实现一个交互的过程，其交互流程大概可以按照以下的几个步骤来进行划分：

4.1 有轨电车通过时，其中的车载子系统会自动对接近交叉路口的信标进行读取，以此来获悉有轨电车接下来将要在交叉路口通过;

4.2 有轨电车中的车载子系统会将一个“有轨电车已经接近”的信号发送给交叉路口控制器;

4.3 在交叉路口控制器接收到有轨电车发送来的接近信号之后，其子系统会立即对有轨电车的具体接近信息进行采集，然后将一个优先请求信号发送给交通信号控制器;

4.4 在交通信号控制器接收到了这个优先请求信号之后，会立刻将优先信息反馈信息发送出去;

4.5 在接收到来自交通信号控制器的优先反馈信息之后，交叉路口控制器将会以此为依据来决定是不是将允许通过的信息发送给有轨电车;

4.6 在有轨电车离开交叉路口时，交叉路口控制器会对其离开路口的信息进行读取，以此来判断有轨电车是不是已经离开了交叉路口;

4.7 当交叉路口控制器读取到了有轨电车已经离开该交叉路口的信息时，会将这个信息发送到交通信号控制器;

4.8 在交通信号控制器接收到有轨电车已经离开的信息之后，会将开放其他交通的指令发送给交叉路口控制器，此时绿灯亮起，其他交通恢复通行。

5 有轨电车路口控制策略分析

在对有轨电车进行路口控制的过程中，主要的情形有两种，第一种是正常状态下的路口控制，第二种是故障状态下的路口控制。

5.1 正常状态下的有轨电车路口控制策略

5.1.1 绿灯延长控制

在具体的路口控制过程中，如果检测到有轨电车将会在绿灯的末期才能到达交叉路口，而且在信号正常的情况下并不能从交叉路口通过，此时需要将该方向的绿灯信号时间适当延长，以此来保障有轨电车可以顺利地从交叉路口通过，但是不可以超出最大的绿灯时长。通过绿灯延长策略，可让该相位公交车延误情况得以有效避免，但是这种方式将会让其他相位的拥堵情况更加严重，同时也会让该交叉路口后续的交通负担加重，如果该交叉路口上的车流量比较大，这样的控制策略也会进一步加大该交叉路口的拥堵情况[3]。比如，在上下班高峰期的时间段内，如果在某交叉路口应用到了绿灯延长控制策略，就会导致一些相位出现车辆排队过长的情况，进而产生路面拥堵，并在该交叉路口上增加人均延误时间。因此，该策略仅仅在相位优先请求比较集中的交叉路口才适用。

5.1.2 绿灯提前控制策略

在经检测发现有轨电车将会在红灯相位才能到达该交叉路口的情况下，可将与之冲突方向的绿灯提前结束。当有轨电车来到交叉路口时，需要的相位应该是目前绿灯的下个相位，如果当前的绿灯时间未超过最小时间，可以将剩余的绿灯时间改成最小时间和已运行时间之差;如果已超出最小时间，则应该将剩余的时间改成车辆在较差路口通过的平均时间;如果剩余时间比修改时间短，则不需要进行修改。通过该方法，可以让每一个相位上的有轨电车都可以在交叉路口快速通过，保持各个相位的优先平均。但是该策略将会让各个相位信号周期内的车辆通行数减少。因此该策略不可以在车流量比较大的情况下应用，以免大幅度降低交叉路口通行能力。

5.1.3 电车离去路口

在有轨电车借助于GPS/BD进行位置获取并离开了交叉路口时，电车会将离开信息发送给调度管理系统，调度管理系统会将离开信息发送到路口信号系统，最后由路口信号系统将信息发送给公交信号控制器。在接收到有轨电车已经离去的信息之后，公交信号控制器会立即将优先信号结束，让该交叉路口的其他交通恢复正常。在这一路权模式之下，公交信号控制器只有在接收到有轨电车离开的信息之后才可以将信号灯恢复正常。

5.2 故障状态下的有轨电车路口控制策略

5.2.1 司机进行人工处理

在临近路口的区域内会进行人工按钮的设置，所以在故障情况下，司机可以在有轨电车将要到达该区域时手动触发该按钮，并根据实际的红绿灯信息从交叉路口通过。在手动按钮的触发过程中，智能交通信号会按照默认值首先将优先信号关闭，以此来保障故障路口的秩序。

5.2.2 有轨电车专用相位的插入

在有轨电车的运行过程中，如果交叉路口位置的检测设备或者是控制系统发生了故障，可以在每间隔几个相位的正常循环之后，将一个有轨电车专用相位插入其中，以此来为有轨电车从该交叉路口的正常通过提供出足够的便利条件。这样的控制策略在有站台的路口条件下十分适用，在行驶到该区域之后，有轨电车可以在站台等待通行，此时不需要在该交叉路口进行任何的接口工作[4]。在前后车辆从该交叉路口通过的过程中，如果前面的车辆为哑车。后面的车辆处于正常运行状态，在实际的运行中，可以按照后面车辆具体的接近时间来借助于交叉路口控制器的信息发送实现对交通信号控制器的控制。在此過程中，司机可以根据具体的信号灯指示来控制有轨电车形式。

6 三亚有轨电车路口优先控制策略的实际应用

三亚现代有轨电车示范线工程南起于胜利路与建港路交叉口，北止于三亚火车站，途经三亚河东路高档住宅区、金鸡岭路居住区、三亚湾路滨海旅游服务带及解放路商业区，连接了三亚火车站和三亚汽车站。有轨电车线路途经路段平交路口多达 20 个，在不影响道路车辆运行的前提下建设高效、安全的平交路口信号控制子系统对提升有轨电车运能、保障交通安全方面至关重要。路口优先信号控制子系统构成图如下图一所示：

在具体的路口优先控制策略实施过程中，以胜利路优先策略为例进行说明，胜利路为主干路，规划双向四车道，有轨电车路中敷设。有轨电车与路口直行同信号。综合考虑周边小区、人流量等实际情况，在路口控制过程中，借助于干接点和网口这两种形式向智能交通控制系统来发送优先信号，在接收到了优先信号之后，智能控制系统会按照实际的道路情况来决定有轨电车是否可以优先通过，在此过程中，有轨电车需要按照智能交通反馈的信息在交叉路口通过，在新建街、跃进街、和平街、光明街等推荐使用绿灯提前控制;新风街、迎宾路、金鸡岭路推荐使用绿灯延长控制。

7 结语

综上所述，在城市有轨电车的运行过程中，路口控制策略对电车的运行效率及其运行安全都将起到决定性作用。因此在具体的有轨电车交叉路口控制策略的实施过程中，应全面分析交叉路口的形式和有轨电车的路权形式，对有轨电车和各个交叉路口控制系统之间的交互加以科学设置，然后根据实际的情况来选择合理的有轨电车交叉路口控制策略，在保障有轨电车顺利通行的基础上使其和其他交通之间实现良好融合。这样才可以保障城市交通质量和交通效率，减轻交通拥堵为城市居民带来的不便，促进城市交通事业和城市经济的良好稳定发展。

参考文献：

[1]邓嘉成.有轨电车平交路口优先策略优化思考[J].智能城市，2020（5）：138-139.

[2]谭庭浪.现代有轨电车路口信号的相位控制策略[J].城市轨道交通研究，2018（11）：146-148.

[3]袁魁浩，吴文亮，汤左淦.不同信号控制条件下的平交路口有轨电车运行策略对比研究[J].河南科学，2018，（12）：1986-1993.

[4]聂元凯.有轨电车路口综合控制系统方案研究[J].工程建设与设计，2019（12）：71-73.