阎东生?董立伟

摘 要：随着我国科学技术的快速发展，交通运输行业也发生了翻天覆地的变化，一代一代先进的交通运输工具走进人们的生活中。但现代城市交通运输中，有轨电车始终占有着重要的位置。曾几何时，有轨电车已经淡出人们的视野，被很多现代交通运输工具取代。但如今，有轨电车重获新生，特别是近几年有轨电车的发展十分迅速，并且在现代交通体系中扮演者举足轻重的角色。与地铁、轻轨相比，有轨电车的信息控制系统和控制策论具有很大的特殊性，本文将对现代有轨电车路口控制策略进行深入的分析，以推动我国有轨电车的持续发展。

关键词：现代有轨电车;信号系统;控制技术

自有轨电车诞生以来，使得世界各国的公共交通运输工具发生了巨大的变化，一时间有轨电车得到了繁荣的发展。但随着技术的革新、科技的发展，有轨电车也遇到了绝迹的窘境，但在今天现代有轨电车又再一次登上了新时代的舞台，迎接着伟大的复兴，焕发出勃勃生机。现代有轨电车的交叉口优先控制策略是提高运行效率的关键之处，因此对现代有轨电车路口控制策略进行分析具有重要的现实意义。

1 现代有轨电车的概述

1.1 现代有轨电车的定义

有轨电车也称路面电车，简称为电车。它是指在轨道上形式的轻型轨道交通工具，现代有轨电车是采用的电力驱动方式，在运行过程中不会产生废气排放问题，因此是当代无污染的环保交通工具之一。有轨电车在类别上属于轻铁类，通常情况下，一辆有轨电车设有5节车厢，这是为了减少电车行驶时对道路空间的占用量。自我国使用有轨电车以来，我国现代有轨电车的发展规模已经十分的庞大，使现代有轨电车的形式得到了进一步的丰富。

1.2 现代有轨电车的优缺点

现代有轨电车共有五大优点。第一，建筑成本低。对于我国现代的中型城市来讲，现代有轨电车是实用廉宜的公共交通工具。第二，建设难度低。现代有轨电车属于路面电车，因此不需要在地下挖掘特殊隧道。第三，安全系数高。与其他公共交通工具相比，现代有轨电车发生交通意外的几率更低。第四，环保系数高。现代有轨电车是采用电力驱动，在行驶过程中不会产生废气，可以做到无污染。第五，可共同使用车道。虽然现代有轨电车需要占用路面修建电车轨道但，一般情况下现代有轨电车的轨道都是采用槽型轨，不会影响路面汽车的正常使用，因此能够实现汽车和有轨电车共用车道。

现代有轨电车共有三大缺点。第一，行驶速度慢。与轻轨和地铁相比，现代有轨电车的行驶速度较慢。第二，载客能力小。与轻轨和地铁相比，现代有轨电车的车厢数数较少，因此载客量远远小于地铁和轻轨的载客量。第三，架设电缆占道。与其他公共交通工具相比，现代有轨电车需要使用架空电缆。

1.3 现代有轨电车的特点

按照现代有轨电车的走行系统对其进行划分可以分为两种制式，一是钢轮钢轨，二是胶轮导轨。此处以钢轮钢轨制式的现代有轨电车为主对其特点进行分析，现代有轨电车主要具有三大特点。第一，技术成熟、可靠性高。现如今现代有轨电车已经遍布全球，有轨电车的系统技术已经达到十分成熟的地步，具有较高的可靠性。第二，适应性强，灵活性强。现代有轨电车在城市道路中表现出了较强的适应性，而多种技术的综合应用又使得现代有轨电车具有更强的灵活性。第三，安全舒适，节能环保。现代有轨电车沿着轨道行驶，速度慢使其更加稳定，从而降低人为因素风险。此外，现代有轨电车的紧急制动具有减速大、制动迅速的特点，因此在紧急情况下也可以保证行车的安全。现代有轨电车在节能环保方面具有很大的优势，能耗低、无废气排放、噪音小是现代有轨电车复兴的根源。同时现代有轨电车使用可循环材料，使其更加节能环保。

2 现代有轨电车信号控制系统结构和功能

在现代有轨电车的信号控制系统中，主要的组成部分包括交叉路口控制子系统、交叉路口运营调度和指挥子系统、智能车载控制子系统以及路口优先控制子系统。以下是对现代有轨电车信号控制系统的功能分析：

2.1 交叉路口控制子系统

交叉路口控制子系统在现代有轨电车的运行安全中发挥着核心性作用，该子系统的应用功能主要表现在以下几个方面：第一，有轨电车接近检测功能，通过该系统，可以对有轨电车是否驶近进行检测，如果检测到有轨电车接近，借助于该系统也可以为其自动办理进路。第二，道旁控制道岔功能，借助于该系统，可以进行良好的道岔防护工作，并实现有轨电车的进路办理与解锁处理。第三，借助于该系统，可以将相应的进路状态信息发送给有轨电车，同时也可以将相应的进路状态信息发送给运营调度和指挥子系统。第四，如果该系统出现故障，系统将会将自身的故障状态报警信息发送给运营调度和指挥子系统，且在未发生故障的情况下也可向其发送自身的实时状态信息。

2.2 交叉路口运营指挥和调度子系统

在现代有轨电车的运行过程中，交叉路口运营指挥和调度子系统可以为其通畅运行提供关键性的保障，该子系统的应用功能主要表现在以下的几个方面：第一，该系统可以显示出有轨电车线路的实时状态。第二，通过该系统，可以对有轨电车的实时运行状态进行监控。第三，借助于该系统，可以对有轨电车的运行时刻表进行管理和编制。第四，借助于该系統，可以准确地计算出有轨电车的到站时间、提前时间和晚点时间。第五，该系统可以显示和记录有轨电车相应的操作信息和报警信息。第六，该系统可以和其他的外部系统之间进行接口。第七，该系统也具备系统时钟功能。

2.3 智能车载子系统

智能车载子系统的主要功能表现在以下的几个方面：第一，通过该系统的应用，可以对有轨电车进行精准的定位，并对其实时运行速度进行测量，同时，借助于系统中的GPRS，可以将获取到的有轨电车位置信息和速度信息发送到交叉路口运营调度和指挥子系统。第二，通过该系统，可以对控制终端以及司机所输入的相应命令信息进行接收，在有轨电车从环线区域中通过时，该系统会将接收到的指令信息发送到交叉路口控制子系统以及路口优先选择子系统。以此来实现相应的进路办理以及优先通过。第三，借助于该系统，可以对交叉路口进行人工遥控。第四，在有轨电车接近交叉路口区域时，该系统会将交叉路口区段内的实时状态呈现在有轨电车内的人机交互界面上。第五，该系统可显示出有轨电车的实施运行速度、限速情况以及预计到站时间等的各项信息。

2.4 路口优先选择子系统

在现代有轨电车的运行过程中，路口优先选择系统是保障其准时率和运行效率的关键系统，该系统的功能主要表现在以下几个方面：第一，借助于该系统，可以对有轨电车是否接近进行检测，在检测到有轨电车接近时，该系统可以将优先通过请求及时发送给公路信号灯控制系统。第二，借助于该系统，可以实现对交叉路口占用情况的检测，如果交叉路口正在被占用，该系统可以将禁止通行的命令发送给公交信号灯控制系统。第三，借助于该系统，可以对信号机显示进行控制，同时也可以将信号机的实时状态信息发送给有轨电车。

3 现代有轨电车信号系统的控制技术

在现代有轨电车的信号系统应用过程中，最主要的控制技术就是对有轨电车在交叉路口的通行进行控制，在保障有轨电车通行顺畅性的基础上保障其他车辆的顺利通行。

3.1 正常情况下现代有轨电信号系统控制技术

在对正常情况下现代有轨电车路口控制策略进行分析时，主要通过绿灯延长通过路口、绿灯提前通过路口、有轨电车离去路口这三种策略进行控制。

首先，绿灯延长通过路口。当现代有轨电车在行驶过程中检测到电车到达路口时是绿灯末期，正常行驶下无法顺利通过该路口时，需要对绿灯信号进行延长，以保证有轨电车能够顺利通过路口。绿灯延长控制策略能够使本项为的公交车辆延误减少，但同时也会使其他相位的拥堵情况加重，在路口车流量较大时还会增加后继路口的负担。若是在城市上下班高峰时间使用绿灯延长策略会使其他相位的车辆出现排队过长、路面拥堵的状况，直接加剧路口的延误时间。因此绿灯延长策略并不适用于上下班高峰期，只适用于相对集中的交叉路口。

其次，绿灯提前通过路口。当现代有轨电车在行驶过程中检测到电车到达路口时是红灯相位，需要将冲突方向的绿灯信号提前结束。当有轨电车到达路口时，所使用的相位是绿灯相位的下一个相位，这时绿灯所运行的时间小于最小绿灯时间，那么就将绿灯的剩余时间调整为最小绿灯时间和当前已运行时间之间的差值;若绿灯运行时间大于最小绿灯时间，则将绿灯剩余的时间调整为车辆通过路口的平均时间;如果绿灯剩余时间比要调整的时间小时，则不做任何调整。上述这些操作就是绿灯提前通过路口的策略，绿灯提前策略就是为了让任何一个相位的有轨电车能够快速通过交叉路口，但这种方法会使每个信号周期通过的车辆数量减少，因此在车流量较大时，绿灯提前策略会降低交叉路口的通行能力。

最后，電车离去路口。当现代有轨电车利用GPS/BD 技术读取到电车离开路口位置时，就会通知调度管理系统，随后经调度管理系统将信息发送到道口信号系统，然后通知公交信号控制器。当公交信号控制器接收到该信息时就会立即结束信号优先请求，使路口恢复正常运行秩序。

3.2 故障下现代有轨电车信号系统控制技术

当现代有轨电车运行时设备或者控制系统发生故障时，可以通过司机人工处理和插入一个有轨电车专用相位两种策略进行处理。

首先，司机人工处理。将人工按钮设计在路口的附近区域，这样在有轨电车接近该区域时，司机就可以下车自行触发人工按钮，然后按照路口的红绿灯信情况通过路口即可。当司机触发手动按钮时，智能交通信号就会按照默认值关闭优先请求信号，以维护路口的正常运行秩序。

其次，插入一个有轨电车专用相位。当有轨电车检测设备或控制系统发生故障时，可以通过每隔数个正常相位后插入一个有轨电车专用相位，使有轨电车使用该相位能够顺利通过路口。这种控制策略非常适合设有站台的路口，这样有轨电车就可以在站台内等待，不需要交叉路口进行任何接口工作。当电车前后的车辆通过路口时，发生前车压车后车正常情况时，可以参照后车的接近时间，通过

交叉路口控制器将后车的接近时间信息发送给交通信号控制器，随后司机就可以根据信号灯进行正常行驶。

在城市交通运输中，现代有轨电车安全、高效地通过路口是电车运营调度中的重要工作，只有处理好电车路口优先通行，才能够使有轨电车实现良好的运营效率和经济效益。现代有轨电车路口控制策略不仅可以保障有轨电车的运行效率，还能够提高有轨电车的运行安全。希望通过本文的论述，可以对现代有轨电车的发展带来帮助，使其在城市轨道交通中发挥的作用越来越大，以便更好的解决我国城市交通拥堵问题。

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