摘要：为了降低现代有轨电车延误，提升运转效率和服务质量，从而减少城市交通堵塞，需要研究有轨电车信号管理特征和车路协同的构成、运行原理等；分析有轨电车对城市交通的干扰，规划了基于车路协同系统的有轨电车信号管理平台。
关键词：车路协同系统；有轨电车信号；配置对策
为防止现代有轨电车于社会交通交叉口和城市车辆通行出现矛盾，均衡当前有轨电车和城市车辆的运行价值，在非饱和交叉处，对于现代有轨车辆早到与晚到两种现象，建立了现代有轨车辆优先管理对策的基本结构。以延绿灯时间、减少红灯时间、插进优先相位三类优先对策为前提，设计了现代有轨车辆优先配置下的交叉口管理流程；并根据现代有轨电车运速引导管理，提出了匀速引导和交叉口信号联合控制对策。
1、车路协同背景下的有轨电车信号管理计划设计
1.1车路协同平台
在现有控制器、交通信息化服务的前提下，建立车辆和道路数据的交互，得到有轨电车沿途智慧路口的自动化信号管理。
（1）自动车载终端与车载显示器安装。将自动车载终端与车载显示器安于有轨电车上，处理车辆端全部多模式通讯管控、信息处理计量、定位与数据公布与提供大量应用面向客户的交互端。
（2）路侧协同管理机设置。路侧协同管理机要求安于有轨电车沿途路口包含的路侧信号管理机柜中。
（3）路侧多模式通讯机设置。路侧多模式通讯机安于红绿灯横杆表面，采取抱柱安装模式，且借助现有管道分布线缆。
（4）设置交换机。能在路口抱杆机箱中设置交换机。
（5）设置追踪式微波传感仪。追踪式微波传感仪采取专用工具安于红绿灯部件的横杆和立杆上，设置高度不小于3米（如图1所示）。
图1 追踪式微波传感仪设置示意图
1.2信号优先管理
有轨电车信号完善要保障“最少绿灯时间”。比如，入口道的宽度是30米，行人的均速为1m/s，行人正常经过路口，最少需要30秒绿灯，那么该路口的“最少绿灯时间”为30秒。在必须保障“最少绿灯时间”的基础上，能够配时调节信号灯，不同交通条件调节范围有区别。若不能确保“最少绿灯时间”，就算有轨电车抵达路口，信号配时将不会对有轨电车进行临时调节。
有轨电车完善级的分类通过有轨电车运行调节部门进行制定，按照有轨电车晚到时长、满客量、运行调度方案，把有轨电车于交叉口运行的完善级分类为三级，分别提供不同延时级的有轨电车各级别的信号完善，其中一级时高优级别、二级时低优先级、三级是无需优先级。
车路协同平台在全面考量有轨车辆的信号优先等级、最高运速、交叉口“最短绿灯时间”与运转安全等要素的基础上，朝有轨电车传送运转指令，令有轨电车正常经过交叉口，削减有轨电车通行延迟。
有轨电车依靠车路协同平台运转，既能够削减交叉口延迟，还能够减轻由于绿灯延时、红灯缩减、插进相位等信号管理对策对城市交通的干扰。
结合有轨电车的创建目标，与实施地区的交通要求、背景交通等状况，明确采取有价值的信号优先。由安全性、稳定性角度着手，通常有轨电车于路段最高运速是40km/h，在交叉口最高运速是30km/h。当前，有轨电车信号完善实施计划包括绿灯延时、红灯缩减、插进相位三类。
2、车路协同背景下现代化有轨电车协同管理系统
2.1速度导向
现代化有轨电车选择人工目视行驶模式运行，运速主要凭借行车方案和驾驶者的工作经验来确定。在具体道路上，又因为在交叉口出入口道周边都建立有轨电车停车站，现代化有轨电车不能明确停车站的时间，也不能实时获取前方道路的信号控制数据，导致有轨电车在运行至路口前要降速以保障运行安全[1]。针对现代化有轨电车管理系统中心与交通信号管理系统，能够得到双向通讯与有效协调，及其车路协同检测得到有轨电车运速、间隔停车点的距离和目前交通信号管理计划，求出建议运速，而且在路口前提醒驾驶员能够安全经过交叉口，让驾驶者根据建议运速通行就能在交叉口不停车经过，提升有轨电车的运行效率。
而速度导向上也有许多制约条件，如离下游路口间距、最高/最低的导向速度确定、停靠点设计等。
2.2协同有限信息管理系统设置
现代化有轨电车信号完善管理系统的主要目的在于提升有轨电车的通行效率，降低在平交叉路口反复增速、降速、停车，减少交叉口延时，提升用户乘车满意度，而且尽可能减少沿途地区城市交通的干扰。要得到交通信号管理系统能实时获得现代有轨电车运速、位置、调节等数据，得到现代有轨车辆的协同优先管理与实时优先管理。
图2 优先控制平台构造结构图
优先管理平台要实现和现代有轨车辆调度控制平台的协同运转，获得有轨电车系统和交通信号管理中心这两种控制平台的衔接，上下游交叉段的配置有效协调，得到有轨电车和路表信息地区协同优化管理[2]。优先管理平台由路口优先管理系统、车路协同平台、优先衔接单元构成。路口探测器和车载移动系统能通过车内、路段通讯获得电车状态资料，并传送至信号优先管理系统，信号优先管理系统形成优先请求，并把优先请求发送到交通信号设备，然后借助通讯系统把优先请求传送到信号管理平台中心，控制平台结合系统优先管理模型与当下交通数据来选择优先计划、选取优先对策。其系统构造结构图见图2所示。
而且，平面交通信号管理平台的优先响应数据，也是反馈数据，传输至有轨电车控制平台，为调度单元带来平面交通流量信息、交通信号管理数据，为有轨电车优化调节带来科学依据，进而得到平面交通与有轨电车两种系统有效协同。
图3 VISSIM模拟路网
3、模拟验证和结果研究
此处采取VISSIM模拟软件建立路网，确定发车时间为路段周期的整数倍，再按照某个断面离交叉口的间距来确定路口上速度导向，以方针车辆车载系统传送车辆数据至中心且中心系统朝车辆传送导向速度的过程[3]。而且，为体现效果，电车输入选择欠饱和状态，模拟环境经过接口系统和真实信号机连接，车辆接触探测设备后，信号机把运转“hurry call”计划，指运转现代化有轨车辆优先管理计划。如图3所示，其是VISSIM模拟路网，各路段建立检测设备和停靠站，以现代有轨电车视为探究对象，选择三种控制模式来比较，选择旅行时间和延迟时间作为比较指标判断最佳控制。通过研究显示，协同优先的管理计划旅行时间和延迟时间都是最短，这表示协同优先属于这三种中最好的控制模式。
4、结束语
综上所述，国内城市街道交通拥堵情况越来越严重，优先建设地表大客运量交通结构已形成共识。交叉口是城市街道通行水平的瓶颈，限制着整个路网的运行效率。在不降低交叉口城市车辆行驶效益的基础上，要尽量为现代有轨车辆优先行驶创造条件，提高交叉口的综合运行效益。经组合优先管理的模式，能均衡现代化有轨车辆和交叉口城市车辆的运行效益。
参考文献：
[1]贺志伟,刘小娟,张杨杨,宁志猛.基于车路协同下的现代有轨电车协同控制技术研究[J].工业控制计算机,2017,30(11):90-92.
[2]王秋兰.车路协同技术在有轨电车信号控制系统中的应用[J].铁路技术创新,2017(05):58-60.
[3]朱军功,隆冰,胡兴华.车路协同环境下的现代有轨电车信号优先配置策略[J].城市轨道交通研究,2017,20(04):107-112.
论文作者:陆振森
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：有轨电车论文; 信号论文; 交叉口论文; 车辆论文; 交通论文; 绿灯论文; 路口论文; 《基层建设》2019年第15期论文;