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簡議現(xiàn)代有軌電車平交路口信號(hào)優(yōu)先與協(xié)同控制的實(shí)踐論文
1引言
現(xiàn)代有軌電車作為城市軌道交通體系中的一種重要交通方式，因其節(jié)能環(huán)保、投資低、運(yùn)行成本低、安全舒適等顯著特點(diǎn)，從1990年開始受到世界各國越來越多的青睞。我國隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，越來越多的中小城市將目光投向更加適合城市區(qū)域建設(shè)及投資的現(xiàn)代有軌電車項(xiàng)目。截止目前，全國7個(gè)城市己開通運(yùn)營、近10個(gè)城市正在建設(shè)、40余個(gè)城市開始規(guī)劃現(xiàn)代有軌電車。
但是，現(xiàn)代有軌電車作為新的交通方式，在中國混合城市交通環(huán)境下，面臨全新的挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)在：一是在提升有軌電車的吸引率、乘坐率的同時(shí)，如何保障周邊社會(huì)交通的順暢;二是在有軌電車專用路權(quán)的條件下，如何保障在路段斷面的合理布置;三是在并行通行、路口平面交織的條件下，如何分配管理有軌電車和社會(huì)車輛的通行權(quán)。因此，需要開展有軌電車平交路口信號(hào)優(yōu)先與協(xié)同控制研究，在保障有軌電車信號(hào)優(yōu)先控制效益的同時(shí)，盡量減少對(duì)周邊道路交通的影響。
2有軌電車路口信號(hào)優(yōu)先控制實(shí)施方案
有軌電車路口信號(hào)優(yōu)先采用基于感應(yīng)主動(dòng)請(qǐng)求與信息交互的實(shí)時(shí)有條件信號(hào)優(yōu)先，需要注意的是信號(hào)優(yōu)先不等于有軌電車不停車，而是通過采取綠燈延長、紅燈縮短和插入相位等方式，盡可能避免或減少有軌電車停車等待時(shí)間，保障有軌電車的優(yōu)先通行效率。
2.1路口檢測器布設(shè)
基于車道上埋設(shè)的檢測線圈，實(shí)時(shí)獲取有軌電車到達(dá)和運(yùn)行狀態(tài)。在進(jìn)入路口前的車道上連續(xù)設(shè)置4組檢測器，分別為預(yù)告檢測器、接近檢測器、進(jìn)入檢測器和駛離檢測器：預(yù)告檢測器為虛擬檢測器，其作用是相位時(shí)間預(yù)調(diào)整;接近檢測器為請(qǐng)求位置信號(hào)的觸發(fā)判斷，根據(jù)請(qǐng)求信號(hào)觸發(fā)點(diǎn)的時(shí)間來判斷采取哪種優(yōu)先控制策略;進(jìn)入檢測器和駛離檢測器判斷車輛的到達(dá)和駛離情況。
2.2信息交互控制
有軌電車信號(hào)控制器與道路交通信號(hào)控制機(jī)實(shí)時(shí)信息交互，實(shí)現(xiàn)有軌電車信號(hào)運(yùn)營系統(tǒng)與道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)協(xié)同。信號(hào)機(jī)與有軌電車控制器控制信號(hào)進(jìn)行交互，有軌電車通過接口單元收發(fā)信號(hào)機(jī)的信號(hào)，來控制有軌電車信號(hào)燈的啟亮狀態(tài)。
當(dāng)有軌電車請(qǐng)求信號(hào)觸發(fā)請(qǐng)求優(yōu)先階段后，信號(hào)控制機(jī)基本的響應(yīng)執(zhí)行方式有五種。
綠燈“前段”期間請(qǐng)求：接受請(qǐng)求，優(yōu)先放行階段繼續(xù)。
綠燈“后段”期間請(qǐng)求：接受請(qǐng)求，優(yōu)先放行階段延長。
紅燈期間請(qǐng)求：接受請(qǐng)求非優(yōu)先階段提前結(jié)束，前段、中段、尾段。
強(qiáng)制請(qǐng)求：插入優(yōu)先階段。
禁止響應(yīng)(策略決定)的鎖定期間：不接受請(qǐng)求等待優(yōu)先階段。
2.3交通組織與相位方案
根據(jù)不同路口有軌電車的交通組織形式，因地制宜實(shí)現(xiàn)不同交通情形下的有軌電車信號(hào)運(yùn)行控制。根據(jù)有軌電車的交通組織方式，在通過路口時(shí)包括路中直行、路側(cè)直行、路中左轉(zhuǎn)、路側(cè)轉(zhuǎn)路中等多種方式，不同組織方式對(duì)應(yīng)的有軌電車放行相位不同。
3周邊關(guān)聯(lián)路口信號(hào)協(xié)同控制策略與方案
3.1關(guān)聯(lián)路口協(xié)同控制策略
根據(jù)路口交通流向特征，設(shè)計(jì)有軌電車相交流向放行控制方式，以及遠(yuǎn)離有軌電車方向的協(xié)調(diào)控制，保障周邊交通的協(xié)調(diào)組織。考慮到因有軌電車優(yōu)先導(dǎo)致的路口擁堵，特別是非有軌電車相位的綠燈可能會(huì)被縮短，因此，需要對(duì)進(jìn)入路口的社會(huì)車輛進(jìn)行控制，采取“慢進(jìn)快出”的控制策略，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)離有軌電車方向的協(xié)調(diào)控制策略。
3.2關(guān)聯(lián)路口協(xié)同控制方案
在干線交通流運(yùn)行特征分析基礎(chǔ)上，周邊關(guān)聯(lián)路口主要采取以下幾種協(xié)同控制方案：①避免短連接路段的排隊(duì)溢出控制;②大路口長排隊(duì)的清空控制;③瓶頸路口路段的紅波控制;④避免主要干線擁堵排隊(duì)擴(kuò)散控制。這里需要注意的是，協(xié)同控制并非傳統(tǒng)意義的綠波，根據(jù)控制目標(biāo)的不同，可采用綠波、紅波、清空等多種手段。
3.3配套交通管理設(shè)施設(shè)置
周邊關(guān)聯(lián)路口協(xié)同控制方案的運(yùn)行，需要配套設(shè)置交通管理設(shè)施，完善交通安全設(shè)施的配套保障，以及開展路口渠化和信號(hào)配時(shí)優(yōu)化，提供交通信號(hào)控制效果的基礎(chǔ)設(shè)施保障。
4實(shí)地案例應(yīng)用
應(yīng)用上面的控制策略和方案設(shè)計(jì)，在蘇州高新區(qū)進(jìn)行了實(shí)踐，范圍包括有軌電車1號(hào)線沿線17個(gè)信號(hào)控制交叉口和周邊78個(gè)城市道路交叉口。其中有軌電車1號(hào)線，從龍安路站開始，經(jīng)太湖大道、建林路、華山路、湘江路、何山路、珠江路、金山路，至蘇州樂園，全線18.19km，初期設(shè)站10個(gè)。
通過現(xiàn)場調(diào)查，有軌電車1號(hào)線優(yōu)先控制后，沿線路口平均速度由21.7km/h提高到25.6km/h;為減少有軌電車對(duì)周邊道路的影響，對(duì)周邊千線及關(guān)聯(lián)路口實(shí)施協(xié)同信號(hào)控制，實(shí)施后幾條重要干線的停車次數(shù)、行程時(shí)間有所減少、平均速度顯著提升，交通擁堵也得到了較大改善。
5結(jié)語
以蘇州高新區(qū)有軌電車1號(hào)線為實(shí)踐案例，本文設(shè)計(jì)了有軌電車信號(hào)優(yōu)先實(shí)施方案，以及周邊關(guān)聯(lián)路口信號(hào)協(xié)同控制方案，應(yīng)用效果表明：信號(hào)優(yōu)先與協(xié)同控制方案的實(shí)施，保證了有軌電車在平交路口的優(yōu)先通行，同時(shí)又降低了對(duì)周邊關(guān)聯(lián)路口的影響。但是，有軌電車發(fā)展不僅需要技術(shù)支撐，更需要配套制度、規(guī)范、指南的引領(lǐng)和保障，下一步需要盡快制定有軌電車信號(hào)控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)施指南，推進(jìn)完善有軌電車道路通行的管理業(yè)務(wù)規(guī)程與法規(guī)。
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