薛 偉

（通號(hào)萬(wàn)全信號(hào)設(shè)備有限公司，北京 100070）

有軌電車行車效率主要受制于路口通過(guò)，如果列車頻繁在路口前停車，增加啟停次數(shù)則會(huì)降低行車效率。通過(guò)有軌電車路口優(yōu)先控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)有軌電車信號(hào)系統(tǒng)與社會(huì)交通系統(tǒng)在現(xiàn)地級(jí)的接口。提高有軌電車在路口通過(guò)效率，保證電車行車準(zhǔn)點(diǎn)高效，同時(shí)盡可能降低對(duì)社會(huì)交通影響。路口優(yōu)先控制方式，主要有以下幾種：

1)絕對(duì)優(yōu)先：電車在路口具有最高優(yōu)先權(quán)，大大提高電車通過(guò)效率，但對(duì)社會(huì)交通也造成較大影響；

2)不優(yōu)先：電車與社會(huì)交通在路口按照預(yù)先配置的交通信號(hào)燈時(shí)序，依次通過(guò)路口，電車運(yùn)營(yíng)不會(huì)對(duì)社會(huì)交通帶來(lái)影響，但電車運(yùn)營(yíng)效率無(wú)法得到保證；

3)條件優(yōu)先：通過(guò)設(shè)置不同條件和優(yōu)先等級(jí)，以實(shí)現(xiàn)電車與社會(huì)交通在路口能夠在不同場(chǎng)景下，分別給予電車和社會(huì)交通不同優(yōu)先等級(jí)，最大程度保證電車與社會(huì)交通在路口通過(guò)效率的均衡性；

針對(duì)以上3種方案，本文主要對(duì)條件優(yōu)先下的路口優(yōu)先控制方案進(jìn)行分析與探討。

現(xiàn)代有軌電車路口優(yōu)先控制系統(tǒng)主要由優(yōu)先控制器、信標(biāo)（環(huán)線）、路口專用信號(hào)機(jī)等構(gòu)成。

路口優(yōu)先控制系統(tǒng)典型設(shè)備布置與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1、2所示。

圖1 電車路口優(yōu)先控制系統(tǒng)典型設(shè)備布置圖Fig.1 Typical layout of tram priority control system for level crossing

圖2 電車路口優(yōu)先控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of tram priority control system

本文主要從路口優(yōu)先總體控制策略、優(yōu)先實(shí)現(xiàn)流程、電車優(yōu)先與社會(huì)交通控制機(jī)接口等3個(gè)方面進(jìn)行具體分析。

1 路口優(yōu)先控制總體策略

總體控制策略為基于有軌電車與社會(huì)交通同步檢測(cè)下的電車有條件信號(hào)優(yōu)先與社會(huì)交通協(xié)調(diào)控制。

系統(tǒng)在跟蹤檢測(cè)電車位置和時(shí)間時(shí)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)社會(huì)交通在紅燈期間排隊(duì)與綠燈期間放行情況，并以此為依據(jù)判斷選擇給予電車優(yōu)先響應(yīng)等級(jí)，在實(shí)現(xiàn)電車信號(hào)優(yōu)先通行同時(shí)，均衡調(diào)節(jié)路口社會(huì)交通各流向放行時(shí)間。在社會(huì)交通非飽和時(shí)，以保障電車通行效率為控制目標(biāo)，提高電車不停車通過(guò)概率；在社會(huì)交通近飽和時(shí)，綜合考慮電車和社會(huì)交通通行狀態(tài)，給予電車較小優(yōu)先空間或不優(yōu)先，均衡各流向放行時(shí)間；在社會(huì)交通過(guò)飽和時(shí)，以保障社會(huì)交通主流向通行效率為控制目標(biāo)，防止由于電車優(yōu)先控制的執(zhí)行而加劇社會(huì)交通擁堵程度。不同電車優(yōu)先響應(yīng)等級(jí)下的社會(huì)交通狀態(tài)與控制目標(biāo)如圖3所示。

圖3 不同電車優(yōu)先響應(yīng)等級(jí)下的社會(huì)交通狀態(tài)與控制目標(biāo)Fig.3 Social traffic status and control object under different response levels

2 優(yōu)先控制實(shí)現(xiàn)流程

電車信號(hào)優(yōu)先控制功能實(shí)現(xiàn)步驟包括：電車控制異常判斷處理、優(yōu)先請(qǐng)求關(guān)閉判斷處理、預(yù)告請(qǐng)求提前預(yù)處理、接近請(qǐng)求修正處理、交叉口占用出清調(diào)整與安全處理。需綜合考慮電車優(yōu)先通過(guò)需求和社會(huì)交通情況，平衡分配路口時(shí)間資源，盡可能提高優(yōu)先請(qǐng)求響應(yīng)級(jí)別和調(diào)整速度，確保電車不停車通過(guò)或最短時(shí)間等待。社會(huì)交通信號(hào)控制系統(tǒng)針對(duì)電車信號(hào)優(yōu)先的響應(yīng)控制流程如圖4所示。

電車優(yōu)先請(qǐng)求的執(zhí)行流程各階段的具體控制方法如下。

1）有軌電車控制異常判斷處理

當(dāng)電車信號(hào)控制器一端出現(xiàn)嚴(yán)重故障或信號(hào)傳輸異常，無(wú)法按照信號(hào)機(jī)控制信號(hào)顯示，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)不響應(yīng)電車優(yōu)先請(qǐng)求，由電車信號(hào)控制器對(duì)電車信號(hào)進(jìn)行異常處理，電車按照社會(huì)車輛信號(hào)指示通行，作為普通機(jī)動(dòng)車控制。

圖4 有軌電車信號(hào)優(yōu)先響應(yīng)控制流程Fig.4 Priority response control flow of tram signals

2）優(yōu)先請(qǐng)求關(guān)閉判斷處理

當(dāng)電車信號(hào)控制器由于自身原因取消優(yōu)先請(qǐng)求，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)不響應(yīng)電車優(yōu)先請(qǐng)求，同時(shí)不對(duì)電車占用路口進(jìn)行安全控制判斷，此時(shí)，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)按照方案中預(yù)設(shè)信號(hào)時(shí)間給出電車放行信號(hào)。

另外，當(dāng)電車采用插入相位方式時(shí)，取消優(yōu)先請(qǐng)求控制后，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)會(huì)在此階段使方案中的電車專用相位有效并自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)非優(yōu)先狀態(tài)下的電車放行控制。

3）預(yù)告請(qǐng)求提前預(yù)處理

電車到達(dá)接近預(yù)告點(diǎn)時(shí)，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)接收到電車預(yù)告請(qǐng)求后，采用綠燈延長(zhǎng)、紅燈縮短、插入相位等響應(yīng)方式，對(duì)路口各相位持續(xù)時(shí)間進(jìn)行預(yù)先分配調(diào)整及電車專用相位觸發(fā)，使電車放行相位綠燈時(shí)間盡可能覆蓋電車通過(guò)路口時(shí)間，確保電車不停車通過(guò)或最短時(shí)間等待。

4）接近請(qǐng)求修正處理

電車到達(dá)接近請(qǐng)求點(diǎn)時(shí)，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)在“預(yù)告請(qǐng)求提前預(yù)處理”基礎(chǔ)上，進(jìn)行電車不停車通過(guò)交叉口的判斷及各相位持續(xù)時(shí)間的調(diào)整修正。當(dāng)經(jīng)過(guò)判斷能夠通過(guò)信號(hào)優(yōu)先控制滿足電車不停車通行時(shí)，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)給出請(qǐng)求反饋并提示駕駛?cè)瞬扇∠鄳?yīng)操作，否則不進(jìn)行任何反饋。

5）交叉口占用出清調(diào)整與安全處理

當(dāng)電車放行相位將要結(jié)束但電車仍未進(jìn)入路口時(shí)，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)給出過(guò)渡信號(hào)，提醒司機(jī)電車通行信號(hào)即將結(jié)束，需采取相應(yīng)操作。

當(dāng)電車放行相位將要結(jié)束但電車仍未駛離路口時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)電車放行相位，確保電車安全駛離。但是當(dāng)電車在交叉口出現(xiàn)異常情況，如交通事故、車輛異常等，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，仍未收到電車出清信息或優(yōu)先功能關(guān)閉信息，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，同時(shí)向中心和電車信號(hào)控制器發(fā)送異常報(bào)告。

3 電車優(yōu)先控制與社會(huì)交通控制機(jī)接口

社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)優(yōu)先控制專用模塊與有軌電車信號(hào)控制器間的信號(hào)交互控制結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 有軌電車信號(hào)優(yōu)先與社會(huì)交通控制機(jī)信息交互Fig.5 Information interaction between tram signal priority and social traffic control equipment

通過(guò)電車信號(hào)優(yōu)先控制專用模塊，社會(huì)交通信號(hào)控制機(jī)與電車信號(hào)控制器之間實(shí)現(xiàn)信息交互功能，在控制功能方面，將兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫銜接，從優(yōu)先請(qǐng)求策略、信號(hào)計(jì)算處理、電車通行信息等多個(gè)方面進(jìn)行控制和功能實(shí)現(xiàn)。其中，優(yōu)先請(qǐng)求策略、信號(hào)計(jì)算處理的相關(guān)指令交互通過(guò)干接點(diǎn)繼電器實(shí)現(xiàn)，而電車通行信息指令交互則通過(guò)通訊線（如RS-485方式）實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代有軌電車路口信號(hào)優(yōu)先方案的選擇與實(shí)施直接影響電車運(yùn)營(yíng)速度及運(yùn)營(yíng)效能，是電車規(guī)劃和建設(shè)中必須優(yōu)先考慮的，本文針對(duì)電車在交叉路口處的優(yōu)先管理與控制研究進(jìn)行綜述分析與探討，給出電車在交叉路口處優(yōu)先控制的總體思路。根據(jù)路口不同時(shí)間、不同場(chǎng)景下的社會(huì)交通車流排隊(duì)情況，綜合判斷分析是否給予電車路口優(yōu)先權(quán)，從而兼顧有軌電車與社會(huì)交通的服務(wù)水平，盡可能減少二者在路口優(yōu)先通行權(quán)的沖突問(wèn)題。