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关于现代有轨电车与交通信号系统接口方案分析

作者:2017-01-14 15:39文章来源:未知
  1信号系统接口概述
  现代有轨电车是介于公共汽车和地铁之间的新型轨道交通方式。其作为一种中等运量的城市轨道交通系统,具有综合造价低、建设周期较短、道路适应性强、噪声低、无污染、美观舒适、系统配置灵活、使用方便等特点,可提高人们出行水平和质量,故现代有轨电车在各种中等运量轨道交通制式中脱颖而出。与地铁运营环境不同,现代有轨电车的运营组织受制于城市道路交叉口的交通信号系统的影响。有轨电车信号系统与交通信号系统接口方案及路口交通信号本身的相位配时、周期和延误等设计参数直接影响电车的运营间隔和运营速度。欧洲国家的有轨电车运营时刻表与路口信号灯协调,信号优先方案比公交车更有保证。在德国,有轨电车线路密集区域单独设有一套有轨电车信号灯,与路口车辆信号灯分立,两套系统相互协调,同时保证有轨电车的信号优先。考虑到我国交通发展现状,如何在多种交通形式参与的平交路口上进行合理的信号接口方案选择,从而保证现代有轨电车的高效运营,是一个重要的设计内容。下面以沈阳市浑南新区现代有轨电车信号系统与交通信号系统接口的实际建设经验,对有轨电车信号系统与交通信号系统构成、接口方案、优缺点等分别叙述、比较并总结。
  2信号系统接口方案
  根据有轨电车的线路建设条件,有轨电车线路上会有多处与公共交通的平交路口,同时也会存在有轨电车自身互相交叉的路口。交叉路口处,社会车辆右转一般及早分流至交通道路右侧,可直接右转或根据交通灯显示右转,右转的社会车辆不会与同侧交叉直行车辆冲突。而有轨电车线路由于设置在交通道路中心,有轨电车右转必须切断两方向的直行相位,故交通信号系统必须为有轨电车单独设置右转信号灯。
  有轨电车信号系统与交通信号系统接口方案根据工程实际需求可分为3种控制方式。
  2.1有轨电车交通信号绝对优先
  路口控制模式绝对优先要求保证有轨电车通过路口的优先权。当有轨电车接近该路口时,通过设置一定距离的感应设备(如标签)把列车接近信息传至交通灯控制箱,提前开放绿色信号灯,使去往任何运行方向(直行、左转、右转)的有轨电车基本不减速(按规定的路口通过速度)通过该路口。通过路口后,再通过设置在一定距离的感应设备(如标签)把列车离去信息传至交通灯控制箱,绝对优先终止,绿灯结束。此种方式控制效率很高,有利于提高有轨电车运行效率,但对社会车辆交通秩序影响较大。
  2.2有轨电车交通信号相对优先
  有轨电车交通信号相对优先主要是绿灯延时或红灯缩短。当有轨电车通过交叉路口时,有轨电车到达且需要右转方向运行时,有轨电车接口设备将有轨电车行车的右转方向在特定地点或特定时间发送给道路交通信号控制器,交通信号控制器根据当时的显示情况作出判断。如有轨电车右转灯为禁止红灯信号,则有轨电车等待绿灯信号,交通信号控制器控制有轨电车来车方向的红灯周期适当缩短。如有轨电车右转灯为通行绿灯信号,则绿灯延时,直至列车通过路口且通过设置在地面的离去感应设备(如信标)反馈回离去信息,结束绿灯延时。
  对于有轨电车的直行和左转,有轨电车可以和社会车辆一样按照正常的交通信号指示运行或同样采用直行、左转绿灯延时,此种方式控制效率较高。由于右绿灯延时对社会车辆路口通过率影响较小,也有利于提高有轨电车运行效率。
  此方案在有轨电车自身交叉的路口可能存在先到的有轨电车前进方向为红灯,而另一方向后到的有轨电车前进方向为绿灯,但由于先到的有轨电车已经占用了敌对的道岔区段,故后到的有轨电车需要等待两个绿灯相位的情况。对此,可采用车载设备设置控制权释放按钮,当先序列车到来且运营方向(直行或左转)交通灯为红灯时,司机根据现场情况,可按压控制权释放按钮,让交叉方向的后序有轨电车及时通过。
  2.3有轨电车与道路交通信号独立
  有轨电车正线信号系统与交通信号两套系统独立,没有任何关联。道路交通系统需为有轨电车专门设置右转交通灯,特设的右转交通灯与交叉方向干道的左转交通灯为完全相同相位。司机到达道岔接近区段后根据行车计划办理进路,当有轨电车计划需要右转时,在有轨电车进路开放的情况下等待右转信号;当交通灯信号系统开放左转信号,同时交通信号灯系统给出交叉方向干道的右转信号,有轨电车在特设的有轨电车专用灯位的指引下,安全通过。
  此种控制方式实施容易,对社会车辆无影响,且充分利用左转相位配时,但行车效率相对会降低。司机行车需要兼顾进路开放信号和交通信号行车。
  3信号系统接口方案的优缺点
  有轨电车的车辆尺寸和动力性能明显有别于常规公交和小汽车,考虑到不同等级的城市道路具有不同的交通特征,所以需要分别选用有轨电车信号系统与交通信号系统接口方案,3种方案的优缺点比较。
  相交道路根据等级相交主要分为主干道与主干道相交路口、主干道与次干道相交路口、主干道与支小路相交路口(轨道正线所在的道路均为城市主干道)。根据3种控制方案优缺点及3类交叉口流量的组成特性不同,各自选择的方案也不尽相同。一般主干道与主干道相交路口可选方案3:有轨电车与道路交通信号独立;主干道与次干道相交路口可选方案2:有轨电车主干道交通信号相对优先,或采用右转优先和绿灯延时两种方式混合搭配使用;主干道与支小路相交路口可选方案1:有轨电车交通信号绝对优先。具体方案在工程实施时可根据方案的优缺点、道路等级、交管部门意见、车流量等具体情况灵活选择交叉路口控制方式。
  4现代有轨电车与交通信号系统的接口方案
  沈阳浑南新区现代有轨电车一期工程共有4条线,全长约59km,设车站65个。轨道正线所在的道路均为城市主干道,并与31条主干道、58条次干道和56条支路平面交叉,形成145个平交路口,其中有轨电车交通信号绝对优先7处,交通信号相对优先路口绿灯延时73处,其他为有轨电车与道路交通信号独立或未设交通信号路口。当然,每个交叉路口最终的控制方案也可根据后期的运营需求调整相应的方案。由于各设置信号控制方案的路口或预留路口,其有轨电车信号系统交叉路口控制设备基本相同,如需修改其控制方案,只需修改有轨电车交通信号接口设备和交通信号控制系统的软件即可。
  浑南新区现代有轨电车全线不单独设置交通信号。有轨电车信号系统本身的进路表示器仅表示进路的开放状态,不指示交叉路口有轨电车的通行权,交叉路口处有轨电车完全遵守交通信号。交通信号系统为有轨电车单独设置右转信号灯,下挂“有轨电车”蓝底白字反光标志牌。
  浑南新区现代有轨电车一期工程信号系统交叉路口控制设备由车载设备、地面设备、接口设备组成。所有设备应采用热备冗余结构,保证系统长期稳定运行。图中交叉路口控制设备根据设置在地面的冗余信标,判断接近路口或离去路口信息,再根据各列车的进路方向,判断电车运行方向(有岔路口),经无线传输至有轨电车交通信号接口设备,接口设备逻辑运算后将此综合判断信息采用无源干接点传送给交通信号控制箱,交通信号系统根据显示现状、相位参数、信号配时等控制相应的灯位和显示信号。
  5结语
  当前,我国混合交通是城市交通最为显著的特点。多种交通流在交叉口交会易造成拥堵。因此,照搬欧洲有轨电车在平交路口的控制策略,盲目追求有轨电车的优先通行权并不明智。决策者可根据各方案的优缺点、道路等级、交管部门意见、车流量等具体情况灵活选择交叉路口控制方式。这样既能符合我国城市道路现状和交通运行特性,又充分发挥有轨电车的运输能力和优势,会取得良好的运营效益,从而满足城市居民出行要求,加快实现城市交通现代化的步伐。
 

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