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车路协同技术在有轨电车信号控制系统中的应用 王秋兰 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司 X 关注成功！ 加关注后您将方便地在 我的关注中得到本文献的被引频次变化的通知！ 新浪微博 腾讯微博 人人网 开心网 豆瓣网 网易微博 摘????要： 为减少现代有轨电车延误, 提高运行效率与服务水平, 进而缓解城市交通拥堵, 分析有轨电车信号控制特点以及车路协同的系统组成、工作原理等;考虑有轨电车对社会交通的影响, 设计了基于车路协同技术的有轨电车信号控制系统。 关键词： 有轨电车; 车路协同; 信号控制; 信号优先; 智能化; 1 有轨电车交通信号特点 现代有轨电车系统 (Tram System) 也称低地板车辆系统 (简称有轨电车) , 属中低运量系统, 流行于西欧, 具有经济、快捷等优点。近年来, 有轨电车在我国蓬勃发展, 沈阳、苏州、淮安、珠海等地已建成通车, 武汉、成都、泉州、台州等地正在建设中。由于有轨电车的运营组织受制于道路交叉口信号的影响, 目前普遍采取的措施是根据有轨电车准点或晚点情况、满载率、背景交通服务水平, 向信号控制中心发出主动请求, 给予有轨电车不同级别的信号优先。 考虑到我国许多城市交通复杂、车流量大的现状, 有轨电车信号优先必将对社会交通造成不同程度的影响[1-2], 有轨电车信号优先影响分析见表1。因此, 将车路协同技术引入有轨电车系统中, 以减轻有轨电车信号优先对社会交通造成的影响, 同时提高有轨电车系统安全水平和运行效率。 有轨电车车身较公交车长很多, 相对于常规公交车而言, 有轨电车加减速性能较差, 且制动距离更长, 对信号的安全性、保障效率要求更高。 有轨电车最大运行速度一般为70 km/h, 根据《城市道路设计规范》, 交叉口内的计算行车速度应按各级道路计算行车速度的0.5~0.7倍计算, 直行车取大值, 转弯车取小值。考虑到有轨电车的制动距离大于普通社会车辆, 为保证运营的安全性, 有轨电车在交叉口的限速一般取30 km/h左右[2]。由于有轨电车加减速性能较差, 且制动距离更长, 应减少有轨电车停车次数, 可减少有轨电车交叉口延误, 提高有轨电车的服务水平。常规公交车与有轨电车特征对比见表2。 表1 有轨电车信号优先影响分析 ?? 下载原表 2 车路协同系统 车路协同系统采用先进的多模式无线数据交互技术, 融合车用无线通信、车辆自动识别与分类、数据高速采集与处理、高精度定位、安全预警等先进技术, 在全方位人、车、路实时信息交互基础上, 通过车载终端实现车辆协同安全预警和交通主动控制, 同时也可通过电子屏和移动终端给普通车辆和行人提供安全和管理服务, 提高通行效率、保证交通安全, 从而形成更加高效、安全、环保的道路交通系统。 2.1 系统组成 车路协同系统由路侧设备、车载设备、检测设备、移动终端、应用APP、远程控制中心6部分组成, 系统架构见图1, 工作原理见图2。 2.2 系统优势 2.2.1 多模式无线通信管理 (1) 内置Wi-Fi、3G等多种无线通信方式; (2) 支持多模式通信 (802.11p、3G/4G、数字集群通信等) 无缝接入; (3) 提供智能多模式通信管理, 支持多种无线通信方式协同工作。 2.2.2 地下环路及地面道路主动安全服务 (1) 提供基于车与车 (V e h i c l e-t oVehicle, V2V) 的前车紧急制动服务; (2) 提供基于V2V的紧急车辆避让服务; (3) 提供基于V2V和车与汽车-基础设施 (Vehicle to Infrastructure, V2I) 的不同方向碰撞预警服务; (4) 提供基于V2I多种道路危险状态预警服务; (5) VIP车辆避让服务 (V2V) ; (6) 危险道路预警服务 (V2I) , 如急转弯、湿滑路段等; (7) 交通事件发布服务 (V2I) , 如施工路段提示等; (8) 危险车辆预警服务 (V2V) 。 2.2.3 地面道路交通信号控制优化服务 (1) 通过多模式无线通信方式发送信号灯的配时方案和当前的相位状态; (2) 提供基于实时信号灯状态的车速引导, 保证车辆不停车通过路口; (3) 提供基于实时信号灯状态的闯红灯预警服务。 表2 常规公交车与有轨电车特征对比 ?? 下载原表 图1 车路协同系统架构 ??下载原图 图2 车路协同系统工作原理 ??下载原图 3 基于车路协同的有轨电车信号优先控制方案设计 3.1 车路协同系统 在现有管控系统、交通信息服务系统的基础上, 构建车辆与道路信息的交互, 实现有轨电车沿线智慧路口的智能化信号控制。 (1) 智能车载终端和车载显示终端安装。在有轨电车上安装智能车载终端和车载显示终端, 负责车辆端所有多模式通信控制、数