平交路口綜合控制系統研究與實現

包凌宏 楊建華 何偉挺 詹 奇 高 馮

（通號萬全信號設備有限公司，杭州 310000）

1 概述

現代有軌電車具有投資較低、建設周期短、節約能源、綠色環保、運營靈活等特點，近年來大力發展有軌電車成為一種新的趨勢。現代有軌電車與輕軌等軌道交通存在較多的不同，路權形式就是其中一個顯著區別。現代有軌電車路權形式分為獨立路權、半獨立路權和混合路權3種，獨立路權是指有軌電車與道路交通完全隔離運行；半獨立路權是指有軌電車與道路交通部分路段混合運行；混合路權是指有軌電車與道路交通完全混合運行。傳統的有軌電車大多采用混合路權，而現代有軌電車則大多采用半獨立路權，繼而與道路交通形成平面平交路口。

現代有軌電車運行過程中，一般采用GPS和軌道鋪設檢測設備的方式進行定位，通過有線/無線網絡實現控制中心、列車、軌旁三者之間的通信，在與道路交通混合運行的平交路口，協調有軌電車和社會車輛各方之間的交通流，解決路口沖突是確保有軌電車安全運行和提高運行效率的關鍵所在。本文主要描述平交路口綜合控制系統的設計，闡述路口有軌電車信號優先的控制原理。

2 系統結構

平交路口綜合控制系統由信標、路口專用信號機、平交路口信號控制器組成。平交路口信號控制器對外接口包括道路交通信號控制器、骨干網，平交路口綜合控制系統現場布置如圖1所示。

平交路口綜合控制系統結構如圖2所示，每套路口優先控制系統主要包括以下部件：

1）1套平交路口信號控制器；

2）若干信標；

3）兩架專用信號機。

3 系統功能

平交路口綜合控制系統主要實現有軌電車在平交路口位置檢測，負責完成有軌電車在過路口時向道路交通信號控制系統提出優先申請，優先申請信號包括“預告”、“接近”、“到達”、“離去”4個信號。道路交通信號控制系統根據此申請判斷是否具備開放有軌電車優先通過的條件，如果具備條件，則控制道路交通信號燈提前結束紅燈，開放綠燈，同時給予平交路口綜合控制系統“允許通行”信號，平交路口信號控制器據此點亮有軌電車專用機的通行燈。平交路口綜合控制系統通過無源干接點和RS-485通信接口與道路交通信號控制系統實現信息交換。

具體來講，平交路口綜合控制系統的主要功能包括，如下。

1）平交路口信號優先控制功能

平交路口信號控制器檢測列車位置以及接收列車運行方向等信息，平交路口信號控制器根據配置將列車位置信息轉換成“預告”、“接近”、“到達”、“離去”信號后向道路交通信號系統發送“優先申請”信號。收到道路交通信號系統“允許通行”信號（即：交通信號開通綠燈）之后，點亮有軌電車專用信號機的通行燈，允許列車通過路口。

2）車載優先請求支持功能

有軌電車車載司機控制臺針對路口優先控制設置“路口優先”按鈕，當路口超時未開放綠燈，有軌電車專用信號機的通行燈未點亮，列車需在路口專用信號機前方停車，司機可以通過操作該按鈕向道路交通信號控制系統重新提出路口優先通過請求。

3）控制中心人工優先請求功能

當路口超時未開放，有軌電車專用信號機的通行燈未點亮，列車需在路口專用信號機前方停車，在人工確認后，由控制中心操作員人工向道路交通信號控制系統二次觸發路口優先通過請求。

4）路口優先車地直接通信功能

當列車接近道口時，平交路口綜合控制系統可以通過骨干網接收來自車載發送的物理線路號、線路方向、公里標及目的地號。平交路口綜合控制系統根據本站場區域內的信標位置對應的公里標，來確定優先請求信號，同時根據目的地號或線路方向來確定路口優先方向。

平交路口綜合控制系統將經過邏輯判斷后生成的 “預告”、“接近”、“到達”、“離去”請求信號及列車運行方向發送給道路交通信號系統，平交路口綜合控制系統收到“允許通行”信號（即：交通信號開通綠燈）之后，點亮有軌電車專用信號機的通行燈，允許列車通過路口。

5）上報專用信號機狀態功能

平交路口綜合控制系統能采集專用信號機的狀態，并向控制中心和車載上報信號機點燈狀態信息。

4 控制原理

車載或控制中心判斷列車進入路口范圍內時，通過車地無線或車地環線向該平交路口綜合控制器發送列車位置和速度等信息，平交路口信號控制器向道路交通信號系統發送不同的優先申請信號；道路交通信號系統判斷滿足優先通過條件后， 反饋“允許通過”信號，平交路口信號控制器控制路口專用信號機點亮通行燈。

當列車駛離路口之后，平交路口信號控制器向道路交通信號系統發送列車離去信息，在接收到道路交通控制系統發送的“禁止通行”信號后，關閉有軌電車專用信號機的通行燈，點亮禁行燈。

在車載信號故障或非裝備車通過平交路口時，可以用控制中心觸發列車接近信號，平交路口信號控制器可以根據該信號向道路交通信號系統發送優先申請。同時車載配置一個人工二次觸發優先的按鈕，在司機駕駛至路口前，發現沒有通行信號時，可以通過該按鈕二次觸發優先信號。

控制中心可以設置每個路口的優先功能的開放和關閉，在優先功能關閉時，平交路口綜合控制系統處于伴隨模式，由道路交通信號系統控制點亮有軌電車通行燈和禁行燈。

5 結語

目前國內現代有軌電車的建設正在興起，而有軌電車安全、高效地通過平交路口是現代有軌電車運營控制過程中一項重要的工作，路口除了機動車之外還有電動車、自行車、行人等，處理好列車在交叉口處的優先通行問題，既能保證列車運行過程中的安全和效率，也有助于有軌電車的進一步推廣。

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.CJJ/T 114-2007 城市公共交通分類標準[S].北京：中國建筑出版社，2007.

[2]李春波.有軌電車信號系統路口優先控制解決方案研究[J].鐵路通信信號工程技術，2017，14（1）：71-73.Li Chunbo.Priority Control Solution of Tram Signal System for Level Crossing[J].Railway Signalling &Communication Engineering，2017，14（1）：71-73.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB/T 12758-2004 城市軌道交通信號系統通用技術條件[S].北京：中國標準出版社，2004.

[4]劉磊.有軌信號道岔與路口控制的交互功能[J].科技視界，2015（27）：40.Liu Lei.Tram Signal Switch Controller and the Intersection Controller Interaction Function[J].Science &Technology Vision, 2015（27）：40.

[5]路峰，錢劭武，候剛.混合交通條件下平交路口放行方法的比較分析[J].中國人民公安大學學報（自然科學版），2003（1）：67-71.Lu Feng,Qian Shaowu,Hou Gang.Crossing Pass Method in Mix Traffic Condition Comparative Analysis[J].Journal Of The People's Public Security University (Natural Science Edition)，2003（1）：67-71.

[6]鄭春暉，張小寧，毛偉，等.平交路口有軌電車信號優先控制策略研究[J].交通技術，2014，3（6）：146-153.Zheng Chunhui,Zhang Xiaoning,Mao Wei,et al.Signal Control Strategies of Tramcar Priority at Intersections[J].Open Journal of Transportation Technologies, 2014，3（6）：146-153.

[7]易志剛.現代有軌電車路口優先控制系統方案研究[J].鐵路計算機應用，2016，25（11）：62-66.Yi Zhigang.Intersection Priority Control System for modern tramcar[J].Railway Computer Application, 2014，3（6）：146-153.

[8]錢大琳，黃迪.信號平交路口右轉機動車穿越直行自行車決策行為研究[J].系統工程理論與實踐，2006，26（5）：140-144.Qian Dalin,Huang Di.The Study on the Decision Behavior about Right-turning Motor Crossing the Straightrunning Bicycles at the Signalized Intersection[J].Systems Engineering-Theory & Practice，2006，26（5）：140-144.