近几年，各大城市的非中心城区、中小城市的公共交通线网规划采用有轨电车制式的比重越来越高，从报批难度、投资额控制、建设周期、技术难度等方面分析，有轨电车均表现出较高的优势。估计未来十年内，全国有轨电车规划新建里程将突破1 000 km，具有较高的市场空间。有轨电车信号系统是保证相应区域列车运行安全、缩短行车间隔、提高平均运行速度、提升全系统管理水平的关键系统。不同于地铁，有轨电车属于地面交通体系，在地面路口处与其他道路车流、行人不可避免地产生交叉。路口数量众多，一般一条有轨电车线路上共有几十个路口，路口区域的有轨电车通行效率，是影响全线旅行速度、运行效率的关键因素。目前国内较早开通的有轨电车项目，大部分没有设置路口优先系统。增加及优化有轨电车信号系统路口优先控制功能是解决路口问题的必然选择，是当前有轨电车规划、建设过程中需重点考虑的问题。根据路口的分类、交通场景的不同，目前有轨电车在路口的信号优先控制策略和方案一般有不优先方式、相对优先方式、绝对优先方式。相对优先和绝对优先方式是通过动态协调有轨电车到达时间和交叉口信号，为有轨电车提供优先通行权，使其不停车通过交叉口的一种技术策略。有轨电车行驶至距交叉口一定距离时，发起信号优先申请，信号控制中心计算有轨电车到达交叉口的时间，切断其他相位信号，为有轨电车安排绿灯并办理进路。其缺点是对相交道路交通流的通行效率影响较大；有轨电车运行间隔较小时，对相交道路交通流的干扰频繁。适用于相交方向为人行横道、相交道路等级低或流量小、交叉口冲突点数少、有轨电车运行密度小等情形。对于相交道路等级高或流量大、交叉口冲突点数多、有轨电车运行密度大等情形，上述两种优先方式并不适用。因此，需要寻找一种既不影响路口交通，又可保证有轨电车通过效率的技术手段，以促进有轨电车产业良性发展。1研究思路1.1路口信号协同的工作原理研究由于有轨电车可与部分道路车辆在不冲突的情形下同时通过交叉口，因此，可以将二者组合为一个信号相位，在不改变交叉口各方向保证通行效率的前提下，合理安排相邻交叉口之间绿灯开放的时间差（相位差），使上、下行两个方向的有轨电车按照预定计划行驶至各交叉口时，恰好遇到绿灯。在绿波调整基础上，根据有轨电车途径交叉路口的周期和相位，动态调整有轨电车运行计划，包括停站时间、区间运行速度，确保有轨电车在指定相位时间精确到达路口，以实现不停车通过路口。1.2路口绿波调整机制的研究研究与路口信号机的协同控制机制，实现将途径路口的有轨电车信号相位调整到最优的时序，实现上下行有轨电车在最大可能情况下同时占用有轨电车相位，并且能够不停车通过路口。1.3运行计划与路口信号相位协同调整机制的研究研究运行计划动态调整算法，约束条件、调整因素包括停站时间、区间运行曲线、充断电时间等。通过运行计划的动态优化算法，实现有轨电车的运行与路口有轨电车相位精确配合，在不影响路口交通的前提下，保证有轨电车的平均运行速度。2基础系统功能说明2.1有轨电车智能运行控制系统结构有轨电车采用中心级控制，中心综合自动化通过冗余通信链路与轨旁设备（包括道岔控制器、路口控制器、供电设备、旅服设备等）连接。通过冗余无线通信与包括车载控制器、车载旅服单元连接，实现对全线有轨电车状态综合监视、综合计划调度、全专业自动控制、车站及车辆上旅客信息服务。2.2交通灯信号控制系统结构（1）交通灯信号控制系统的控制结构是三级协调分布式控制结构：即指挥中心为中央控制级、确定协调控制级（多个区域）和路口控制机级。（2）一台区域控制计算机可以控制128个路口，一个交通灯信号控制系统中央控制室能够连接64台区域交通控制计算机，系统能够最多适用于8 000个路口控制需求。3研究内容3.1路口信号协同控制功能的研究（1）智能交通管理系统与交通灯信号控制系统中心设备、有轨电车中心设备进行接口，实现如下功能①智能交通管理系统与交通灯信号控制系统中心设备接口，获取各路口车流和信号控制状态、各路口控制方案等；②智能交通管理系统与有轨电车中心设备接口，获取有轨电车运行计划、运行状态等；③智能交通管理系统综合感知城市交通路况，根据交通灯信号控制系统的控制方案和实时状态、有轨电车系统的运行计划和当前状态，动态制定路口信号控制策略，发送至交通灯信号控制系统和有轨电车系统。（2）有轨电车中心设备与交通灯信号控制系统中心设备接口，实现如下功能①交通灯信号控制系统直接控制路口信号灯；②有轨电车系统直接采集每个路口当前信号状态；③有轨电车系统通过继电接口向交通灯信号控制系统发送每个路口的接近/离去状态（信号控制需求）；④有轨电车系统根据当地智能交通管理系统发送的路口信号控制方案、交通灯信号控制系统发送的每个路口下一周期信号控制方案、有轨电车系统当前状态等信息，调整运输计划，控制有轨电车按计划精确运行，高效通过路口。3.2路口信号协同控制原则路口信号协同控制原理如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.04.059.F001图1路口信号协同控制原理图（1）为保障有轨电车安全高效通行和社会交通协调畅通，应在方案计划层与信号控制层实现智能交通管理系统、交通灯信号控制系统、有轨电车系统的紧密协同。（2）有轨电车经过交叉路口和人行过轨路口信号由交通灯信号控制系统直接控制。（3）为确保公路交通的通畅和有轨电车的高效运行，有轨电车系统具有允许时间范围内的信号优先控制权限（绿灯插入、绿灯提前和绿灯延时）。（4）有轨电车应采用计划与路口信号协同算法，降低路口信号绝对优先申请概率。（5）有轨电车专用信号灯由ICC统一控制，有轨电车路口控制箱只对信号灯亮灭状态进行采集。（6）有轨电车通过继电接口向交通灯信号控制系统提交优先请求，交通灯信号控制系统根据实际情况进行响应，并控制信号灯；指挥有轨电车根据信号灯状态行驶。3.3路口信号协同控制方案从降低有轨电车对交通指挥的干扰和提高有轨电车运行速度等方面考虑，需要根据不同路口、不同时间的人以及车流量、有轨电车的运输计划进行分析，并制定切实可行的解决办法。3.3.1路口分类某有轨电车项目平交路口为行人路口、机动车十字路口、有轨电车停车场进出路口3种类型。（1）行人路口特点：只有行人横穿有轨电车钢轨区域，没有机动车穿过钢轨区域。（2）机动车十字路口特点：有行人和机动车横穿有轨电车钢轨区域。（3）有轨电车停车场进出路口特点：在早晨或晚上会占用该路口用于出车和收车；线上车列发生故障时，需要占用该路口用于发出或返回维修工程车。3.3.2有轨电车路口系统与交通灯信号控制系统的连接方式与构成（1）有轨电车路口系统由位于调度中心的中心服务器、车载控制系统和位于现场的路口设备组成。（2）有轨电车路口系统采用不与公网连接的专用网络，使用双网构成冗余。路口控制箱根据路口数量进行布置，每个路口放置1个控制箱+2个（或4个）有轨电车专用信号灯构成。因此，交通灯信号控制系统的路口信号机（ICC）需要具有预留控制4个信号灯的控制/接线能力，有轨电车信号灯的亮灭状态与同相位的交通信号灯一致。（3）有轨电车信号灯用于指挥有轨电车是否可以通过路口，并全部由交通灯信号控制系统进行直接控制。（4）路口控制箱采集相应的信号灯状态，把该信息通过有轨电车有线骨干网发送至有轨电车中心计划调度管理服务器。（5）路口控制箱对ICC进行有轨电车优先通过信号申请，在不同的路口形式下，ICC具有不同的处理策略。3.3.3交通灯信号控制系统与有轨电车控制中心交互说明（1）交通灯信号控制系统由ICC、交通灯信号区域控制中心、交通灯信号中央管理系统组成。ICC需要根据路口规模的大小进行设置，控制所有的信号灯，包括有轨电车专用信号灯。（2）交通灯信号中央管理系统具有与有轨电车控制中心交互数据的能力，通道为专用的光纤网，使用防火墙进行隔离。交通灯信号中央管理系统向有轨电车控制中心发送的数据为所有相关路口信号灯的实时状态和下一状态的持续时间、开始时间等内容；有轨电车控制中心向交通灯信号中央管理系统发送运营计划、车列位置、车速等信息或其他需要的信息。（3）交通灯信号中央管理系统与有轨电车控制中心的对接问题由交警部门和有轨电车建设单位协商解决。3.3.4有轨电车专用信号灯控制方法（1）行人路口控制。有轨电车具有绝对优先，无有轨电车时，行人方向可以常绿。路口控制箱判断有轨电车到达并意图通过人行路口时，向ICC发出优先信号（继电器接点），ICC收到信号后，倒计时转变当前相位为有轨电车相位，开放有轨电车专用信号灯；当有轨电车通过路口时，关闭有轨电车专用信号灯。倒计时时间取5~19 s。（2）有轨电车停车场进出路口控制。由于该路口只有在清晨出车和夜间收车时被占用，因此，控制原则同行人路口，建议也采用绝对优先方式。（3）机动车十字路口控制。十字路口采用绝对优先原则，即当有轨电车发出信号申请时，由ICC根据当前时间段/当前流量，判断是否开放信号给有轨电车系统，有轨电车系统根据信号指挥行车。4关键技术4.1路口有轨电车信号相位绿波带调整算法和机制有轨电车的混合路权指有轨电车在路段上具有独立路权，在交叉口处应与道路交通共享路权，如何保证有轨电车高效通过交叉口，并对道路交通影响最小，需要对二者进行综合考虑和权衡。信号优先和绿波是两种典型的有轨电车交叉口通过技术。信号优先：通过动态协调有轨电车到达时间和交叉口信号，为有轨电车提供优先通行权，使其不停车通过交叉口的一种技术策略。绿波：由于有轨电车可与部分道路车辆在不冲突的情形下同时通过交叉口，因此，可以将二者组合为一个信号相位，在不改变交叉口各方向的有效通行效率的前提下，合理安排相邻交叉口之间绿灯开放的时间差（相位差），使上、下行两个方向有轨电车按预定计划行驶至各交叉口时恰好赶上绿灯。4.2与路口有轨电车信号相位协同的运行计划自动调整基于路口有轨电车信号相位绿波带调整算法，生成满足绿波的有轨电车相位、各路口信号周期、相匹配的有轨电车运行计划趋势图，在运行过程中，需要通过计划自动调整算法保证运行计划与实际运行状态的一致性。5路口信号协同控制技术方案有轨电车路口信号控制子系统是通过对交叉路口交通信号控制策略的优化设计，对有轨电车车辆进行倾斜性的信号分配，提高车辆在交叉口的通行效率。有轨电车路口信号控制系统与交通灯信号控制系统进行接口完成信息交互，路口信号控制系统获取列车的位置及请求过路口信息，具备给道路交通控制系统发送优先请求的功能。正常情况下，列车通过无线通信方式向路口控制子系统发送位置报告及过路口请求命令。当无线通信系统失效时，可以通过无线通信定位单元完成车地间信息交互。路口控制箱具有在线实时自检功能，包括轨旁有轨电车专用信号机，对故障进行报警，将检测结果通过网络发送到有轨电车中心调度管理子系统。有轨电车正线线路与公路的平交路口处设路口控制箱，路口控制箱内设路口控制单元，设置列车定位单元实现列车在路口的定位功能和列车与路口的距离确定功能。在平交路口设置有轨电车专用路口信号机，路口信号机用于平交路口防护。列车通过该信号机后无下一架信号机指示进路终端，由司机根据列车位置目视控制。路口信号机设置于列车运行方向的右侧，特殊情况可设于列运行方向的左侧或其他位置。路口信号机采用绿、红、黄三灯位，信号机以红色禁止信号为定位。有轨电车中心调度管理子系统向路口信号控制系统发送操作命令。路口信号控制系统向中心调度管理子系统提供信号状态以及各种报警等信息。有轨电车中心调度管理系统根据实时接收的各路口信号状态，统计计算各路口信号相位和周期规律。根据各路口信号周期和有轨电车相位、线路属性和列车动力学属性、运营需求等信息生成运行计划。有轨电车中心调度管理系统将计划下发至各运营车辆的列车控制系统，通过车载显示器提示司机按照计划精确控车。包括准点发车、按推荐速度区间运行、按时按规定速度到达路口。车载控制系统按照列车运行状态和计划要求，触发各路口到达和离去状态。路口信号触发的时机须满足交警允许的各路口优先申请原则。有轨电车中心计划调度管理系统根据列车运行实际状态、位置、速度等信息实时调整运行计划，保证列车运行以及路口信号始终保持协同状态。6结语通过系统层面及子系统层面的深度分析、外部系统的探索、与业主和交警部门的深度沟通、现场测试，系统功能及性能指标得到较为充分测试和验证。在项目实施过程中应用落地，取得良好效果。