有轨电车与道路交通的交叉口协调控制
目录
1 绪论 1
1.1 现代有轨电车的发展 1
1.2 有轨电车干线交叉口协调控制概述 2
1.3 本文研究的意义 2
2 现代有轨电车基本情况及协调控制的基本参数 3
2.1 现代有轨电车基本参数 3
2.2 现代有轨电车在交叉口运行情况分析 4
2.3 协调控制的基本参数 5
3 有轨电车信号协调控制 7
3.1 研究路段交通流量分析 7
3.2 现代有轨电车交通信号协调控制的条件与方法 8
3.3 信号协调控制方案 9
4 信号协调控制方案设计仿真 15
4.1 Vissim的简介 15
4.2 设计仿真 16
4.3 分析评价 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1.1 现代有轨电车的发展
1.1.1 有轨电车的起源与发展
世界上最早的有轨电车出现在德国。1879年在德国柏林市举办的世界贸易博览会上，西门子公司展出了采用电气牵引的电车。1881年，在柏林市附近的里希特菲尔德建设的有轨电车正式开通运营，至此，标志着有轨电车作为客运交通工具而投入使用。纵观世界有轨电车的发展史，有轨电车最初阶段起源于马车交通时代，当时，与有轨电车竞争的交通方式仅仅是行驶在道路或者铁道上的马车交通，在这个时代，有轨电车在竞争中处于优势地位而得到了迅速的发展[1]。
随后在20世纪30年代左右，随着汽车工业的发展崛起、汽车交通的迅猛发展，有轨电车本身存在着车辆陈旧，机动性差，建设难度过高 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
并且周期比较长、费用较高等缺点，从而逐渐进入衰落时期。
随着科学技术的进步，当前城市有轨电车在国际上已经掀起了新一轮复兴的热潮。在国内，也已逐步认识到了其优势的不可替代性。但是，旧思想、旧印象以及在繁华路段是否影响正常交通的阴影，仍拂之不去。在技术发展的同时，和现有社会交通现状相结合，真正使有轨电车在新一轮交通发展过程中，担当起更为重要的角色是我们所要思考的问题。
1.1.2 淮安有轨电车一号线建设
淮安有轨电车一期工程项目西起淮安市体育馆,路线全长约20.3公里，沿交通路至大运河广场北侧，向东经和平路至水渡口广场，再向南沿翔宇大道、楚州大道至淮安区商贸城。项目建设规模和内容包括：全线均为地面线，设置地面站23座、车辆基地1处，车辆采用钢轮钢轨现代有轨电车。市体育馆至水渡口广场路段采用无接触网供电方式，水渡口广场至淮安区商贸城段采用架空接触网供电的方式，工程将同步实施相应的配套工程。
这条线路串联了清河区、开发区、生态新城和淮安区，这4个区分布了淮安的商业中心、行政中心、商务中心、文化旅游中心。这条线路还串联了市民健身广场、水渡口广场、大运河广场。这些地方的客流需求是十分强烈的，在这条线路上进行现代有轨电车建设，可以最大限度满足客流需求。所以，如何在现有现有方案基础上，运用信号控制等技术，实现有轨电车协调控制，发挥有轨电车的最大运行能力至关重要。
1.2 有轨电车干线交叉口协调控制概述
在城市交通路网中把一条干道上将相邻交叉口信号连接起来，以实现各信号的联动协调控制，从而可以有效地减少车辆的停车次数和车辆平均延误时间，这一方法就叫做干线交叉口协调控制[2]，我们此文主要基于有轨电车的运行来确定控制方案，故称为有轨电车干线交叉口的协调控制。对于有轨电车干线交叉口协调控制来说，从根本上说多个交叉口的信号协调问题。有轨电车信号实际上包括两层含义：一是列车运行的自动控制，二是列车所要遵守的道路交通信号。有轨电车不应采用信号系统进行列车运行的自动控制，而应采用全人工控制模式，这也就是有轨电车和轻轨最主要的区别之一。以混合路权为主的线路，在交通量较大的道路交叉口应采用信号控制，可以采用基于有轨电车专用信号，但不应强求；对于以专用路权为主的线路，全部交叉口均应采用信号控制，并以采用有轨电车优先信号为宜。交叉口信号协调的目的是减少有轨电车在交叉口的等候时间，使有轨电车优先通过交叉口，提高其运行效率。值得注意的是，有轨电车信号协调的选择，不仅要考虑有轨电车本身的需要，还要考虑受其影响的道路交通需求，应统筹协调，不能顾此失彼。
大量的应用实践表明,相邻几个交叉口间距基本一致时并且主线车流量明显大于支路时，干线协调控制的效果较为明显，根据此次论文所研究项目的路线布局分析，我们选取了翔宇大道厦门路口-迎宾大道-汕头路口为研究路段。
1.3 本文研究的意义
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，我国城镇化已经进入高速发展阶段，特别是城市公共交通的快速发展，目前来看，现代有轨电车在公共交通发展中逐渐体现出了他的优势所在。实施协调控制，可以降低系统内的总体运行效率，提高行驶的舒适性和尽可能的降低燃油消耗，减少噪音和废气对环境的污染。
此外，干线交通是城市路网的主动脉通常承担主要的交通任务，而有轨电车在干线中扮演着公共交通的最重要的角色，承担着最大量的运输任务，因此有轨电车的通行能力影响着整个城市交通运行优劣，实现有效的有轨电车干线协调控制不仅可以减少车辆停车次数缩短停车时间保证道路网顺畅而且还可以降低能源消耗减少环境污染。实施协调控制是对城市交通管理目标的有力支持，可以将人（车）流量汇聚到实施协调控制的主线上，特别是有轨电车上。
有轨电车对于淮安而言，对于加快淮安苏北重要中心城市建设步伐，进一步推进公交优先发展战略的实施，建立多层次、多模式绿色公共交通网络，提升城市形象有着重要意义。
可以总结为：以淮安有轨电车项目为研究对象，通过有轨电车的协调控制，提高有轨电车运行的安全性和效率，使有轨电车在淮安公共交通中扮演更为重要的角色，提高整个城市的公共交通的运行能力，做到公共交通优先发展的最大化最优化。
2 现代有轨电车基本情况及协调控制的基本参数
2.1 现代有轨电车基本参数
在确定有轨电车干线交叉口协调控制的同时，我们必须事先充分了解有轨电车的相关技术参数，然后联系实际，方能制定出符合实际科学具有操作性的控制方案来。
2.1.1 现代有轨电车基本参数及其技术特征
现代有轨电车是指以城市道路为基础,主要在地面敷设轨道,采用电力牵引的低地板有轨电车,以部分独立或完全共享路权形式、人工驾驶、信号优先控制方式运行,输送能力介于传统公交汽车及轻轨之间的中等运量城市地面快速公交系统。
现代有轨电车不仅在外观上有许多变化，而且在技术装备上加入了诸多高科技的元素，其技术性能和舒适度是以前老式有轨电车不能相比的。与旧式有轨电车相比,现代有轨电车具有车辆性能髙、载客量大、安全舒适、快速便捷、节能降噪、编组灵活等特点,可在部分路段实现无接触网供电方式运行。由于淮安有轨电车还未试运行，我们查阅了相关资料，得到了如下数据[3]。
图2-1 厦门路交叉口冲突点示意图
可以看到，由于路口为丁字路口，交通组织较为简单。冲突点仅为左转车辆与直行车辆所产生的三个冲突点。由于有轨电车不存在转向需求，所以增加的冲突点为有轨电车直行与社会车辆左转所产生的，我们在设置信号灯时，可以通过设置直行和左转两个相位来消除冲突点，对于有轨电车和社会车辆，由于其运行的区别性，需要分开进行设置，但是有轨电车仅需设置直行的的相位。
1 绪论 1
1.1 现代有轨电车的发展 1
1.2 有轨电车干线交叉口协调控制概述 2
1.3 本文研究的意义 2
2 现代有轨电车基本情况及协调控制的基本参数 3
2.1 现代有轨电车基本参数 3
2.2 现代有轨电车在交叉口运行情况分析 4
2.3 协调控制的基本参数 5
3 有轨电车信号协调控制 7
3.1 研究路段交通流量分析 7
3.2 现代有轨电车交通信号协调控制的条件与方法 8
3.3 信号协调控制方案 9
4 信号协调控制方案设计仿真 15
4.1 Vissim的简介 15
4.2 设计仿真 16
4.3 分析评价 20
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1.1 现代有轨电车的发展
1.1.1 有轨电车的起源与发展
世界上最早的有轨电车出现在德国。1879年在德国柏林市举办的世界贸易博览会上，西门子公司展出了采用电气牵引的电车。1881年，在柏林市附近的里希特菲尔德建设的有轨电车正式开通运营，至此，标志着有轨电车作为客运交通工具而投入使用。纵观世界有轨电车的发展史，有轨电车最初阶段起源于马车交通时代，当时，与有轨电车竞争的交通方式仅仅是行驶在道路或者铁道上的马车交通，在这个时代，有轨电车在竞争中处于优势地位而得到了迅速的发展[1]。
随后在20世纪30年代左右，随着汽车工业的发展崛起、汽车交通的迅猛发展，有轨电车本身存在着车辆陈旧，机动性差，建设难度过高 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
并且周期比较长、费用较高等缺点，从而逐渐进入衰落时期。
随着科学技术的进步，当前城市有轨电车在国际上已经掀起了新一轮复兴的热潮。在国内，也已逐步认识到了其优势的不可替代性。但是，旧思想、旧印象以及在繁华路段是否影响正常交通的阴影，仍拂之不去。在技术发展的同时，和现有社会交通现状相结合，真正使有轨电车在新一轮交通发展过程中，担当起更为重要的角色是我们所要思考的问题。
1.1.2 淮安有轨电车一号线建设
淮安有轨电车一期工程项目西起淮安市体育馆,路线全长约20.3公里，沿交通路至大运河广场北侧，向东经和平路至水渡口广场，再向南沿翔宇大道、楚州大道至淮安区商贸城。项目建设规模和内容包括：全线均为地面线，设置地面站23座、车辆基地1处，车辆采用钢轮钢轨现代有轨电车。市体育馆至水渡口广场路段采用无接触网供电方式，水渡口广场至淮安区商贸城段采用架空接触网供电的方式，工程将同步实施相应的配套工程。
这条线路串联了清河区、开发区、生态新城和淮安区，这4个区分布了淮安的商业中心、行政中心、商务中心、文化旅游中心。这条线路还串联了市民健身广场、水渡口广场、大运河广场。这些地方的客流需求是十分强烈的，在这条线路上进行现代有轨电车建设，可以最大限度满足客流需求。所以，如何在现有现有方案基础上，运用信号控制等技术，实现有轨电车协调控制，发挥有轨电车的最大运行能力至关重要。
1.2 有轨电车干线交叉口协调控制概述
在城市交通路网中把一条干道上将相邻交叉口信号连接起来，以实现各信号的联动协调控制，从而可以有效地减少车辆的停车次数和车辆平均延误时间，这一方法就叫做干线交叉口协调控制[2]，我们此文主要基于有轨电车的运行来确定控制方案，故称为有轨电车干线交叉口的协调控制。对于有轨电车干线交叉口协调控制来说，从根本上说多个交叉口的信号协调问题。有轨电车信号实际上包括两层含义：一是列车运行的自动控制，二是列车所要遵守的道路交通信号。有轨电车不应采用信号系统进行列车运行的自动控制，而应采用全人工控制模式，这也就是有轨电车和轻轨最主要的区别之一。以混合路权为主的线路，在交通量较大的道路交叉口应采用信号控制，可以采用基于有轨电车专用信号，但不应强求；对于以专用路权为主的线路，全部交叉口均应采用信号控制，并以采用有轨电车优先信号为宜。交叉口信号协调的目的是减少有轨电车在交叉口的等候时间，使有轨电车优先通过交叉口，提高其运行效率。值得注意的是，有轨电车信号协调的选择，不仅要考虑有轨电车本身的需要，还要考虑受其影响的道路交通需求，应统筹协调，不能顾此失彼。
大量的应用实践表明,相邻几个交叉口间距基本一致时并且主线车流量明显大于支路时，干线协调控制的效果较为明显，根据此次论文所研究项目的路线布局分析，我们选取了翔宇大道厦门路口-迎宾大道-汕头路口为研究路段。
1.3 本文研究的意义
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，我国城镇化已经进入高速发展阶段，特别是城市公共交通的快速发展，目前来看，现代有轨电车在公共交通发展中逐渐体现出了他的优势所在。实施协调控制，可以降低系统内的总体运行效率，提高行驶的舒适性和尽可能的降低燃油消耗，减少噪音和废气对环境的污染。
此外，干线交通是城市路网的主动脉通常承担主要的交通任务，而有轨电车在干线中扮演着公共交通的最重要的角色，承担着最大量的运输任务，因此有轨电车的通行能力影响着整个城市交通运行优劣，实现有效的有轨电车干线协调控制不仅可以减少车辆停车次数缩短停车时间保证道路网顺畅而且还可以降低能源消耗减少环境污染。实施协调控制是对城市交通管理目标的有力支持，可以将人（车）流量汇聚到实施协调控制的主线上，特别是有轨电车上。
有轨电车对于淮安而言，对于加快淮安苏北重要中心城市建设步伐，进一步推进公交优先发展战略的实施，建立多层次、多模式绿色公共交通网络，提升城市形象有着重要意义。
可以总结为：以淮安有轨电车项目为研究对象，通过有轨电车的协调控制，提高有轨电车运行的安全性和效率，使有轨电车在淮安公共交通中扮演更为重要的角色，提高整个城市的公共交通的运行能力，做到公共交通优先发展的最大化最优化。
2 现代有轨电车基本情况及协调控制的基本参数
2.1 现代有轨电车基本参数
在确定有轨电车干线交叉口协调控制的同时，我们必须事先充分了解有轨电车的相关技术参数，然后联系实际，方能制定出符合实际科学具有操作性的控制方案来。
2.1.1 现代有轨电车基本参数及其技术特征
现代有轨电车是指以城市道路为基础,主要在地面敷设轨道,采用电力牵引的低地板有轨电车,以部分独立或完全共享路权形式、人工驾驶、信号优先控制方式运行,输送能力介于传统公交汽车及轻轨之间的中等运量城市地面快速公交系统。
现代有轨电车不仅在外观上有许多变化，而且在技术装备上加入了诸多高科技的元素，其技术性能和舒适度是以前老式有轨电车不能相比的。与旧式有轨电车相比,现代有轨电车具有车辆性能髙、载客量大、安全舒适、快速便捷、节能降噪、编组灵活等特点,可在部分路段实现无接触网供电方式运行。由于淮安有轨电车还未试运行，我们查阅了相关资料，得到了如下数据[3]。
图2-1 厦门路交叉口冲突点示意图
可以看到，由于路口为丁字路口，交通组织较为简单。冲突点仅为左转车辆与直行车辆所产生的三个冲突点。由于有轨电车不存在转向需求，所以增加的冲突点为有轨电车直行与社会车辆左转所产生的，我们在设置信号灯时，可以通过设置直行和左转两个相位来消除冲突点，对于有轨电车和社会车辆，由于其运行的区别性，需要分开进行设置，但是有轨电车仅需设置直行的的相位。
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