现代有轨电车运行安全控制系统：区域协调控制

由于在城市道路系统中，往往存在多条交通流量较大的干线，这些干线之间也存在交汇，形成网状结构，单一的主干道控制往往不能达到很好的效果。近年来区域协调控制的理念越来越得到重视和发展。

控制对象在空间上的分布从一维扩展到了二维，区域协调控制相对于主干道控制难度大大增加。区域协调控制与主干道协调控制类似，通常将其建立为一个混合整数线性规划模型，利用线性规划的手段进行求解。

实现有轨电车的优先通行，使社会车流的延误在区域不同道路上逐级分担，以此实现面控。在此选择简单井字形四个路口的区域进行研究，面控区域如图6-6所示。

路口标号分别为①、②、③、④；线路分别为a、b、c、d，其中a为有轨电车径路，路宽分别为l_a，l_b，l_c，l_d；相关路段距离为S₁，S₂，S₃。

图6-6 面控区域

假设：有轨电车不受社会车流影响，匀速运行，且速度为v；有轨电车在绿灯结束时刻进入路口时，能够在黄灯时段完全通过路口；前置检测器与路口①②的距离满足：前置检测器检测到有轨电车后，有轨电车在一个信号周期内到达路口①；一个周期时间段后，下个周期内到达路口②。控制原理如图6-7所示。

图6-7 控制原理

1.对于路口①

前置检测器检测到到达的有轨电车及其速度v，并将这一信息发送给协调器，协调器根据到达路口①的时间t₁=S₁/v，确定有轨电车到达路口的时刻所落入的信号相位。

1）若落入绿灯时段，则无须协调，按原有信号周期和绿信比正常运行。

2）若落入黄灯时段，分以下两种情况：①黄灯前一相位为红灯，则压缩该红灯时间，提前开启绿灯，使绿灯开启时刻提前到有轨电车到达时刻之前。②黄灯上一相位为绿灯，则延长该绿灯时间，使绿灯结束时刻延长至有轨电车到达时刻之后。(www.xing528.com)

3）若落入红灯时段，分以下两种情况：①落入红灯前半时段，延长上一相位绿灯时间，使绿灯结束时刻落在有轨电车到达时刻之后。②落入红灯后半时段，压缩该红灯时段时间，提前开启绿灯，使绿灯开启时刻落在有轨电车到达时刻之前。

2.对于路口②

前置检测器检测到到达的有轨电车及其速度v，并将这一信息发送给协调器，协调器根据到达路口②的时间：t₂=（S₁+l_b+S₂）/v，确定有轨电车到达路口②的时刻所落入的信号相位。

1）若落入绿灯时段，则无须协调，按原有信号周期和绿信比正常运行。

2）若落入黄灯和红灯时段，配时方案可以与路口①中的1）、2）相同。但考虑到有轨电车到达该路口的时间相对较长，也可以将绿灯提前或延长的时间在两个周期内均衡调节，在确保到达时刻落入绿灯时段的同时，减轻对正常交通运行的干扰。

3.对于路口③

路口①处的信号控制未因有轨电车到达时刻而改变原有的绿信比，协调器就不会改变路口③控制器原有的信号控制规律。

若路口①处绿信比变化，线路b上的红灯时间就会相对延长，所造成线路b上社会车流的这部分延误需要在线路b下一路口③得到一定的弥补，使得这部分延误在线路b和线路d上得到分担。

假设车辆从起步到路口③的平均速度为v_b，那么因有轨电车优先通行所造成额外延误的车流到达路口③的时间可以按式t₃=（l_a+S₃）/v_b计算。

根据到达时刻所落入的时段分析：到达时刻落入绿灯时段，如果绿灯剩余时段不能满足延误车流全部通过，则适当延长该绿灯相位时间，确保一定量的延误车流通过。到达时刻落入黄灯时段，上一相位为红灯，压缩一定的该相位红灯时间，提前一段时间开启绿灯；上一相位为绿灯，则延长该相位绿灯开启时间，确保一定数量额外的车流通过。到达时刻落入红灯时段，压缩该红灯时段的时长，使到达时刻的车流能够绿灯通过，或者等待的红灯时间相对缩短。

4.对于路口④

分析与路口③一样，到达时间t₄=（l_a+S₃）/v_c，式中，v_c为车辆从起步到路口④的平均速度。