平交路口综合控制系统研究与实现

包凌宏 杨建华 何伟挺 詹 奇 高 冯

（通号万全信号设备有限公司，杭州 310000）

1 概述

现代有轨电车具有投资较低、建设周期短、节约能源、绿色环保、运营灵活等特点，近年来大力发展有轨电车成为一种新的趋势。现代有轨电车与轻轨等轨道交通存在较多的不同，路权形式就是其中一个显著区别。现代有轨电车路权形式分为独立路权、半独立路权和混合路权3种，独立路权是指有轨电车与道路交通完全隔离运行；半独立路权是指有轨电车与道路交通部分路段混合运行；混合路权是指有轨电车与道路交通完全混合运行。传统的有轨电车大多采用混合路权，而现代有轨电车则大多采用半独立路权，继而与道路交通形成平面平交路口。

现代有轨电车运行过程中，一般采用GPS和轨道铺设检测设备的方式进行定位，通过有线/无线网络实现控制中心、列车、轨旁三者之间的通信，在与道路交通混合运行的平交路口，协调有轨电车和社会车辆各方之间的交通流，解决路口冲突是确保有轨电车安全运行和提高运行效率的关键所在。本文主要描述平交路口综合控制系统的设计，阐述路口有轨电车信号优先的控制原理。

2 系统结构

平交路口综合控制系统由信标、路口专用信号机、平交路口信号控制器组成。平交路口信号控制器对外接口包括道路交通信号控制器、骨干网，平交路口综合控制系统现场布置如图1所示。

平交路口综合控制系统结构如图2所示，每套路口优先控制系统主要包括以下部件：

1）1套平交路口信号控制器；

2）若干信标；

3）两架专用信号机。

3 系统功能

平交路口综合控制系统主要实现有轨电车在平交路口位置检测，负责完成有轨电车在过路口时向道路交通信号控制系统提出优先申请，优先申请信号包括“预告”、“接近”、“到达”、“离去”4个信号。道路交通信号控制系统根据此申请判断是否具备开放有轨电车优先通过的条件，如果具备条件，则控制道路交通信号灯提前结束红灯，开放绿灯，同时给予平交路口综合控制系统“允许通行”信号，平交路口信号控制器据此点亮有轨电车专用机的通行灯。平交路口综合控制系统通过无源干接点和RS-485通信接口与道路交通信号控制系统实现信息交换。

具体来讲，平交路口综合控制系统的主要功能包括，如下。

1）平交路口信号优先控制功能

平交路口信号控制器检测列车位置以及接收列车运行方向等信息，平交路口信号控制器根据配置将列车位置信息转换成“预告”、“接近”、“到达”、“离去”信号后向道路交通信号系统发送“优先申请”信号。收到道路交通信号系统“允许通行”信号（即：交通信号开通绿灯）之后，点亮有轨电车专用信号机的通行灯，允许列车通过路口。

2）车载优先请求支持功能

有轨电车车载司机控制台针对路口优先控制设置“路口优先”按钮，当路口超时未开放绿灯，有轨电车专用信号机的通行灯未点亮，列车需在路口专用信号机前方停车，司机可以通过操作该按钮向道路交通信号控制系统重新提出路口优先通过请求。

3）控制中心人工优先请求功能

当路口超时未开放，有轨电车专用信号机的通行灯未点亮，列车需在路口专用信号机前方停车，在人工确认后，由控制中心操作员人工向道路交通信号控制系统二次触发路口优先通过请求。

4）路口优先车地直接通信功能

当列车接近道口时，平交路口综合控制系统可以通过骨干网接收来自车载发送的物理线路号、线路方向、公里标及目的地号。平交路口综合控制系统根据本站场区域内的信标位置对应的公里标，来确定优先请求信号，同时根据目的地号或线路方向来确定路口优先方向。

平交路口综合控制系统将经过逻辑判断后生成的 “预告”、“接近”、“到达”、“离去”请求信号及列车运行方向发送给道路交通信号系统，平交路口综合控制系统收到“允许通行”信号（即：交通信号开通绿灯）之后，点亮有轨电车专用信号机的通行灯，允许列车通过路口。

5）上报专用信号机状态功能

平交路口综合控制系统能采集专用信号机的状态，并向控制中心和车载上报信号机点灯状态信息。

4 控制原理

车载或控制中心判断列车进入路口范围内时，通过车地无线或车地环线向该平交路口综合控制器发送列车位置和速度等信息，平交路口信号控制器向道路交通信号系统发送不同的优先申请信号；道路交通信号系统判断满足优先通过条件后， 反馈“允许通过”信号，平交路口信号控制器控制路口专用信号机点亮通行灯。

当列车驶离路口之后，平交路口信号控制器向道路交通信号系统发送列车离去信息，在接收到道路交通控制系统发送的“禁止通行”信号后，关闭有轨电车专用信号机的通行灯，点亮禁行灯。

在车载信号故障或非装备车通过平交路口时，可以用控制中心触发列车接近信号，平交路口信号控制器可以根据该信号向道路交通信号系统发送优先申请。同时车载配置一个人工二次触发优先的按钮，在司机驾驶至路口前，发现没有通行信号时，可以通过该按钮二次触发优先信号。

控制中心可以设置每个路口的优先功能的开放和关闭，在优先功能关闭时，平交路口综合控制系统处于伴随模式，由道路交通信号系统控制点亮有轨电车通行灯和禁行灯。

5 结语

目前国内现代有轨电车的建设正在兴起，而有轨电车安全、高效地通过平交路口是现代有轨电车运营控制过程中一项重要的工作，路口除了机动车之外还有电动车、自行车、行人等，处理好列车在交叉口处的优先通行问题，既能保证列车运行过程中的安全和效率，也有助于有轨电车的进一步推广。

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