基于VISSIM仿真的有轨电车交叉口信号优先控制策略研究

何梦琦

摘  要：城市轨道交通中现代有轨电车已经成为主流发展，使城市内部呈现出多元化交通方式，利用信号优先措施能够提升电车交叉口运行效率。此次研究主要是基于VISSIM仿真探讨分析有轨电车交叉口信号优先控制策略，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：VISSIM仿真;有轨电车;交叉口信号;优先控制

随着城市化发展速度不断加快，也相应增加了交通压力。当前，城市交通需求呈现出多元化发展特征，也就出现了较多新型交通方式。其中，现代有轨电车是一种介于公共汽车和轨道的交通方式，此种交通方式运行速度比较快，且乘车空间比较舒适，因此已经成为理想化换乘方式。有轨电车在交叉路口多以信号灯和其他交通流相隔离。为了全面提升有轨电车通行效率，需要将电车优先信号设置在交叉路口。有轨电车的通行权主要包括无优先，部分优先和绝对优先，不同通行权对交通通信效率的影响不同。本文主要是研究和分析有轨电车交叉口信号优先控制，并且给予针对性地通行建議。

1、VISSIM仿真系统

VISSIM属于一种仿真建模工具，主要是基于驾驶行为和时间间隔以对交通情况下公共交通和城市交通运行状态进行建模分析，进一步对城市规划设计方案和交通工程设计进行评价。基于VISSIM仿真模型是在19世纪70年代所提出的生理心理驾驶行为模型。该模型的思路如下：若后车驾驶员认为其与前车的距离小于安全距离，就会逐渐减速。然而由于驾驶员无法判断前车驾驶速度，因此会将速度降低于前车速度，直至前后两车满足安全距离之后再开始加速。

2、基于VISSIM有轨电车仿真建模

此次研究以某地区有轨电车T1线路为例，选择行驶线路上的典型交叉路口进行仿真建模。VISSIM属于驾驶行为，时间间隔的仿真建模工具，可以有效判断城市交通运行情况。图1为某十字交叉口示意图。

2.1道路几何条件

此次研究所选取的交叉路口对应的道路等级和交通量分别使用字母代替，其中X交叉口属于四相位主干道交叉口，存在专用相位和左转专用道;Y交叉口属于三相位次干道交叉口，包含左转专用相位;Z交叉口属于两相位支路交叉口，主路禁止左转。在道路中间布设有轨电车线路，并且与主干道直行车辆共用一个相位。

2.2定时信号控制策略

在定时控制模式下不实行信号优先策略，有轨电车与社会车辆时长按照固定配时方案确定。在仿真试验中，有轨电车时相与不冲突的社会车辆时相同时启动/禁止。

2.3绝对信号优先策略

在设计控制时，将检测器设置在有轨电车线路上，这样能够对有轨电车通过/进入交叉口进行判断。在一般情况下，交叉口以固定配时方案对信号灯运行进行控制，并且不需要考虑有轨电车流动。若有轨电车压入交叉口上游检测器之后，信号控制系统会在控制计划中插入有轨电车时相，便于列车通过。在此期间将会禁止与有轨电车存在冲突性的社会车辆，此时也会对与有轨电车不冲突的社会车辆予以通行。有轨电车在经过下游检测器之后，会使有轨电车时相结束并恢复到原控制方案。绝对信号优先策略只要存在有轨电车触发优先信号，则能够给予列车通行需求，确保有轨电车不受延滞地通过交叉口。

绝对信号优先策略主要是基于VISSIM仿真系统中的车辆感应控制模块来对交叉口实施感应控制，此时需要应用vap/pua格式文件。其中，vap文件主要是编辑感应控制逻辑，并且有效判断检测器所采集的交通信号，这样能够根据vap文件中所包含的逻辑关系对信号灯进行控制，以此对交叉口实行感应控制。pua文件主要是转换交叉口之间的相位，利用编写pua文件能够实现相位顺序，并且设置不同相位的时间间隔。

2.4结果分析

此次仿真试验所设定的时间为3600s，每秒进行1次扫描。在完成仿真试验之后，VISSIM仿真系统能够将仿真结果存储在数据文件中，通过处理文件能够获得绝对信号优先前和优先后交叉口不同进口道的平均延误和服务水平，各方向的平均延误和现代有轨电车平均延误和停车次数结果如下：交叉口信号控制系统对有轨电车实行绝对绝对信号优先前和优先后，交叉口平均延误和服务水平基本不变。有轨电车运行方向为南北双向运行;在实施信号绝对优先之后，在一定程度上增加了东西进口的横向社会车流平均延误;南北进口右转/直行车流与有轨电车运行方向无冲突。因此在给予有轨电车优先信号期间显示绿灯信号，能够有效减少南北进口右转/直行车流延误。从上述结果能够看出，当有轨电车线路处于交叉口主干道时应用绝对信号优先策略不会对该位置服务水平和延误造成影响，全面提升主干道社会车辆的通行效率。其次，在对有轨电车实施绝对信号优先之后，有轨电车的停车次数和延误时间均为零，这就表明绝对信号为有轨电车提供了最高优先权，使有轨电车在通过交叉口时不会受到延误和阻滞。

在整个仿真试验中能够看出，有轨电车的最小追踪间隔时间为2分钟，然而在实际运行期间其最小追踪间隔时间往往超过2分钟，因此会相应减少对横向社会车流的影响。

3、结束语

综上所述，为了全面提升有轨电车的运行效率，在实施交叉口信号时应当采用绝对优先策略，然而由于有轨电车会对交叉道路通行情况造成影响，因此需要在交通组织量比较少的情况下推广应用绝对优先策略。其次，当有轨电车线路处于交叉口主干道时应用绝对信号优先策略不会对该位置服务水平和延误造成影响，全面提升主干道社会车辆的通行效率，且绝对信号为有轨电车提供了最高优先权，使有轨电车在通过交叉口时不会受到延误和阻滞。

参考文献

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