有轨电车干线信号优先控制方法研究

论文总字数：40510字

摘 要

作为一种运量适中、较为快速的公共交通系统，现代有轨电车有效填补了地铁、轻轨与常规公交之间的运力空白。然而，与社会车辆以及常规公交等交通方式相比，现代有轨电车有其独特的行驶特性，若沿用传统的信号控制方法会对其运行效率及安全产生不利影响。因此如何在道口对有轨电车进行信号优先控制成为一个重要的课题。

本文通过信号控制的手段，结合有轨电车的特点给予有轨电车在道口时间上的优先通行权，提高了其服务水平。

本文首先论述有轨电车的功能和特点，并分析了有轨电车信号控制方式，最终确定研究主动优先控制策略中的条件优先控制策略。其次使用数解法进行了干线协调控制设计，鉴于有轨电车相对于普通公交发车间隔较大，故基于社会车辆进行背景绿波设计，然后在现代有轨电车相位绿灯早启和延长等两种信号优先控制措施的基础上，基于现代有轨电车的车长、运行速度和停站时间等因素提出了一种现代有轨电车实时信号优先控制方法。

最后设计仿真模型，使用Visvap模块将信号控制方案与有轨电车优先控制模块输入VISSIM中所建立可视化的仿真模型，直观感受路网车辆运行效果并根据输出的仿真指标综合比较评价其优劣，以验证本文设计的有轨电车道口信号控制可以有效降低干线上的车辆延误，实现有轨电车道口信号优先。

关键词：现代有轨电车；干线协调控制；优先控制；VISSIM；VisVAP

RESERCH ON SIGNAL PRIORITY CONTROLLING METHOD OF MODERN TRAMCAR ON MAIN LINE

Abstract

As a middle-sized, fast public transport way, the modern tramcar filled the gap between metro, light railway and general public transportation, and has become the main way of traveling between pitches in metropolitans and middle-sized cities. However, compared with general bus and car, the tramcar has its unique traveling features and if controlled by normal signal algorithm, it will perform badly. According to the traveling feature of tramcar, and combined with mixed the driving situation of short distance between crossings, how to give priorities to tramcar has become vital project.

By controlling the signals, this paper gives priorities to the tramcar in the crossing, thus ensuring its service standard and social vehicle’s traveling efficiency.

The paper firstly talks about the functions and features of modern tramcar, analyses the ways of signal controlling and finally decides to research on the conditional priority controlling strategies. Then it uses algebraic method to design a traffic flow. Then promote a real-time signal controlling way based on phase advance and phase extension.

Finally the paper designs a simulation model to confirm that the controlling way is available in providing priority to tramcars.

Key words: modern tramcar; traffic flow; priority control; VISSIM; Visvap

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究目标和研究内容 3

1.3.1研究目标 3

1.3.2研究内容 3

1.4 论文章节安排 4

第二章 现代有轨电车的功能特点和信号控制方式 5

2.1 现代有轨电车的功能特点 5

2.1.1 现代有轨电车系统的界定 5

2.1.2 现代有轨电车的功能 5

2.1.3 现代有轨电车的特点 5

2.2 现代有轨电车的信号控制方式 6

2.2.1 现代有轨电车的路权 6

2.2.2 现代有轨电车的敷设方式 6

2.2.3 现代有轨电车的信号控制方式 7

2.3 本章小结 8

第三章 干线信号协调控制 9

3.1 单点交叉口信号配时 9

3.1.1 黄灯时间及全红时间的确定 9

3.1.2 流率比分析（直行当量法） 9

3.1.3 周期长度的计算及相位绿时分配 10

3.2 数解法双向协调控制系统设计 10

3.3 本章小结 11

第四章 有轨电车信号优先设计 12

4.1 有轨电车检测器的设置及到达道口时间预测 12

4.1.1 有轨电车检测器的位置 13

4.1.2 有轨电车到达道口时间预测 13

4.2 有轨电车优先级设置及信号优先策略选择 14

4.2.1有轨电车优先级设置 14

4. 2. 2有轨电车信号优先策略选择 15

4.3 有轨电车绿灯延长时间、红灯早启时间及绿时的重分配 16

4.3.1 最大绿灯延长时间 17

4.3.2 红灯早断策略 18

4.4 有轨电车道口信号优先状态切换 19

4.5 本章小结 20

第五章 有轨电车信号优先仿真设计 22

5.1 仿真环境 22

5.1.1 仿真软件简介 22

5.1.2 算例介绍 23

5.2 优先控制设计 24

5.2.1 道口单点配时设计 24

5.2.2 数解法干线信号协调控制设计 27

5.2.3 有轨电车优先控制仿真设计 29

5.3 本章小结 32

第六章 结论与展望 33

6.1 主要研究成果 33

6.2 主要创新点 34

6.3 研究展望 34

致谢 35

参考文献 36

附录一：优先控制流程VAP文件代码 38

附录二：相位间隔文件代码 45

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