一种有轨电车在平面交叉口控制系统技术方案

本发明专利技术提出了一种有轨电车在平面交叉口控制系统，包括交叉口路面设施、交叉口控制系统和列车车载系统。本系统结合信号优先和安全保障机制，通过列车定位技术和清空区冲突检测技术，结合对信号优先条件判断，判定有轨电车驶入交叉口的方式，并采用实体隔离的形式，临时性地创建有轨电车通行的独享封闭区间，保障有轨电车安全高效地通过交叉口，同时尽可能地减少对路口行人和机动车通行的影响。减少对路口行人和机动车通行的影响。减少对路口行人和机动车通行的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种有轨电车在平面交叉口控制系统


[0001]本专利技术涉及一种有轨电车在平面交叉口控制系统，采用速度分级控制方法以实现有轨电车系统整体运能、运速的提升，属于城市交通控制领域。

技术介绍

[0002]有轨电车一般铺设于现有城市道路中央或路侧，采用和现有道路交通共享路权的形式，具有建设成本低，建设周期短，节能环保，美观舒适等优点，在西方发达国家使用非常普遍，近年来也在我国得到快速发展。
[0003]国内90％以上有轨电车线路采用路段封闭路权和路口混合路权的半封闭路权模式，在路段行驶时采用实体隔离，避免受到其他车辆或行人的干扰。在通过路口时，由于存在不同方向交通流冲突，必须解除隔离并依照信号灯指示通行。近年来，有轨电车信号优先措施逐渐成熟，大部分有轨电车线路都具备在交叉口不停车优先通行的能力。但出于安全考虑，有轨电车在交叉口必须减速行驶，根据《现代有轨电车运营管理规范(T
‑
CAMET 07001
‑
2018)》规定，有轨电车在交叉口行驶速度不得超过30公里每小时，实际运行速度在20公里每小时左右。
[0004]有轨电车制动减速度不及小汽车一半，在最大速度时，紧急制动需要的时间约为7秒，距离约70m；一般制动需要的时间约为15～20秒，距离约大于150m。由于刹车距离和刹车反应时间过大，驾驶员无法在高速行驶时预判交叉口可能存在的冲突，只能在通过交叉口时采用较低的速度(约为20km/h)行驶。而城市中一般交叉口的间距为300～500m，出于交叉口降速的需要，有轨电车在行驶中只能反复加减速，导致行程车速大幅度下降。其行程车速只有地铁等方式的一半。
[0005]考虑到现代有轨电车可达的最大车速不小于70公里每小时，由于在路口和站台的频繁加减速，行程车速在15～20公里每小时左右。相比其他城市轨道交通，如地铁和轻轨，在近似的最大车速条件下能达到35～40公里每小时的行程车速，差距接近一倍。如果能找到相应的工程技术手段，解决有轨电车在交叉口必须降速的问题，将能有效提高有轨电车的运行速度，增大有轨电车竞争优势，加速有轨电车的发展和普及。由此提出了本专利技术申请。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种有轨电车在平面交叉口控制系统，结合信号优先和安全保障机制，通过列车定位技术和清空区冲突检测技术，结合对信号优先条件判断，判定有轨电车驶入交叉口的方式，并采用实体隔离的形式，临时性地创建有轨电车通行的独享封闭区间，保障有轨电车安全高效地通过交叉口，同时尽可能地减少对路口行人和机动车通行的影响。
[0007]本领域，所述交叉口即俗称的“路口”。
[0008]需要保护的技术方案概括为：
[0009]一种有轨电车在平面交叉口控制系统，包括交叉口路面设施、交叉口控制系统和
列车车载系统；
[0010]交叉口路面设施布置于轨道上的每个交叉路口，每个交叉路口处的路面设施包括有轨电车传感定位系统、交通信号控制机、清空区及冲突检测设备、可控隔离设备、警示系统、视频监控系统；
[0011]所述有轨电车传感定位系统包括5个间隔的检测器，布设在在轨道上，位于交叉口处，向有轨电车提供其在轨道上的位置；在交叉口，五个列车定位检测器的位置如下：
[0012]第一定位检测器，位于信号优先申请检测点A，其至交叉口停车线的距离d
A
应满足：足：其中v
全
为列车全速行驶速度，∑t
mf
为非有轨电车相位最小绿灯时间之和；第二定位检测器，位于警示检测点B，其至交叉口停车线的距离d
B
应满足：d
B
＝v
全
(t
倒
+t
隔
)+d
制
，其中v
全
为列车全速行驶速度，t
倒
为预设隔离倒计时时间，t
隔
设备完成隔离操作所需时间，d
制
为列车紧急制动距离；第三定位检测器，位于限速检测点C，其至交叉口停车线的距离d
C
应满足：d
C
＝d
降
+d
视
，其中d
降
为列车采取一般制动从最高限速降低到交叉口限速以下所需距离，d
视
为有轨电车在交叉口限速条件下通过时的交叉口安全视距；第四定位检测器，位于紧急制动检测点D，其至交叉口停车线距离d
D
应满足:d
D
＝d
制
,其中d
制
为列车紧急制动距离；第五定位检测器，位于列车离开检测点E，其至列车交叉口最近冲突点距离d
E
应满足：d
E
≥L
车
,其中L
车
为列车长度；
[0013]所述交通信号控制机，受控制柜指令改变道路交通信号顺序、调节配时，配合列车车载系统的控制算法来控制道路交通信号灯运行，以实现有轨电车信号优先通行的效果；
[0014]所述清空区及冲突检测设备，清空区为保证有轨电车能无阻碍通过交叉口划定的区域，为有轨电车车辆通行轨迹与交叉口范围相交所得平面区间，清空区应施划黄色网格禁停标线；清空区冲突检测模块，用于检测预划定的清空区是否存在行人、车辆或其他阻碍物，并将检测结果经由该交叉口的控制柜反馈给列车车载控制系统；
[0015]所述可控隔离设备，在该交叉口通过实体路障划定隔离区域，通过实体路障运行实现隔离和撤销隔离操作；根据列车车载控制系统控制算法发出的控制指令，可控隔离设备在规定时间完成该交叉口的隔离和撤销隔离操作，并经由本交叉口的控制柜向列车车载控制系统发送操作执行成功或失败指令；
[0016]所述警示系统，经由本交叉口的控制柜响应列车车载控制系统控制算法发出的控制指令，向本交叉口车辆和行人提供列车即将通过的声光预警和隔离操作执行倒计时；
[0017]所述交叉口控制系统为各个交叉口的控制柜，作为上位机对交叉口路面设施进行管理，配合和支持列车车载系统；
[0018]所述列车车载系统，包括列车车载控制设备和控制算法模块：列车车载控制设备包括通信模块、电源模块、存储模块、数据处理器、语音提示模块、视频显示模块，其中，通信模块用于与外部的每个交叉口控制柜保持通信，电源模块供能于列车车载系统，存储模块保存运行数据以及对重要视频进行必要的保存，数据处理器用于运行控制算法模块，语音提示模块用于根据控制算法模块运行结果对列车驾驶员进行车内提醒，视频显示模块用于在线实时获得交叉路口路况现实情况；控制算法模块依据外部交叉口路面设施的信息，进行分析计算和控制，对列车进行减速或紧急刹车操作，或将控制指令告知驾驶员，由驾驶员进行人工操作。
[0019]其它附加技术措施：作为实施例，控制算法模块用于逻辑执行有轨电车路口封闭
路权自动控制，具体为:
[0020]S1列车以全速运行，由远及近靠近交叉口，到达A(信号优先申请检测点)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有轨电车在平面交叉口控制系统，包括交叉口路面设施、交叉口控制系统和列车车载系统；交叉口路面设施布置于轨道上的每个交叉路口，每个交叉路口处的路面设施包括有轨电车传感定位系统、交通信号控制机、清空区及冲突检测设备、可控隔离设备、警示系统、视频监控系统；所述有轨电车传感定位系统包括5个间隔的检测器，布设在在轨道上，位于交叉口处，向有轨电车提供其在轨道上的位置；在交叉口，五个列车定位检测器的位置如下：第一定位检测器，位于信号优先申请检测点A，其至交叉口停车线的距离d
A
应满足：应满足：其中v
全
为列车全速行驶速度，∑t
mf
为非有轨电车相位最小绿灯时间之和；第二定位检测器，位于警示检测点B，其至交叉口停车线的距离d
B
应满足：d
B
＝v
全
(t
倒
+t
隔
)+d
制
，其中v
全
为列车全速行驶速度，t
倒
为预设隔离倒计时时间，t
隔
设备完成隔离操作所需时间，d
制
为列车紧急制动距离；第三定位检测器，位于限速检测点C，其至交叉口停车线的距离d
C
应满足：d
C
＝d
降
+d
视
，其中d
降
为列车采取一般制动从最高限速降低到交叉口限速以下所需距离，d
视
为有轨电车在交叉口限速条件下通过时的交叉口安全视距；第四定位检测器，位于紧急制动检测点D，其至交叉口停车线距离d
D
应满足:d
D
＝d
制
,其中d
制
为列车紧急制动距离；第五定位检测器，位于列车离开检测点E，其至列车交叉口最近冲突点距离d
E
应满足：d
E
≥L
车
,其中L
车
为列车长度；所述交通信号控制机，受控制柜指令改变道路交通信号顺序、调节配时，配合列车车载系统的控制算法来控制道路交通信号灯运行，以实现有轨电车信号优先通行的效果；所述清空区及冲突检测设备，清空区为保证有轨电车能无阻碍通过交叉口划定的区域，为有轨电车车辆通行轨迹与交叉口范围相交所得平面区间，清空区应施划黄色网格禁停标线；清空区冲突检测模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕靖，童文聪，李君羡，何利英，姚幸，
申请(专利权)人：上海市城市建设设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：