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摘 要：本文基于VISSIM微观交通仿真软件，研究了现代有轨电车和相交道路社会车辆混合场景下两者的交互影响机理。考虑绝对优先、相对优先两种不同的有轨电车信号优先控制策略，对上述交通系统的延误、排队长度、排放物等指标进行了分析。研究成果能够为多模式道路交通系统平衡发展提供决策参考。
关键词：有轨电车;信号仿真;道路系统;公交优先
0 引言
随着大量私家车的出现，空气污染和停车难等问题困扰着大多数现代化城市，“公交优先”战略因此被广泛倡导，逐渐形成了 “公共汽车+轨道交通”基本公交体系。近年来，很多城市大力开展轨道交通建设工作。由于受到人口、经济、客流等影响，城市推进大容量的轨道交通制式困难重重。而在已有大容量轨道交通的区域，公共交通体系内缺少重要的“中运量交通工具”来衔接公共汽车系统（低运量）和轨道交通系统（大运量），使得公交系统效率不高。
为扩大轨道交通的覆盖率，提高公共交通效率，实现轨道交通制式多元化发展势在必行。特别是在中小城市、大城市边缘以及市中心大容量轨道交通未能覆盖的区域，发展中运量交通系统已经成为新的交通拥堵解决方案。在此背景下，上海市松江区规划现代有轨电车网络 [1]，积极推进松江有轨电车建设。
松江有轨电车T2线穿越松江老城区，沿线相交道路众多，有轨电车运行效率影响因素较多。因为T2线其特殊的地理位置，作者综合考虑整个道路交通系统，结合特征年交通量预测数据建立仿真模型，研究如何在保证有轨电车优先的情况下，又能使社会交通受到的干扰最小，从而实现整个交通系统平衡发展。
1 仿真模型建设目标
有轨电车信号优先控制的建设目标主要有以下三方面：
（1）遵循安全第一的原则，保障有轨电车运行安全。
（2）有效降低有轨电车在交叉口的延误，提高运行效率。
（3）协调社会交通的通行需求，保证社会车辆的安全畅通，不仅要提升有轨电车的运行速度，而且要尽量降低对其它社会车辆、行人交通等产生的负面影响。
2 仿真模型说明
2.1 模型路网
松江有轨电车T2线（新松江路）线路采用独立路权，路中布置[2]。新松江路（三新北路-新松江路-人民北路段），包含三新北路和人民北路有轨电车首末站，中间有6个信控交叉口（4个有轨直行、2个有轨路中转路中）。
2.2 路网模型流量输入
在仿真模型中输入预测2027年道路交通系统高峰小时交通量数据[3]。
2.3 模型信号优先策略
有轨电车系统路口信号优先采用基于感应主动请求的实时信号控制策略，即插入公交通行相位、延长主路绿灯时间：有轨电车在到达交叉口前主动向交通信号系统提出优先通行请求，交通信号系统根据交叉口的交通状况响应此请求，实时调整交叉口的信号配时方案，给予优先通行信号。
2.3.1 插入相位
当检测到有轨电车到达时，在当前相位结束（正常结束或提前结束）后，插入一个有轨电车通行相位，使得有轨电车通过。插入相位结束（有轨电车通过）后，仍然回到后续相位，按照原有相位顺序运行。
2.3.2 绿灯延长
当有轨电车在有轨电车通行相位（绿灯）末尾到达时，系统延长该相位的绿灯长度，让有轨电车顺利通过。
2.4 信号优先系统构成
信号优先系统涉及中心控制系统、传输系统、路侧轨旁检测设备等系统，各系统相互协同，完成道路信息采集和各系统信号的交互控制。
2.5 有轨信号优先方式
为了对比信号优先策略的实施效果，研究分别采用了有轨电车无优先、绝对优先、相对优先三个方式：
2.5.1 无有轨信号优先模型
该模型不采用有轨信号优先策略，不改变原来社会车辆的行驶条件。根据预测社会车辆流量进行信号灯配时，有轨电车直行过交叉口与社会车辆受同一信号控制。
2.5.2 有轨信号绝对优先模型
该模型采用有轨信号绝对优先策略，整条线路在交叉口每个相位都实施有轨电车优先：使用主动优先控制策略（绿灯时间延长、插入相位），保证有轨电车通过交叉口时获得绿灯相位。为了保证绝对优先，有轨电车通过时若信号灯不在线路通行的绿灯相位，都直接插入有轨通行相位。
同时在有轨电车线路平行道路和相交道路社会车辆进口道设置流量检测器，检测器可检测各进口道车道车辆流量情况。在轨旁检测器没有检测到有轨电车的时候，对社会车辆实现感应信号控制，若在某个相位绿灯时间内，该车道没有检测到后续社会车辆则跳过该相位。
2.5.3 有轨信号相对优先模型
该模型考虑交叉口相交道路系统社会车流交通量，协调有轨电车与社会交通的通行需求，基于感应主动请求的实时信号优先控制策略，有选择对整条线路部分交叉口实施有轨电车优先;在有轨电车未经过时，辅以离线协调干预控制策略。
经过绝对优先仿真发现，西林北路交叉口线路相交道路南北向流量较大，有轨电车优先对社会车流影响很大，故该交叉口采用固定配时方案，有轨电车不优先;三新北路、人民北路、龙源路交叉口满足绝对优先设置条件;而滨湖路、江学路交叉口在绝对优先的情况下进口道拥堵太大，根据实际社会车辆流量，选择部分相位信号优先。
2.6 数据采集方式及统计
2.6.1 有轨数据采集方式
有轨电车数据采集通过区间内VISSIM车辆出行时间按钮设置起终点，获取有轨运行数据。
2.6.2 社会车辆交叉口数据采集方式及统计
在每个交叉口通过VISSIM设置节点按钮，定义需测量交叉口范围，区间仿真运行结束后统计每个交叉口评价数据。
3 有轨电车优先方式效益比较和评价
仿真运行时间：900 s～4 500 s，通过计算得到表1数据。
通过比较发现，有轨电车相对优先控制策略与绝对优先控制策略相比，有轨区间运行速度只相差1.6 km/h，但是社会车辆在各交叉口延误时间更小，排队长度也减少;相对优先策略比无信号优先条件下平均行程车速快3.0 km/h，有利于居民出行更倾向于有轨电车，贯彻国务院公交优先、三部委慢行交通优先文件精神。
4 结语
当前城市交通拥堵越引起人们的关注，城市公共优先已经成为缓解交通压力的利器。
中运量系统和道路系统不可避免的存在路权相互侵占的矛盾，在规划阶段处理好道路交通和中运量交通的发展关系，实现整个交通系統平衡发展成为中运量交通系统能顺利发展的必要条件。本文以上海市松江有轨电车T2线新松江路段为例，以居民出行特征为基础，预测周边客流走廊，对道路有轨电车系统和社会车辆系统统筹考虑，借助交通流仿真模拟软件，研究基于感应主动请求的实时信号控制策略下各种优先方式的特点，对城市中运量公交系统发展具有一定参考意义。
参考文献：
[1]松江区现代有轨电车网络规划（2013-2020）[R].上海市城市规划设计研究院，2013.
[2]松江区现代有轨电车示范线工程可行性研究报告[R]. 上海市隧道工程轨道交通设计研究院，2014.
[3]松江现代有轨电车示范线交通流量预测与分析[R].同济大学交通运输工程学院，2015.
关键词：有轨电车;信号仿真;道路系统;公交优先
0 引言
随着大量私家车的出现，空气污染和停车难等问题困扰着大多数现代化城市，“公交优先”战略因此被广泛倡导，逐渐形成了 “公共汽车+轨道交通”基本公交体系。近年来，很多城市大力开展轨道交通建设工作。由于受到人口、经济、客流等影响，城市推进大容量的轨道交通制式困难重重。而在已有大容量轨道交通的区域，公共交通体系内缺少重要的“中运量交通工具”来衔接公共汽车系统（低运量）和轨道交通系统（大运量），使得公交系统效率不高。
为扩大轨道交通的覆盖率，提高公共交通效率，实现轨道交通制式多元化发展势在必行。特别是在中小城市、大城市边缘以及市中心大容量轨道交通未能覆盖的区域，发展中运量交通系统已经成为新的交通拥堵解决方案。在此背景下，上海市松江区规划现代有轨电车网络 [1]，积极推进松江有轨电车建设。
松江有轨电车T2线穿越松江老城区，沿线相交道路众多，有轨电车运行效率影响因素较多。因为T2线其特殊的地理位置，作者综合考虑整个道路交通系统，结合特征年交通量预测数据建立仿真模型，研究如何在保证有轨电车优先的情况下，又能使社会交通受到的干扰最小，从而实现整个交通系统平衡发展。
1 仿真模型建设目标
有轨电车信号优先控制的建设目标主要有以下三方面：
（1）遵循安全第一的原则，保障有轨电车运行安全。
（2）有效降低有轨电车在交叉口的延误，提高运行效率。
（3）协调社会交通的通行需求，保证社会车辆的安全畅通，不仅要提升有轨电车的运行速度，而且要尽量降低对其它社会车辆、行人交通等产生的负面影响。
2 仿真模型说明
2.1 模型路网
松江有轨电车T2线（新松江路）线路采用独立路权，路中布置[2]。新松江路（三新北路-新松江路-人民北路段），包含三新北路和人民北路有轨电车首末站，中间有6个信控交叉口（4个有轨直行、2个有轨路中转路中）。
2.2 路网模型流量输入
在仿真模型中输入预测2027年道路交通系统高峰小时交通量数据[3]。
2.3 模型信号优先策略
有轨电车系统路口信号优先采用基于感应主动请求的实时信号控制策略，即插入公交通行相位、延长主路绿灯时间：有轨电车在到达交叉口前主动向交通信号系统提出优先通行请求，交通信号系统根据交叉口的交通状况响应此请求，实时调整交叉口的信号配时方案，给予优先通行信号。
2.3.1 插入相位
当检测到有轨电车到达时，在当前相位结束（正常结束或提前结束）后，插入一个有轨电车通行相位，使得有轨电车通过。插入相位结束（有轨电车通过）后，仍然回到后续相位，按照原有相位顺序运行。
2.3.2 绿灯延长
当有轨电车在有轨电车通行相位（绿灯）末尾到达时，系统延长该相位的绿灯长度，让有轨电车顺利通过。
2.4 信号优先系统构成
信号优先系统涉及中心控制系统、传输系统、路侧轨旁检测设备等系统，各系统相互协同，完成道路信息采集和各系统信号的交互控制。
2.5 有轨信号优先方式
为了对比信号优先策略的实施效果，研究分别采用了有轨电车无优先、绝对优先、相对优先三个方式：
2.5.1 无有轨信号优先模型
该模型不采用有轨信号优先策略，不改变原来社会车辆的行驶条件。根据预测社会车辆流量进行信号灯配时，有轨电车直行过交叉口与社会车辆受同一信号控制。
2.5.2 有轨信号绝对优先模型
该模型采用有轨信号绝对优先策略，整条线路在交叉口每个相位都实施有轨电车优先：使用主动优先控制策略（绿灯时间延长、插入相位），保证有轨电车通过交叉口时获得绿灯相位。为了保证绝对优先，有轨电车通过时若信号灯不在线路通行的绿灯相位，都直接插入有轨通行相位。
同时在有轨电车线路平行道路和相交道路社会车辆进口道设置流量检测器，检测器可检测各进口道车道车辆流量情况。在轨旁检测器没有检测到有轨电车的时候，对社会车辆实现感应信号控制，若在某个相位绿灯时间内，该车道没有检测到后续社会车辆则跳过该相位。
2.5.3 有轨信号相对优先模型
该模型考虑交叉口相交道路系统社会车流交通量，协调有轨电车与社会交通的通行需求，基于感应主动请求的实时信号优先控制策略，有选择对整条线路部分交叉口实施有轨电车优先;在有轨电车未经过时，辅以离线协调干预控制策略。
经过绝对优先仿真发现，西林北路交叉口线路相交道路南北向流量较大，有轨电车优先对社会车流影响很大，故该交叉口采用固定配时方案，有轨电车不优先;三新北路、人民北路、龙源路交叉口满足绝对优先设置条件;而滨湖路、江学路交叉口在绝对优先的情况下进口道拥堵太大，根据实际社会车辆流量，选择部分相位信号优先。
2.6 数据采集方式及统计
2.6.1 有轨数据采集方式
有轨电车数据采集通过区间内VISSIM车辆出行时间按钮设置起终点，获取有轨运行数据。
2.6.2 社会车辆交叉口数据采集方式及统计
在每个交叉口通过VISSIM设置节点按钮，定义需测量交叉口范围，区间仿真运行结束后统计每个交叉口评价数据。
3 有轨电车优先方式效益比较和评价
仿真运行时间：900 s～4 500 s，通过计算得到表1数据。
通过比较发现，有轨电车相对优先控制策略与绝对优先控制策略相比，有轨区间运行速度只相差1.6 km/h，但是社会车辆在各交叉口延误时间更小，排队长度也减少;相对优先策略比无信号优先条件下平均行程车速快3.0 km/h，有利于居民出行更倾向于有轨电车，贯彻国务院公交优先、三部委慢行交通优先文件精神。
4 结语
当前城市交通拥堵越引起人们的关注，城市公共优先已经成为缓解交通压力的利器。
中运量系统和道路系统不可避免的存在路权相互侵占的矛盾，在规划阶段处理好道路交通和中运量交通的发展关系，实现整个交通系統平衡发展成为中运量交通系统能顺利发展的必要条件。本文以上海市松江有轨电车T2线新松江路段为例，以居民出行特征为基础，预测周边客流走廊，对道路有轨电车系统和社会车辆系统统筹考虑，借助交通流仿真模拟软件，研究基于感应主动请求的实时信号控制策略下各种优先方式的特点，对城市中运量公交系统发展具有一定参考意义。
参考文献：
[1]松江区现代有轨电车网络规划（2013-2020）[R].上海市城市规划设计研究院，2013.
[2]松江区现代有轨电车示范线工程可行性研究报告[R]. 上海市隧道工程轨道交通设计研究院，2014.
[3]松江现代有轨电车示范线交通流量预测与分析[R].同济大学交通运输工程学院，2015.