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[摘 要]相位相序的设计和选择，直接关系到现代有轨电车的通行效率及相交道路的服务水平。本文在系统阐述道路交通与有轨电车信号优先相位设计原则的基础上，重点分析了有轨电车与道路交通流的冲突，最后给出了路中直行、路中转路中等几种常规相位设计方案。
[关键词]有轨电车；相位相序；冲突
中图分类号：U492.433 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）47-0089-02
1 引言
交通信号相位，是指在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显示状态。引入交通相位的主要目的，是分离相互冲突的交通流，保障道路交叉口的安全、有序。
相位分布的设置是有轨电车信号控制的关键一环，其本质是行车安全与通行效率的平衡与协调。一方面，与社会车流量相比，有轨电车出现的次数是有限的，应当作为特殊的交通参与者来考虑，尽量纳入已有相位中，不额外增加特殊相位，以免大幅度影响道路交通的服务水平；另一方面，有轨电车作为城市公共交通，享有道路优先通行权，且由于其车长及制动性能的特殊性，需确保在电车通过路口时，没有冲突车流。
2 相位设计原则
2.1 道路交通常规相位设计原则
道路交通常规相位主要依据各进口道的车流量、流向来设计，遵循安全、效率、均衡和习惯性原则：
1.为确保安全性，对交叉口交通流冲突进行分析，使相位内交通流冲突尽可能少。
2.相位设计尽可能提高对交叉口的利用率，在保证各方安全的情况下，选择合适的相位数量，提高交叉口通过效率。过多的相位数会增加相位切换损失时间，从而降低交叉口通行效率。而过少的相位数则易造成交叉口混乱，同样会降低通过率。
3.相位设计同时需兼顾各流向车流的饱和度均衡，通行权的大小应当与各车流的流量成正比关系。根据道路交通流量，合理分配绿信比，使交叉口均衡运行。
4.道路交通信号发展数十年，很多驾驶员已经养成了一定的驾驶习惯，如路口采用对称式放行，在直行获得通行权时进入左转待转区，相位设计时也需考虑这些习惯，采用符合地区驾驶习惯的设计，方便驾驶员理解和接受。
2.2 有轨电车信号优先的相位设计原则
在完成常规相位设计的前提下，增加有轨电车信号，相位设计仍遵循安全和效率原则。同时，结合有轨电车特点，相位设计还需遵循以下原则：
1.包含有轨电车信号的相位内应保证交通流绝对无冲突，部分情况下单独设立一个有轨电车相位，保证电车安全通过交叉口。
2.在有轨电车信号相位内尽可能放行无冲突的交通流，以减小电车对道路交通的影响，如同时放直行或左转。
3.有轨电车相位可设计为需求相位，在电车无需求时，有轨电车信号灯不获得通行权，交叉口运行在常规模式。
4.针对特殊交叉口，如消防队、学校，医院等，设置相应的配置，并实现请求的及时响应。
3 有轨电车与交通流冲突分析
有轨电车与社会交通流及行人的冲突分析，是相位设计的基本依据。当电车与社会交通流在同一时间，通过同一地点的时候，就会产生冲突，该点称之为交通冲突点。交通冲突是影响交通安全及通行效率的根源。引入相位的主要目的，就是尽可能的消除冲突点。有轨电车轨道或铺设于道路中央，或鋪设于道路一侧，特殊的轨道位置导致其无论是直行还是转弯，都与常规道路交通行驶方式不同，产生了较多的冲突点。考虑到有轨电车车辆的特征，以及其大容量城市公共交通的特性，信号相位的设计需严格消除社会交通流与有轨电车的冲突，避免道路交叉口瘫痪拥堵的发生。
有轨电车通过路口的方式主要有中央直行、一侧直行、中央转中央、中央转一侧四种。
1.中央直行
有轨电车轨道成对铺设于道路中央，是最常见的形式，其与社会车辆及行人的冲突点如图1所示。在该轨道布设形式下，有轨电车与其右侧的左转车辆存在很大的安全隐患，也是最不符合常规道路交通行驶方式的。
常规的两相位布置形式中，直行车辆与左转车辆在同一相位放行，其安全性主要依靠驾驶行为来约束。该相位布置方式的目的是，通过适量降低安全性，减少相位的损失时间。若司机驾驶行为符合规范，且车流量较小的情况下，两相位布置形式确实可提高交叉口服务水平。然而，由于有轨电车轨道铺设于道路中央，直行电车与右侧左转车辆存在严重的空间冲突，故相位设计不宜布置为两相位形式。
常规的四相位布置形式中，直行车辆与左转车辆在两个相位放行，时间上的分离可有效的消除冲突。这种方法简单，也最常用，虽然损失了一定的相位转换时间，但是保证了交通安全。直行电车与直行社会交通流在同一相位放行，在固定配时的状态下也可以实现。需要注意的一点是，社会车辆驾驶员习惯在直行绿灯开放后，驶入待转区，等待左转绿灯开放。车辆停靠于待转区，会侵占有轨电车轨行区，因此，有轨电车行驶线路中，应禁止社会车辆驶入待转区，并设置简单明了的地面标线和标志标识，以分隔冲突车流，满足交叉口的通行要求。
感应技术的发展使得信号控制方式变得更加灵活多样。借助感应信号控制方式，可实现对有轨电车开放特殊相位，以及对左转车辆开放特殊相位。
对有轨电车开放特殊相位的两相位方案中，若系统没有检测到电车的到达信息，则按照常规两相位方式放行。当系统检测到电车的到达信息后，关闭左转绿灯，只允许直行列车同行。采用该信号控制方案的好处，是只在电车到达的一段时间里限制左转车流的通行，从理论上来讲，确实可以起到提高左转车流通行效率的作用。针对该信号控制模式，笔者利用VISSIM做了仿真实验，实验证明，在车流量足够小时，该方法也只比四相位固定配时方案单小时平均延误少了4s左右，随着车流量的增加，优势甚至微乎其微。考虑到有轨电车线路绝大部分铺设于城市主干道上，该相位布置方案的适应性需进一步研究。 对左转车流开放特殊相位的方案，也需依赖感应信号控制。从安全性上来讲，可以消除冲突。从通行效率上来讲，该方法的缺陷在于左转车流的通行效率。只有当左转车流量足够少时，该方法才具有一定的实用性。
相位布置方案中，还必须要考虑的一点是，掉头车辆与电车的冲突。考虑到此冲突的严重程度以及发生概率，应在有条件的情况下，禁止掉头，并设置明显的标志标识，用来提醒驾驶员，改变驾驶习惯。
2.一侧直行
有轨电车轨道成对铺设于道路一侧，其与社会车辆及行人的冲突点如图2所示。在该轨道布设形式下，主要冲突来自于直行电车和右转车辆。而此冲突，也是常规道路交通行驶方式下，不存在的。因此，传统道路交通“碗形”信号灯无法满足系统需求，需要在此类型交叉口设置右转箭头信号灯。同时，在运营初期，有必要设置交通协管员进行引导，提醒，逐步培养司机驾驶习惯。
3.中央转中央
有轨电车轨道成对铺设于道路一侧，从道路中央转入另一道路中央，其与社会车辆及行人的冲突点如图3所示。可以看到，电车与对向直行车流、垂直方向直行车流以及垂直方向左转车流都冲突，因此，该轨道布置形式下，采用四相位控制方式，有轨电车与同向左转车流共用一个相位。
4.中央转一侧
（1）有轨电车轨道从道路中央转向靠近轨道的道路一侧，其与社会车辆及行人的冲突点如图4所示。可以看出，电车主要与轨道铺设于中央的道路车流及行人有冲突。
（2）有轨电车轨道从道路中央转向远离轨道的道路一侧，其与社会车辆及行人的冲突点如图5所示。可以看出，由于有轨电车线路在路口侵占空间较大，与直行、左转相位均有冲突，这种情况下有轨电车作为单独相位放行，即有轨电车放行时社会车辆（除无冲突的右转相位外）全部红灯。
4 相序设计形式
相序是指一个信号周期内，各个相位的运行顺序。设计相位顺序时，需统筹考虑交叉口的几何特征、交通管控措施（禁左，禁止掉头）以及交叉口渠化等因素。混合交通流，是我国交通的一大特点。相序设计需结合各种交通流在运行特征上的差异，兼顾机动车流、非机动车流及行人交通流。由于不同交通流在运行速度、制动能力、忍耐心理方面存在巨大的差异，故相序的设计不仅关系到交叉口的通行效率，更是关系到交叉口的交通安全。在相序设计时，需考虑以下几点：
1.尽量使绿灯间隔时间最短。通常情况下，较优的相序设计，是总周期时间最短。
2.结合当地驾驶员、行人的习惯进行设计。
3.保证相位的连续性，使不同相位的交通流平稳衔接。
4.当某一方向的交通流影响到其他方向的交通流通行时，应优先放行该方向交通流。
5.单口放行相位设计形式下，应优先考虑逆时针方向及对向衔接。
6.设置左转待转区的交叉口，应优先放行直向车流。
根据以上分析，有轨电车参与的道路交通相序设计，应当优先放行电车直行，后放行右侧车流左转；若电车路中转路中，采用单口放行方式，则应该采用逆时针或对向放行方式。
5 相位相序方案
根据以上分析，本节给出路中直行、对称放行方式下的路中左转两种交叉口的相位相序设计方案。
1.路中直行路口信号相位相序设置
有轨电车在路中直行，跟随社会车辆直行相位一起放行，该类型路口的相位相序方案如图6所示。
2.路中左转路口信号相位相序设置
有轨电车由路中左转至另外一条路中，有轨电车左转流向与社会车辆一致，有轨电车跟随社会车辆左转相位一起放行，對称放行形式下的相位相序方案如图7。
6 结语
相位分布需结合交叉口类型、道路交通流特性等做区别设计，实际应用中，相位控制和绿灯间隔时间等共同影响交叉口通过能力和安全性，如何做更优的相位设计，使得行车安全与通行效率达到平衡和协调，是现代有轨电车发展之路上值得探讨的问题。
参考文献
[1] 余世敏.现代有轨电车信号优先对道路交通的影响[J].中国市政工程，2016，（01）：46-49+93-94.
[2] 李盛，杨晓光.现代有轨电车与道路交通的协调控制方法[J].城市轨道交通研究，2005，（04）：57-60.
[关键词]有轨电车；相位相序；冲突
中图分类号：U492.433 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）47-0089-02
1 引言
交通信号相位，是指在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显示状态。引入交通相位的主要目的，是分离相互冲突的交通流，保障道路交叉口的安全、有序。
相位分布的设置是有轨电车信号控制的关键一环，其本质是行车安全与通行效率的平衡与协调。一方面，与社会车流量相比，有轨电车出现的次数是有限的，应当作为特殊的交通参与者来考虑，尽量纳入已有相位中，不额外增加特殊相位，以免大幅度影响道路交通的服务水平；另一方面，有轨电车作为城市公共交通，享有道路优先通行权，且由于其车长及制动性能的特殊性，需确保在电车通过路口时，没有冲突车流。
2 相位设计原则
2.1 道路交通常规相位设计原则
道路交通常规相位主要依据各进口道的车流量、流向来设计，遵循安全、效率、均衡和习惯性原则：
1.为确保安全性，对交叉口交通流冲突进行分析，使相位内交通流冲突尽可能少。
2.相位设计尽可能提高对交叉口的利用率，在保证各方安全的情况下，选择合适的相位数量，提高交叉口通过效率。过多的相位数会增加相位切换损失时间，从而降低交叉口通行效率。而过少的相位数则易造成交叉口混乱，同样会降低通过率。
3.相位设计同时需兼顾各流向车流的饱和度均衡，通行权的大小应当与各车流的流量成正比关系。根据道路交通流量，合理分配绿信比，使交叉口均衡运行。
4.道路交通信号发展数十年，很多驾驶员已经养成了一定的驾驶习惯，如路口采用对称式放行，在直行获得通行权时进入左转待转区，相位设计时也需考虑这些习惯，采用符合地区驾驶习惯的设计，方便驾驶员理解和接受。
2.2 有轨电车信号优先的相位设计原则
在完成常规相位设计的前提下，增加有轨电车信号，相位设计仍遵循安全和效率原则。同时，结合有轨电车特点，相位设计还需遵循以下原则：
1.包含有轨电车信号的相位内应保证交通流绝对无冲突，部分情况下单独设立一个有轨电车相位，保证电车安全通过交叉口。
2.在有轨电车信号相位内尽可能放行无冲突的交通流，以减小电车对道路交通的影响，如同时放直行或左转。
3.有轨电车相位可设计为需求相位，在电车无需求时，有轨电车信号灯不获得通行权，交叉口运行在常规模式。
4.针对特殊交叉口，如消防队、学校，医院等，设置相应的配置，并实现请求的及时响应。
3 有轨电车与交通流冲突分析
有轨电车与社会交通流及行人的冲突分析，是相位设计的基本依据。当电车与社会交通流在同一时间，通过同一地点的时候，就会产生冲突，该点称之为交通冲突点。交通冲突是影响交通安全及通行效率的根源。引入相位的主要目的，就是尽可能的消除冲突点。有轨电车轨道或铺设于道路中央，或鋪设于道路一侧，特殊的轨道位置导致其无论是直行还是转弯，都与常规道路交通行驶方式不同，产生了较多的冲突点。考虑到有轨电车车辆的特征，以及其大容量城市公共交通的特性，信号相位的设计需严格消除社会交通流与有轨电车的冲突，避免道路交叉口瘫痪拥堵的发生。
有轨电车通过路口的方式主要有中央直行、一侧直行、中央转中央、中央转一侧四种。
1.中央直行
有轨电车轨道成对铺设于道路中央，是最常见的形式，其与社会车辆及行人的冲突点如图1所示。在该轨道布设形式下，有轨电车与其右侧的左转车辆存在很大的安全隐患，也是最不符合常规道路交通行驶方式的。
常规的两相位布置形式中，直行车辆与左转车辆在同一相位放行，其安全性主要依靠驾驶行为来约束。该相位布置方式的目的是，通过适量降低安全性，减少相位的损失时间。若司机驾驶行为符合规范，且车流量较小的情况下，两相位布置形式确实可提高交叉口服务水平。然而，由于有轨电车轨道铺设于道路中央，直行电车与右侧左转车辆存在严重的空间冲突，故相位设计不宜布置为两相位形式。
常规的四相位布置形式中，直行车辆与左转车辆在两个相位放行，时间上的分离可有效的消除冲突。这种方法简单，也最常用，虽然损失了一定的相位转换时间，但是保证了交通安全。直行电车与直行社会交通流在同一相位放行，在固定配时的状态下也可以实现。需要注意的一点是，社会车辆驾驶员习惯在直行绿灯开放后，驶入待转区，等待左转绿灯开放。车辆停靠于待转区，会侵占有轨电车轨行区，因此，有轨电车行驶线路中，应禁止社会车辆驶入待转区，并设置简单明了的地面标线和标志标识，以分隔冲突车流，满足交叉口的通行要求。
感应技术的发展使得信号控制方式变得更加灵活多样。借助感应信号控制方式，可实现对有轨电车开放特殊相位，以及对左转车辆开放特殊相位。
对有轨电车开放特殊相位的两相位方案中，若系统没有检测到电车的到达信息，则按照常规两相位方式放行。当系统检测到电车的到达信息后，关闭左转绿灯，只允许直行列车同行。采用该信号控制方案的好处，是只在电车到达的一段时间里限制左转车流的通行，从理论上来讲，确实可以起到提高左转车流通行效率的作用。针对该信号控制模式，笔者利用VISSIM做了仿真实验，实验证明，在车流量足够小时，该方法也只比四相位固定配时方案单小时平均延误少了4s左右，随着车流量的增加，优势甚至微乎其微。考虑到有轨电车线路绝大部分铺设于城市主干道上，该相位布置方案的适应性需进一步研究。 对左转车流开放特殊相位的方案，也需依赖感应信号控制。从安全性上来讲，可以消除冲突。从通行效率上来讲，该方法的缺陷在于左转车流的通行效率。只有当左转车流量足够少时，该方法才具有一定的实用性。
相位布置方案中，还必须要考虑的一点是，掉头车辆与电车的冲突。考虑到此冲突的严重程度以及发生概率，应在有条件的情况下，禁止掉头，并设置明显的标志标识，用来提醒驾驶员，改变驾驶习惯。
2.一侧直行
有轨电车轨道成对铺设于道路一侧，其与社会车辆及行人的冲突点如图2所示。在该轨道布设形式下，主要冲突来自于直行电车和右转车辆。而此冲突，也是常规道路交通行驶方式下，不存在的。因此，传统道路交通“碗形”信号灯无法满足系统需求，需要在此类型交叉口设置右转箭头信号灯。同时，在运营初期，有必要设置交通协管员进行引导，提醒，逐步培养司机驾驶习惯。
3.中央转中央
有轨电车轨道成对铺设于道路一侧，从道路中央转入另一道路中央，其与社会车辆及行人的冲突点如图3所示。可以看到，电车与对向直行车流、垂直方向直行车流以及垂直方向左转车流都冲突，因此，该轨道布置形式下，采用四相位控制方式，有轨电车与同向左转车流共用一个相位。
4.中央转一侧
（1）有轨电车轨道从道路中央转向靠近轨道的道路一侧，其与社会车辆及行人的冲突点如图4所示。可以看出，电车主要与轨道铺设于中央的道路车流及行人有冲突。
（2）有轨电车轨道从道路中央转向远离轨道的道路一侧，其与社会车辆及行人的冲突点如图5所示。可以看出，由于有轨电车线路在路口侵占空间较大，与直行、左转相位均有冲突，这种情况下有轨电车作为单独相位放行，即有轨电车放行时社会车辆（除无冲突的右转相位外）全部红灯。
4 相序设计形式
相序是指一个信号周期内，各个相位的运行顺序。设计相位顺序时，需统筹考虑交叉口的几何特征、交通管控措施（禁左，禁止掉头）以及交叉口渠化等因素。混合交通流，是我国交通的一大特点。相序设计需结合各种交通流在运行特征上的差异，兼顾机动车流、非机动车流及行人交通流。由于不同交通流在运行速度、制动能力、忍耐心理方面存在巨大的差异，故相序的设计不仅关系到交叉口的通行效率，更是关系到交叉口的交通安全。在相序设计时，需考虑以下几点：
1.尽量使绿灯间隔时间最短。通常情况下，较优的相序设计，是总周期时间最短。
2.结合当地驾驶员、行人的习惯进行设计。
3.保证相位的连续性，使不同相位的交通流平稳衔接。
4.当某一方向的交通流影响到其他方向的交通流通行时，应优先放行该方向交通流。
5.单口放行相位设计形式下，应优先考虑逆时针方向及对向衔接。
6.设置左转待转区的交叉口，应优先放行直向车流。
根据以上分析，有轨电车参与的道路交通相序设计，应当优先放行电车直行，后放行右侧车流左转；若电车路中转路中，采用单口放行方式，则应该采用逆时针或对向放行方式。
5 相位相序方案
根据以上分析，本节给出路中直行、对称放行方式下的路中左转两种交叉口的相位相序设计方案。
1.路中直行路口信号相位相序设置
有轨电车在路中直行，跟随社会车辆直行相位一起放行，该类型路口的相位相序方案如图6所示。
2.路中左转路口信号相位相序设置
有轨电车由路中左转至另外一条路中，有轨电车左转流向与社会车辆一致，有轨电车跟随社会车辆左转相位一起放行，對称放行形式下的相位相序方案如图7。
6 结语
相位分布需结合交叉口类型、道路交通流特性等做区别设计，实际应用中，相位控制和绿灯间隔时间等共同影响交叉口通过能力和安全性，如何做更优的相位设计，使得行车安全与通行效率达到平衡和协调，是现代有轨电车发展之路上值得探讨的问题。
参考文献
[1] 余世敏.现代有轨电车信号优先对道路交通的影响[J].中国市政工程，2016，（01）：46-49+93-94.
[2] 李盛，杨晓光.现代有轨电车与道路交通的协调控制方法[J].城市轨道交通研究，2005，（04）：57-60.