寧波現(xiàn)代有軌電車工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

■　張志偉

寧波現(xiàn)代有軌電車工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

■張志偉

為減輕寧波市鄞州區(qū)城市公共交通壓力、增強(qiáng)鄞州區(qū)公共交通覆蓋、構(gòu)建一體化公共交通系統(tǒng)、推進(jìn)綠色環(huán)保交通建設(shè)，引導(dǎo)新城區(qū)合理布局發(fā)展及形成現(xiàn)代有軌電車產(chǎn)業(yè)示范效應(yīng)，在鄞州區(qū)發(fā)展中運(yùn)量有軌電車系統(tǒng)，可以優(yōu)化鄞州新區(qū)城市交通結(jié)構(gòu)，快速提高公交服務(wù)水平。重點(diǎn)介紹項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的重難點(diǎn)進(jìn)行分析研究，為后續(xù)有軌電車項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)提供借鑒。

有軌電車；設(shè)計(jì)特點(diǎn)；儲(chǔ)能式供電；橋式軌道；信號(hào)優(yōu)先

1　概述

完善的城市公共交通應(yīng)該是運(yùn)用多種交通工程建立起來(lái)的適合不同服務(wù)類型、不同運(yùn)量等級(jí)的多層次城市公共客運(yùn)交通體系?，F(xiàn)代有軌電車是在傳統(tǒng)有軌電車基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)的全面升級(jí)改造發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)交通工具，現(xiàn)代有軌電車具有綠色環(huán)保、造價(jià)低、建設(shè)工期短、運(yùn)量適中等特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)地鐵投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)等不足，有效解決組團(tuán)交通和接駁交通等中低運(yùn)量客運(yùn)走廊的交通問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)日益受到一些大中城市的青睞。有軌電車可以作為軌道交通線網(wǎng)的組成部分，形成大、中容量交通方式互為補(bǔ)充，構(gòu)建較為豐富和完整的軌道交通體系［1-2］。

2　工程重點(diǎn)線站位方案比選

寧波市鄞州區(qū)現(xiàn)代有軌電車實(shí)驗(yàn)線一期工程主要位于鄞州新城區(qū)及姜山鎮(zhèn)境內(nèi)，線路全長(zhǎng)8.1 km，均為地面線，兩端預(yù)留延伸條件。線路起自南大東路站，沿天童南路、鄞州大道、寧南南路、寧南北路，敷設(shè)至嵩江中路路口南側(cè)的寧南立交南站。全線設(shè)置12座車站、1座車輛基地和1個(gè)控制中心。全線平均站間距723 m，最大站間距1 020 m，最小站間距465 m，交通樞紐站與地鐵3號(hào)線接駁。

根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，起終點(diǎn)線路大致走向通道基本已定，重點(diǎn)比選的線站位應(yīng)為線路中段的南部商務(wù)區(qū)。南部商務(wù)區(qū)是鄞州區(qū)重要的人口集散地，線路沿線人流量較大，商業(yè)、教育等相關(guān)配套設(shè)施聚集，是鄞州區(qū)乃至寧波市重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域；同時(shí)寧波規(guī)劃的地鐵3號(hào)線也覆蓋此片區(qū)，為盡可能發(fā)揮現(xiàn)代有軌電車的作用，實(shí)現(xiàn)與快速軌道交通及常規(guī)公交合理銜接，有必要對(duì)此段線路進(jìn)行同精度多方案比選。

2.1線路方案

工程前期預(yù)選了三套方案（見(jiàn)圖1）。

圖1　三套方案示意圖

方案一：泰康中路方案。線路出茶桃路站后，沿天童南路—泰康中路—寧南南路路徑行進(jìn)，泰康中路—鄞縣大道段在寧南路道路東側(cè)敷設(shè)，其余段均在道路路中地面敷設(shè)。在天童南路與鄞州大道路口設(shè)鄞州大道站，在天童南路與泰康中路路口處設(shè)南部商務(wù)區(qū)站。

方案二：鄞州大道方案。線路出茶桃路站后，沿天童南路—鄞州大道—寧南南路路徑行進(jìn)，在鄞州大道段沿北側(cè)綠化帶敷設(shè)，線路拐入寧南路后，沿道路路中地面敷設(shè)。在鄞州大道中段與地鐵3號(hào)線構(gòu)建綜合交通樞紐站，在寧南南路—泰康中路路口設(shè)南部商務(wù)區(qū)站。

方案三：首南中路方案。線路出茶桃路站后，沿天童南路—首南中路—寧南南路路徑行進(jìn)，在首南中路—鄞縣大道段沿東側(cè)敷設(shè)，在首南中路段沿路北側(cè)敷設(shè)，其余路段為路中地面敷設(shè)。在鄞州大道—天童南路路口設(shè)鄞州大道站，在天童南路—泰康中路路口設(shè)南部商務(wù)區(qū)站。

2.2方案比選

按照客流吸引、工程實(shí)施難度等方面對(duì)三套方案進(jìn)行比較，具體見(jiàn)表1。

經(jīng)過(guò)綜合比選，推薦方案二。鄞州大道方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：線路沿線用地以居住、商業(yè)、政府組團(tuán)用地和市政交通設(shè)施用地為主；現(xiàn)狀有在建交通樞紐、在建羅蒙環(huán)球城等項(xiàng)目，客流覆蓋好，與地鐵3號(hào)線車站無(wú)縫接駁，線路設(shè)置于道路綠化帶，對(duì)車行交通影響小，道路北側(cè)綠化帶可設(shè)置故障列車停車線，滿足運(yùn)營(yíng)組織要求，利于運(yùn)營(yíng)應(yīng)急措施的實(shí)施。

表1　線路方案比選

3　車輛選型

3.1走行方式比選

現(xiàn)代有軌電車根據(jù)走行方式不同主要可分為鋼輪鋼軌和膠輪導(dǎo)軌2種制式（見(jiàn)圖2、圖3），各有其優(yōu)勢(shì)與不足，其不同的特點(diǎn)適應(yīng)不同的工程需求。

經(jīng)過(guò)綜合比選可以得出：

（1）鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車更加節(jié)能。

（2）鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車可靠性、安全性更高。

（3）鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車車輛性價(jià)比高、選擇性大，可引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，有利于車輛價(jià)格談判；膠輪導(dǎo)軌現(xiàn)代有軌電車易造成壟斷，且性價(jià)比低。

（4）鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本較低。

（5）鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車車輛自身外觀多樣，可根據(jù)城市特點(diǎn)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，與城市景觀協(xié)調(diào)性好。

圖2　鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車

圖3　膠輪導(dǎo)軌現(xiàn)代有軌電車

3.2供電方式比選

鋼輪鋼軌現(xiàn)代有軌電車的供電方式可采用接觸網(wǎng)供電和無(wú)接觸網(wǎng)供電方式，其中無(wú)接觸網(wǎng)供電方式主要有超級(jí)電容供電、APS供電和電磁感應(yīng)供電3種。

鄞州區(qū)有軌電車車輛推薦選用100%低地板有軌電車，100%低地板有軌電車采用該3種無(wú)接觸網(wǎng)供電方式對(duì)城市景觀的影響程度基本一致，但APS及電磁感應(yīng)供電車輛其線路基礎(chǔ)設(shè)施成本、能源使用成本、維護(hù)成本較高，可靠性相對(duì)較低。相對(duì)而言，100%低地板超級(jí)電容車輛，其技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)更為明顯［3］。

3.3比選結(jié)論

從整個(gè)有軌電車系統(tǒng)所產(chǎn)生的社會(huì)效益上看，無(wú)架空接觸網(wǎng)現(xiàn)代有軌電車是有軌電車系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的方向，儲(chǔ)能式牽引供電系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)無(wú)架空接觸網(wǎng)的重要發(fā)展方向之一，能夠滿足現(xiàn)代城市對(duì)節(jié)能環(huán)保、城市景觀的需求。

因此，結(jié)合鄞州區(qū)的發(fā)展戰(zhàn)略定位、工程定位、景觀等要求，車輛采用最高速度70 km/h的100%低地板、鋼輪鋼軌、區(qū)間無(wú)觸網(wǎng)、儲(chǔ)能式現(xiàn)代有軌電車，利用儲(chǔ)能裝置車輛能夠無(wú)接觸網(wǎng)運(yùn)行（車站停車充電儲(chǔ)能，區(qū)間放電驅(qū)動(dòng)行駛）。儲(chǔ)能裝置可實(shí)現(xiàn)能量的高效和循環(huán)利用，達(dá)到綠色節(jié)能的雙重目標(biāo)。

4　道床及路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

考慮到寧波地層特點(diǎn)，軟弱土層非常厚，線路所處區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，有軌電車的路基是修建在承載能力較差的軟弱土層，通常需要深挖采用優(yōu)質(zhì)填料置換軟弱土層，因此無(wú)論是優(yōu)質(zhì)填料的來(lái)源還是被換土層產(chǎn)生的廢土，對(duì)生態(tài)環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生很大影響，而且施工棄土與回填的優(yōu)質(zhì)填料都需要大量土方運(yùn)輸，增加周邊道路負(fù)擔(dān)，并加大環(huán)境塵土或污染路面；如不進(jìn)行深層處理則工后沉降量、沉降差較大，無(wú)法滿足軌道要求。工程結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)及工程特點(diǎn)對(duì)路基及道床結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合比選。

4.1道床結(jié)構(gòu)比選

4.1.1普通軌道結(jié)構(gòu)

軌道結(jié)構(gòu)高度（軌頂連線與線路中心線的交點(diǎn)至結(jié)構(gòu)底板頂面）主要考慮鋼軌、扣件及軌枕的安裝高度，并考慮整體道床的穩(wěn)定性、可施工性及一定的結(jié)構(gòu)施工誤差包容性等，普通軌道結(jié)構(gòu)路基不做硬化層，軌道結(jié)構(gòu)高度下需各增加200 mm厚C30混凝土墊層和二灰砂礫墊層，并嚴(yán)格控制工后沉降。軌道結(jié)構(gòu)在專用路權(quán)（區(qū)間）地段設(shè)置一定的橫坡，有利于道床范圍內(nèi)的排水。

4.1.2橋式軌道結(jié)構(gòu)

橋式軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)適用于各種土質(zhì)地基，尤其在軟弱地基（含填土）、濕陷性黃土地基或寒冷地區(qū)。可使得軌下基礎(chǔ)穩(wěn)定、均勻和耐久，整個(gè)軌道具有較高的平順性和穩(wěn)定性。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）克服傳統(tǒng)地基加固方法存在的加固效果不確定、工后地基沉降較大及沉降穩(wěn)定所需時(shí)間很長(zhǎng)等缺點(diǎn)，采用此路基具有沉降小、穩(wěn)定、可控或易修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)；

（2）標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化工廠生產(chǎn)，在工廠預(yù)制的生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定，鋼筋混凝土制品養(yǎng)護(hù)到位，產(chǎn)品質(zhì)量高、外形美觀；

（3）施工機(jī)具簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和流水線作業(yè)，施工效率高，工期短，同時(shí)可極大減少土方開(kāi)挖、回填、裝卸及運(yùn)輸?shù)扔袚p自然環(huán)境的工程量；

（4）軌道線路免維護(hù)，當(dāng)路基出現(xiàn)沉降時(shí)軌道的可修復(fù)性強(qiáng)，即使路基差異沉降導(dǎo)致軌面不平順的高度調(diào)整要求達(dá)到80 mm，也可利用夜間停運(yùn)的天窗時(shí)間修復(fù)而不影響次日日常運(yùn)營(yíng)。

一般地段每隔12.5 m采用橋式結(jié)構(gòu)設(shè)置縱梁，蓋梁和縱梁間需考慮連接措施，縱梁及軌枕采用C45混凝土。將橋梁結(jié)構(gòu)和軌道結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合在一起。在特殊地段為減少管線遷改等因素的影響可采用非標(biāo)準(zhǔn)塊，但非標(biāo)準(zhǔn)塊的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)12.5 m，且長(zhǎng)度是軌枕間距的整數(shù)倍，非標(biāo)準(zhǔn)塊間的間隙大于3 mm時(shí)采用瀝青混凝土填充。軌道結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間設(shè)置橋梁支座以調(diào)整軌道標(biāo)高。

4.1.3方案比選分析

普通軌道結(jié)構(gòu)與橋式軌道結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選見(jiàn)表2。

根據(jù)以上分析，結(jié)合寧波地質(zhì)條件及線路結(jié)構(gòu)的完整性、少維護(hù)性，采用橋式軌道方案。橋式軌道主要由PHC管樁、蓋梁、路基梁組成，軌道通過(guò)扣件直接安裝于路基梁上，蓋梁與樁剛性連接，路基梁以簡(jiǎn)支連接擱置于蓋梁上。

4.2路基加固處理

路基處理措施應(yīng)結(jié)合地區(qū)地質(zhì)條件、有軌電車荷載情況、沉降標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)算分析情況綜合確定，一般可考慮采用沖擊碾壓、換填、中粗砂夾土工格柵、塑料排水板、袋裝砂井、強(qiáng)夯（置換）、堆（超）載預(yù)壓、水泥（砂漿）攪拌樁、高壓旋噴樁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁、CFG樁、樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)、樁筏結(jié)構(gòu)、樁板結(jié)構(gòu)等加固措施對(duì)地基進(jìn)行處理。

由于本工程沿線廣泛分布有飽和軟土，厚度大，主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土，基本承載力σ0=50～60 kPa，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、靈敏度高、極易發(fā)生蠕動(dòng)和擾動(dòng)的特點(diǎn)，根據(jù)TB 10106—2010《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》和寧波地區(qū)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，CFG樁等不適宜采用。綜合比選，工程采用PHC管樁方案，在安全可靠性、對(duì)環(huán)境的影響性、對(duì)道路交通的干擾性均具有顯著優(yōu)勢(shì)［4-5］。

“橋式軌道+PHC管樁”方案主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）路基承載能力較高，適應(yīng)性較好，可滿足軌道對(duì)承載力的要求。

（2）在工廠預(yù)制PHC管樁，樁身質(zhì)量較易保證。

（3）沉降與差異沉降可控。路基工程可以根據(jù)寧波軟弱土層厚度大的特點(diǎn)，采用樁基穿透軟弱土，以相對(duì)較好的地層作為樁基持力層，從而獲得較高的樁側(cè)摩阻力及樁端阻力，并可根據(jù)承載力與沉降控制調(diào)整樁長(zhǎng)與樁徑。

（4）對(duì)道路交通影響較小。因管樁為預(yù)制，打樁施工周期較短，對(duì)道路影響較小。

（5）對(duì)環(huán)境影響較小?，F(xiàn)場(chǎng)打設(shè)預(yù)制樁不會(huì)產(chǎn)生泥漿等污染。

（6）因采用橋式軌道方案，預(yù)制路基梁為主要傳力構(gòu)件，將車輛荷載傳給PHC管樁，路基土層不承受上部車輛荷載，不需設(shè)置基床表層與底層?，F(xiàn)場(chǎng)挖方量小，施工速度快。

（7）可依靠路基梁跨越大部分與有軌電車線路相交的管線，節(jié)約管線改遷投資，縮短工期。

表2　普通軌道結(jié)構(gòu)與橋式軌道結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

5　交通組織與信號(hào)優(yōu)先

5.1重點(diǎn)交通組織方案

5.1.1有軌電車左轉(zhuǎn)通過(guò)路口交通組織

有軌電車由天童南路路中向西轉(zhuǎn)向鄞州大道北側(cè)綠化帶。鄞州大道西進(jìn)口直行方向及左轉(zhuǎn)方向與有軌電車有交通沖突，東進(jìn)口直行方向和右轉(zhuǎn)方向與有軌電車有交通沖突；天童南路北進(jìn)口直行方向和右轉(zhuǎn)方向與有軌電車有交通沖突，南進(jìn)口左轉(zhuǎn)方向與有軌電車有交通沖突；有軌電車運(yùn)行與道路交通沖突嚴(yán)重。

在原交通信號(hào)燈相位中新增有軌電車獨(dú)立相位，并在西北象限增設(shè)右轉(zhuǎn)信號(hào)燈（含非機(jī)動(dòng)車右轉(zhuǎn)燈、行人專用信號(hào)燈），用以控制有軌電車通過(guò)時(shí)天童南路北轉(zhuǎn)西的右轉(zhuǎn)車輛，保證運(yùn)營(yíng)安全（見(jiàn)圖4、圖5）。

圖4　有軌電車左轉(zhuǎn)通過(guò)路口交通組織示意圖

圖5　天童南路/鄞州大道路口交通信號(hào)相位示意圖

圖6　有軌電車右轉(zhuǎn)通過(guò)路口交通組織示意圖

5.1.2有軌電車右轉(zhuǎn)通過(guò)路口交通組織

有軌電車運(yùn)行方向?yàn)橛邵粗荽蟮辣眰?cè)綠化帶向北轉(zhuǎn)向?qū)幠夏下仿分?，鄞州大道直行方向不受有軌電車影響，東進(jìn)口右轉(zhuǎn)和西進(jìn)口左轉(zhuǎn)均會(huì)與有軌電車產(chǎn)生交通沖突，南進(jìn)口目前尚未開(kāi)通，開(kāi)通后直行方向也會(huì)與有軌電車產(chǎn)生交通沖突。

為有軌電車限界內(nèi)新設(shè)2處信號(hào)燈（相位：右線同東進(jìn)口直行、左線同南進(jìn)口左轉(zhuǎn)），有軌電車按燈控組織行駛，市政道路信號(hào)燈相位維持不變；新設(shè)東轉(zhuǎn)北右轉(zhuǎn)信號(hào)燈（含非機(jī)動(dòng)車右轉(zhuǎn)燈、行人專用信號(hào)燈），用以控制有軌電車通過(guò)時(shí)鄞州大道東轉(zhuǎn)北的右轉(zhuǎn)車輛，整個(gè)路口信號(hào)燈應(yīng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制（見(jiàn)圖6、圖7）。

5.2信號(hào)優(yōu)先方案

項(xiàng)目車輛采用儲(chǔ)能式100%低地板4模塊有軌電車，車身長(zhǎng)約36.5 m，最高運(yùn)行速度70 km/h。高峰小時(shí)列車開(kāi)行對(duì)數(shù)：初期9對(duì)、近期14對(duì)、遠(yuǎn)期20對(duì)。初、近期實(shí)驗(yàn)線計(jì)算旅行速度21 km/h，遠(yuǎn)期為23 km/h。全線共有20個(gè)路口（含出入車輛段路口），其中2處人行過(guò)街路口。全線路段為專享路權(quán)，路口為共享路權(quán)，與地面社會(huì)交通在路口平交。道路交通信號(hào)系統(tǒng)采用SCATS，具有信號(hào)優(yōu)先功能，能根據(jù)有軌電車行車計(jì)劃設(shè)置有軌電車綠波相位，實(shí)現(xiàn)有軌電車信號(hào)相對(duì)優(yōu)先。

圖7　寧南南路/鄞州大道路口交通信號(hào)相位示意圖

寧波有軌電車信號(hào)系統(tǒng)與道路交通信號(hào)系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)有軌電車計(jì)劃駕駛綠波通行加主動(dòng)請(qǐng)求的方案。

5.2.1信號(hào)優(yōu)先原理

由鄞州區(qū)交警支隊(duì)與運(yùn)營(yíng)單位商定有軌電車到達(dá)路口的運(yùn)營(yíng)期時(shí)間計(jì)劃，此運(yùn)營(yíng)計(jì)劃設(shè)置于SCATS中央控制系統(tǒng)，SCATS根據(jù)電車運(yùn)營(yíng)期時(shí)間計(jì)劃中有軌電車的通行需求設(shè)置電車獨(dú)立相位的開(kāi)放綠燈時(shí)機(jī)，電車工程設(shè)置的路口控制器與SCATS的ITS設(shè)備就近采用串口數(shù)字接口（或干接點(diǎn)），主要用于檢測(cè)道路交通信號(hào)控制器的電車獨(dú)立相位開(kāi)放狀態(tài)，觸發(fā)電車路口信號(hào)機(jī)開(kāi)放；同時(shí)，發(fā)送晚點(diǎn)列車的優(yōu)先路口通行請(qǐng)求及晚點(diǎn)時(shí)分至SCATS/ITS，用于SCATS調(diào)控路口信號(hào)相位開(kāi)放時(shí)長(zhǎng)，提供晚點(diǎn)電車優(yōu)先通行條件［6］。

電車早點(diǎn)到達(dá)路口等待運(yùn)行計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間相位；準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)路口按運(yùn)行計(jì)劃通行；晚點(diǎn)到達(dá)路口時(shí)，電車到達(dá)觸發(fā)及晚點(diǎn)時(shí)分信息通過(guò)電車路口信號(hào)優(yōu)先控制器向路口SCATS/ITS發(fā)送通行優(yōu)先請(qǐng)求，插入相位，實(shí)現(xiàn)電車通行信號(hào)的相對(duì)優(yōu)先。

5.2.2有軌電車對(duì)道路交通信號(hào)系統(tǒng)的縱向配時(shí)要求

假設(shè)有軌電車經(jīng)過(guò)的每個(gè)路口都剛好是有軌電車通過(guò)相位，做列車的牽引計(jì)算。根據(jù)牽引計(jì)算做出列車通過(guò)各個(gè)路口的全天相位需求。

5.2.3道路交通信號(hào)系統(tǒng)交叉口配時(shí)

道路交通信號(hào)系統(tǒng)根據(jù)有軌電車行車計(jì)劃的縱向綠波配時(shí)要求，在有軌電車經(jīng)過(guò)的各路口進(jìn)行有軌電車的計(jì)劃獨(dú)立綠波相位配時(shí)。滿足有軌電車行車組織按計(jì)劃駕駛綠波通過(guò)各個(gè)路口。

5.2.4路口信號(hào)控制構(gòu)成

（1）有軌電車信號(hào)系統(tǒng)：信號(hào)優(yōu)先控制器、信標(biāo)、路口有軌電車專用信號(hào)機(jī)。

（2）市政道路交通信號(hào)系統(tǒng)：交通信號(hào)控制器SCATS及路口交通信號(hào)機(jī)。

（3）有軌電車遵守路口專用信號(hào)機(jī)顯示行車。路口信號(hào)控制構(gòu)成見(jiàn)圖8。

圖8　路口信號(hào)控制構(gòu)成圖

5.2.5虛擬接近、到達(dá)、離去點(diǎn)的位置設(shè)置要求

虛擬到達(dá)點(diǎn)的位置距路口停車線的距離為L(zhǎng)2，L2必須保證司機(jī)5 s的反應(yīng)時(shí)間后有軌電車在限速速度下采用常用制動(dòng)能夠停在路口停車線前。

虛擬接近點(diǎn)距離到達(dá)點(diǎn)的距離為L(zhǎng)3，L3指信號(hào)優(yōu)先時(shí)信號(hào)優(yōu)先控制器將列車接近信息傳遞到市政交通信號(hào)控制器并將信號(hào)燈相位切換到有軌電車通行相位的時(shí)間內(nèi)列車走行的距離。

虛擬離去點(diǎn)離路口的距離為L(zhǎng)4，L4=37 m，為有軌電車的長(zhǎng)度。

5.2.6典型路口虛擬點(diǎn)布置計(jì)算

（1）路口技術(shù)參數(shù)：路口推薦速度暫定30 km/h；路口寬為20 m。

（2）虛擬接近、到達(dá)、離去位置設(shè)置。L1=20 m（路口停車線間寬度）；L2為列車從30 km/h采用常用制動(dòng)停到路口前的距離，常用制動(dòng)運(yùn)行距離為37 m，再考慮司機(jī)5 s反應(yīng)時(shí)間列車走行距離42 m，留上5 m的富余量后，按84 m考慮；L3為路口信號(hào)控制器收到優(yōu)先請(qǐng)求后到優(yōu)先信號(hào)開(kāi)放這段時(shí)間內(nèi)（路口信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求提前20 s給路口信號(hào)控制機(jī)）列車走過(guò)的距離，按平均速度30 km/h考慮，L3=30 km/h×20 s=166.6 m。

5.2.7典型路口有軌電車信號(hào)燈最小白圈（信號(hào)）時(shí)間計(jì)算

有軌電車在到達(dá)點(diǎn)處，有軌電車信號(hào)相位由直白燈（允許信號(hào)）變換為白圈燈時(shí)，有軌電車司機(jī)應(yīng)制動(dòng)讓列車停在路口停車線前。當(dāng)有軌電車越過(guò)路口到達(dá)點(diǎn)后有軌電車直白相位變換為白圈時(shí)，此時(shí)白圈時(shí)間應(yīng)能保證有軌電車在路口的規(guī)定限速下通過(guò)路口。

白圈時(shí)間：t白圈=（L1+L2+L4）/（30 km/h）=（20+84+37）/（8.33 m/s）=17 s。

5.2.8接口關(guān)系

有軌電車信號(hào)與道路交通信號(hào)系統(tǒng)接口示意見(jiàn)圖9。

圖9　有軌電車信號(hào)與道路交通信號(hào)系統(tǒng)接口示意圖

（1）路口接口。接口形式：干接點(diǎn)。接口內(nèi)容：有軌電車路口通過(guò)干接點(diǎn)形式將有軌電車的優(yōu)先請(qǐng)求和接近、到達(dá)、離去路口信息傳送給道路交通信號(hào)系統(tǒng)；道路交通信號(hào)系統(tǒng)將當(dāng)前信號(hào)機(jī)狀態(tài)信息和相位信息傳遞給有軌電車信號(hào)優(yōu)先控制器。

（2）中央接口。接口形式：數(shù)據(jù)接口。接口內(nèi)容：有軌電車運(yùn)營(yíng)綜合自動(dòng)化將列車時(shí)刻表計(jì)劃和時(shí)鐘信息傳遞給道路交通SCATS中央系統(tǒng)，道路交通信號(hào)系統(tǒng)將優(yōu)先模式信息及有軌電車經(jīng)過(guò)的道路交通信號(hào)系統(tǒng)的相位信息傳送給有軌電車運(yùn)營(yíng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

6　結(jié)論

（1）有軌電車是綜合交通系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，但有別于一般軌道系統(tǒng)，有軌電車并非獨(dú)享運(yùn)行空間，受到?jīng)]有完全分離的交叉口制約，并不能達(dá)到真正軌道系統(tǒng)具有的運(yùn)行速度和準(zhǔn)時(shí)性。有軌電車的服務(wù)水平取決于空間通行權(quán)的“優(yōu)先程度”及需要增加工程造價(jià)的設(shè)施“分離程度”，對(duì)于相關(guān)沖突和建設(shè)方案的不同抉擇，會(huì)形成具有很大功能差異的系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)尚未形成完善成熟的規(guī)劃設(shè)計(jì)體系，在項(xiàng)目決策建設(shè)前，從城市和交通實(shí)際情況出發(fā)，開(kāi)展頂層設(shè)計(jì)工作，特別是有必要在綜合交通規(guī)劃指導(dǎo)下，明確建設(shè)目標(biāo)和功能定位，制定合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)體系。

（2）目前我國(guó)在實(shí)際交通管理中對(duì)有軌電車控制的相關(guān)法規(guī)還很缺失。為確保運(yùn)營(yíng)管理有法可依，應(yīng)盡快從法制層面制訂出完善的現(xiàn)代有軌電車運(yùn)營(yíng)管理辦法，平衡有軌電車與其他主體的道路利用權(quán)利，明確現(xiàn)代有軌電車和其他車輛、行人的相互關(guān)系、責(zé)任，保障有軌電車、社會(huì)車輛、行人的運(yùn)行安全。

（3）信號(hào)優(yōu)先是在原有道路交叉口信號(hào)系統(tǒng)SCATS相位插入行車計(jì)劃，有軌電車的速度和車身長(zhǎng)度是交叉口信號(hào)控制方案設(shè)計(jì)的控制要素，其信號(hào)控制水平及系統(tǒng)穩(wěn)定性有待優(yōu)化提高。

（4）有軌電車在車道上的布設(shè)形式有布設(shè)在道路中央、布設(shè)在道路兩側(cè)、布設(shè)在道路單側(cè)三種情況，建議有軌電車應(yīng)優(yōu)先布設(shè)在道路中央，結(jié)合城市規(guī)劃和線路周邊地塊控制情況，其次考慮布設(shè)在道路兩側(cè)或道路單側(cè)，重點(diǎn)是要跟整個(gè)道路和片區(qū)整體形象相聯(lián)系、相協(xié)調(diào)。

［1］ 李秋義.我國(guó)現(xiàn)代有軌電車軌道系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的思考［J］.城市軌道交通研究，2014（10）：122-125.

［2］ 張子棟.有軌電車系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究［J］.城市交通，2013（4）：30-38.

［3］ 張相寧，李明高，劉宇，等.100%低地板有軌電車車體設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)鐵路，2014（6）：111-113.

［4］ 深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心軌道二所.深圳市首條現(xiàn)代有軌電車線路開(kāi)工建設(shè)—現(xiàn)代有軌電車研究體系思考與實(shí)踐［R］.深圳，2015.

［5］ 深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司.寧波市鄞州區(qū)現(xiàn)代有軌電車實(shí)驗(yàn)線一期工程可行性研究、總體設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)［R］.深圳，2015.

［6］ 吳勝權(quán)，黃振暉，曹源.有軌電車路權(quán)配置與信號(hào)系統(tǒng)選擇［J］.中國(guó)鐵路，2014（8）：97-99.

張志偉：深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，工程師，廣東深圳，518000

責(zé)任編輯高紅義

U239.5

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1672-061X（2016）04-0032-07