谷 豐，劉光勇，蔣小晴，劉偉康，周天宏

（1.湖南中車時(shí)代通信信號(hào)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410005；2.中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司，湖南 株洲 412001；3.四川川南軌道交通運(yùn)營(yíng)有限公司，四川 宜賓 644600）

0 引言

隨著城市交通擁堵問(wèn)題日益突出，多種公共交通解決方案被提出，包括地鐵、快速公交(bus rapid transit，BRT)、輕軌、智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)（autonomous-rail rapid transit, ART）等。其中以智軌電車為核心運(yùn)載工具的ART因建設(shè)周期短、基礎(chǔ)設(shè)施投資少、城市適應(yīng)性高和綜合運(yùn)力強(qiáng)等特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景[1]。

通信信號(hào)系統(tǒng)作為ART的重要組成部分，負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理、運(yùn)營(yíng)信息發(fā)布及語(yǔ)音調(diào)度等，可有效保障智軌電車運(yùn)行安全，提高運(yùn)營(yíng)效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。如何合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)、如何進(jìn)行系統(tǒng)間功能的協(xié)同設(shè)計(jì)、如何選擇適宜的定位手段及通信手段、如何提升路口通行效率等，這些問(wèn)題都關(guān)系到ART的運(yùn)行效果，是通信信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

本文從ART運(yùn)營(yíng)需求的角度出發(fā)，首先分析了通信信號(hào)系統(tǒng)需要具備的基本功能，然后對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行介紹，并對(duì)需要特別關(guān)注的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，最后對(duì)后續(xù)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望。

1 系統(tǒng)功能需求分析

智軌電車屬于中小運(yùn)量交通制式，具有如下特點(diǎn)：在城市道路上行駛，基于人工駕駛和目視線路狀態(tài)行車；通常采用非獨(dú)立路權(quán)（半專用路權(quán)或混合路權(quán)），與其他道路交通工具存在平面交叉；運(yùn)行速度受道路限速、道路車流量情況、路口通行能力等因素限制，通常不大于40 km/h；車站規(guī)模一般較小且簡(jiǎn)單，站臺(tái)的主要功能是用于乘客上下車及發(fā)布方便乘客出行的向?qū)畔2]。

為保證智軌電車的順利運(yùn)營(yíng)，其通信信號(hào)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）調(diào)度指揮及車輛跟蹤功能。系統(tǒng)應(yīng)具備編制運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、派班、計(jì)劃變更、異常情況下的調(diào)度指揮等功能，并能夠?qū)囕v實(shí)行跟蹤定位。

（2）運(yùn)行監(jiān)控功能。系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)監(jiān)控功能，即其指揮中心通過(guò)車輛、車站、路側(cè)設(shè)備、車輛段/停車場(chǎng)實(shí)時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行、車輛運(yùn)行狀態(tài)等各類信息，并將信息進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類運(yùn)營(yíng)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（3）防護(hù)功能。系統(tǒng)應(yīng)對(duì)運(yùn)營(yíng)中存在安全風(fēng)險(xiǎn)的情況提供防護(hù)，主要包括智軌電車超速防護(hù)、異常離站防護(hù)、闖紅燈防護(hù)、障礙物碰撞防護(hù)、虛擬岔區(qū)防護(hù)及沖突計(jì)劃的防護(hù)等。

（4）路口優(yōu)先功能。通過(guò)通信信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)智軌電車在交叉路口處的優(yōu)先通行，保障智軌電車的運(yùn)行效率，并盡量減少對(duì)其他交通方式的影響。

（5）輔助駕駛功能。系統(tǒng)應(yīng)為司機(jī)提供足夠的輔助駕駛信息，至少包括運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、前方信號(hào)燈狀態(tài)、車站站臺(tái)門狀態(tài)及車輛狀態(tài)等內(nèi)容，給予司機(jī)意義明確的信號(hào)顯示及安全通過(guò)交叉路口的指示，協(xié)助司機(jī)安全行車。

（6）信息發(fā)布功能。系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)地發(fā)布運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、車輛到站信息等乘客需要了解的乘車信息，方便乘客乘車。

（7）統(tǒng)計(jì)分析功能。系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)\(yùn)營(yíng)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并通過(guò)可視化的方式進(jìn)行顯示，方便運(yùn)營(yíng)人員進(jìn)行查詢。

（8）應(yīng)急管理功能。系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)于緊急突發(fā)事件的應(yīng)急處理功能，如運(yùn)營(yíng)計(jì)劃變更時(shí)的信息發(fā)布、車站發(fā)生火災(zāi)時(shí)的語(yǔ)音播報(bào)等。

（9）互聯(lián)互通功能。系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同線路之間的互通，同時(shí)應(yīng)支持調(diào)度人員對(duì)線網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)管理。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

ART通信信號(hào)系統(tǒng)的架構(gòu)見(jiàn)圖1。按照功能，其可以分為通信系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)兩部分。

圖1 智軌通信信號(hào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig. 1 Structure of communication & signaling system for ART

2.1 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)是為智軌電車提供即時(shí)可靠的數(shù)據(jù)傳輸、狀態(tài)監(jiān)控、語(yǔ)音播報(bào)、乘客信息顯示等功能，主要包括傳輸系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)及不間斷電源系統(tǒng)等子系統(tǒng)。

2.1.1 傳輸系統(tǒng)

傳輸系統(tǒng)可分為有線傳輸系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)，負(fù)責(zé)車輛、停車場(chǎng)/車輛段、指揮中心、車站、路側(cè)機(jī)電設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠地傳遞文字、數(shù)據(jù)、圖像等各類信息。

有線傳輸系統(tǒng)為其他系統(tǒng)提供有線的信息傳輸通道，一般采用環(huán)網(wǎng)方式進(jìn)行組網(wǎng)，并根據(jù)項(xiàng)目需求組建千兆或萬(wàn)兆環(huán)網(wǎng)。

無(wú)線通信系統(tǒng)為其他系統(tǒng)提供無(wú)線的信息傳輸通道，包括信號(hào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)雙向傳輸、乘客信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)下發(fā)及視頻數(shù)據(jù)上傳等。系統(tǒng)同時(shí)具備語(yǔ)音、視頻等多媒體的集群調(diào)度功能，可為固定用戶（如調(diào)度員、車站值班員等）和移動(dòng)用戶（如列車司機(jī)、維修等流動(dòng)人員）之間的通信提供支持。

2.1.2 乘客信息系統(tǒng)

乘客信息系統(tǒng)是多媒體綜合信息系統(tǒng)，可分為車載乘客信息系統(tǒng)和地面乘客信息系統(tǒng)兩部分。其依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)設(shè)置在站廳、站臺(tái)、出入口及列車上的顯示終端讓乘客及時(shí)準(zhǔn)確地了解列車運(yùn)營(yíng)信息和公共媒體信息。

車載乘客信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)車輛內(nèi)的視頻監(jiān)控、語(yǔ)音播報(bào)及對(duì)講、乘客信息顯示等內(nèi)容，包括通過(guò)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車內(nèi)情況，通過(guò)語(yǔ)音單元實(shí)現(xiàn)司機(jī)與乘客、司機(jī)與司機(jī)、司機(jī)與調(diào)度之間的對(duì)講及語(yǔ)音播報(bào)，通過(guò)車內(nèi)的LCD屏及LED屏顯示運(yùn)營(yíng)信息。系統(tǒng)可與地面乘客信息系統(tǒng)進(jìn)行交互。

地面乘客信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)車站、停車場(chǎng)/車輛段的乘客信息和運(yùn)營(yíng)信息的顯示，包括通過(guò)車站設(shè)置的信息顯示單元顯示車輛運(yùn)營(yíng)信息、廣告等；通過(guò)停車場(chǎng)/車輛段設(shè)置的顯示單元顯示車輛運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、維修計(jì)劃、派班計(jì)劃等信息。該系統(tǒng)可與車載乘客信息系統(tǒng)進(jìn)行交互。

2.1.3 廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)用于向乘客播報(bào)列車運(yùn)行以及安全、向?qū)Х?wù)等信息，向工作人員發(fā)布作業(yè)命令和通知。系統(tǒng)采用數(shù)字語(yǔ)音廣播技術(shù)，由中心級(jí)廣播和車站級(jí)廣播兩級(jí)廣播構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)車站、車輛段/停車場(chǎng)的語(yǔ)音播報(bào)，支持預(yù)錄制語(yǔ)音、實(shí)時(shí)語(yǔ)音播放并提供外部語(yǔ)音輸入接口，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的監(jiān)聽(tīng)和記錄功能。

2.1.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)為控制中心的調(diào)度員、車站值班員、司機(jī)等提供有關(guān)列車運(yùn)行、防災(zāi)救災(zāi)以及旅客疏導(dǎo)等方面的視覺(jué)信息。系統(tǒng)采用全高清視頻信號(hào)，支持實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、字符疊加、錄像存儲(chǔ)、回放及檢索等功能，同時(shí)可提供視頻調(diào)看接口，為各系統(tǒng)、各部門間的聯(lián)動(dòng)提供支持。

2.1.5 時(shí)鐘系統(tǒng)

時(shí)鐘系統(tǒng)為其他各系統(tǒng)提供精準(zhǔn)時(shí)鐘服務(wù)，系統(tǒng)通過(guò)接收北斗/GPS衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)或地面提供的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，向其他系統(tǒng)輸出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。

2.1.6 不間斷電源系統(tǒng)

不間斷電源系統(tǒng)用于在主電源故障（中斷或發(fā)生超限波動(dòng)）的情況下，為重要設(shè)備提供臨時(shí)供電電源，保障用電設(shè)備在一定時(shí)間（通常為2 h）內(nèi)仍能正常工作，等待主電源恢復(fù)正常。系統(tǒng)可連續(xù)不斷地為用電設(shè)備提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的電源，具有輸出過(guò)流及短路保護(hù)功能，同時(shí)提供故障監(jiān)測(cè)功能，并提供對(duì)外通信接口。

2.2 信號(hào)系統(tǒng)

信號(hào)系統(tǒng)是保證智軌電車運(yùn)行安全、實(shí)現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行現(xiàn)代化、提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備，主要包括調(diào)度管理系統(tǒng)、車載信號(hào)系統(tǒng)及現(xiàn)地控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。

2.2.1 調(diào)度管理系統(tǒng)

調(diào)度管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)智軌電車的運(yùn)營(yíng)管理，支持單線路、線網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)管理，具有列車運(yùn)行監(jiān)視、實(shí)時(shí)運(yùn)行圖顯示、設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)視、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及報(bào)表展示、故障檢測(cè)及報(bào)警、系統(tǒng)運(yùn)行及操作日志記錄、時(shí)鐘同步等功能。系統(tǒng)能夠與車輛、車站設(shè)備、車輛段/停車場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行高效互通，不僅可保障調(diào)度人員及時(shí)地掌握運(yùn)營(yíng)相關(guān)信息，如車輛狀態(tài)、站臺(tái)門開/關(guān)情況、路口優(yōu)先情況等信息，同時(shí)還可為調(diào)度人員提供緊急情況下的應(yīng)急處理功能，如人流激增情況下的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃調(diào)整、火災(zāi)情況下的站臺(tái)疏散信息播報(bào)與顯示等，大大降低了調(diào)度人員的工作強(qiáng)度。

2.2.2 車載信號(hào)系統(tǒng)

車載信號(hào)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)與運(yùn)營(yíng)管理強(qiáng)相關(guān)的車載功能，主要包括車輛工況檢測(cè)、車輛實(shí)時(shí)定位、安全防護(hù)、車地實(shí)時(shí)通信、路口/虛擬岔區(qū)的通行提示、設(shè)備自診斷及輔助駕駛信息提示等。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)行狀態(tài)，并在異常情況（如車輛闖紅燈、冒進(jìn)冒出車站、超速、不滿足行車條件下的異常動(dòng)車等）下實(shí)施安全防護(hù)；可通過(guò)人機(jī)交互單元，顯示運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、前方到站信息、前方路口/虛擬岔區(qū)信息、早晚點(diǎn)信息等內(nèi)容，為司機(jī)駕駛提供豐富的提示信息，從而降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障行車安全。

2.2.3 現(xiàn)地控制系統(tǒng)

現(xiàn)地控制系統(tǒng)作為信號(hào)系統(tǒng)的前端設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)管理功能的邊緣控制，簡(jiǎn)化通信信號(hào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為“中心級(jí)+站級(jí)”兩級(jí)結(jié)構(gòu)，便于運(yùn)營(yíng)管理及維護(hù)?，F(xiàn)地控制系統(tǒng)功能主要包括3部分：

（1）路口信號(hào)優(yōu)先。其負(fù)責(zé)系統(tǒng)與車載信號(hào)系統(tǒng)、道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)的接口，包括車載信號(hào)系統(tǒng)優(yōu)先請(qǐng)求的發(fā)送、道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)優(yōu)先響應(yīng)信息的傳輸、交通信號(hào)燈燈色信息的發(fā)送等，實(shí)現(xiàn)智軌電車在交叉路口的優(yōu)先通行。

（2）虛擬岔區(qū)控制。其負(fù)責(zé)智軌電車在虛擬岔區(qū)的安全通行，支持以中心自動(dòng)、車輛自動(dòng)、車輛人工、現(xiàn)地控制等多種方式實(shí)現(xiàn)車輛的通過(guò)。對(duì)于有沖突的區(qū)域，系統(tǒng)保證僅允許一輛車通行；同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛在虛擬岔區(qū)的通行過(guò)程，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，立即封鎖虛擬岔區(qū)，發(fā)出禁行信號(hào)。

（3）車站機(jī)電設(shè)備管理。其負(fù)責(zé)車站所有機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理，如站臺(tái)門的監(jiān)控、車站廣播的播報(bào)及車站乘客信息的顯示等。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 定位技術(shù)

智軌電車良好的運(yùn)營(yíng)離不開對(duì)車輛位置的準(zhǔn)確檢測(cè)，針對(duì)智軌電車路面行駛的特點(diǎn)進(jìn)行合適定位手段的選擇將關(guān)系到智軌電車的安全運(yùn)行。受安裝環(huán)境的限制，智軌電車在城市路面行駛時(shí)，無(wú)法像有軌電車一樣采用在地面設(shè)置軌道電路、計(jì)軸、信標(biāo)等設(shè)備的定位方式，需要考慮其他定位方式。

速度傳感器是一種將速度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓脑O(shè)備，用于車輛時(shí)多采用霍爾式結(jié)構(gòu)?；魻査俣葌鞲衅魇且环N基于霍爾效應(yīng)的磁電傳感器，具有對(duì)磁場(chǎng)敏感度高、輸出信號(hào)穩(wěn)定、頻率響應(yīng)高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行積分處理，即可得出車輛行駛的里程信息；再結(jié)合智軌線路數(shù)據(jù)，即可確定車輛在線路上的相對(duì)位置。該方式存在起始點(diǎn)校準(zhǔn)不便、累計(jì)誤差較大等問(wèn)題。

GPS/BDS是一種衛(wèi)星定位技術(shù)，其定位原理是地面接收機(jī)不停地接收衛(wèi)星信號(hào)（星歷信息、時(shí)間信息等），根據(jù)多顆衛(wèi)星（一般需要4顆及以上）的數(shù)據(jù)通過(guò)一定的計(jì)算方法得出接收機(jī)的坐標(biāo)信息。采用該方式進(jìn)行車輛位置檢測(cè)時(shí)，只需在智軌電車上設(shè)置車載終端和配套天線即可，部署過(guò)程簡(jiǎn)單。為提高定位精度，GPS/BDS定位可采用差分技術(shù)(定位精度達(dá)厘米級(jí))，但該方式存在受天氣、周邊建筑物尺寸等因素影響大的問(wèn)題。

感應(yīng)環(huán)線是一種通過(guò)在路面埋設(shè)由特定線纜繞成的環(huán)線來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛與地面設(shè)備雙向無(wú)線通信的定位技術(shù)。感應(yīng)環(huán)線外觀類似于地感線圈。不同的是，地感線圈利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)車輛的檢測(cè)，只能檢測(cè)到地感線圈上有車或沒(méi)車；而感應(yīng)環(huán)線此外還可以實(shí)現(xiàn)車地雙向通信。該方式存在工程施工量大、維護(hù)成本高等問(wèn)題[3]。

射頻識(shí)別（radio frequency identi fi cation，RFID）定位是利用無(wú)線電信號(hào)通過(guò)非接觸模式的識(shí)別和讀寫方式獲得位置信息的技術(shù)，它可以在短時(shí)間（通常為毫秒級(jí)）內(nèi)，對(duì)位置信息做出誤差較?。ㄍǔ槔迕准?jí)）的定位。該方式存在定位范圍小、安全性不夠強(qiáng)等問(wèn)題。

綜合考慮精度、工程量、維護(hù)等因素，推薦采用“速度傳感器+衛(wèi)星定位”的定位方式，同時(shí)也可以在線路特定位置增加環(huán)線或RFID標(biāo)簽，用于位置校準(zhǔn)。

3.2 通信技術(shù)

ART單條線路長(zhǎng)度一般為十幾公里，在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，各機(jī)電系統(tǒng)間的信息傳輸需要高效、及時(shí)。特別是車地通信，涉及到傳輸列車控制信號(hào)、車載視頻、視頻廣告及運(yùn)營(yíng)信息等業(yè)務(wù)，需要采用傳輸寬帶穩(wěn)定、延時(shí)低和抗干擾性能強(qiáng)的無(wú)線通信技術(shù)。

Tetra是一種數(shù)字集群通信系統(tǒng)，可在同一技術(shù)平臺(tái)上提供指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸和電話服務(wù)，但單用戶數(shù)據(jù)傳輸速率僅7.2 kb/s。系統(tǒng)具有兼容性強(qiáng)、開放性好、頻譜利用率高和保密功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且不依賴于核心網(wǎng)的單站集群技術(shù)，可為極端情況下的應(yīng)急通信提供保障[4]。

WiFi是一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）的技術(shù)，通常使用2.4 GHz UHF或5 GHz SHF ISM 射頻頻段，單個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋半徑可達(dá)200 m，傳輸速率可達(dá)54 Mb/s，設(shè)備的接入可設(shè)置密碼保護(hù)。該方式由于工作在公開頻段，存在易受外界干擾的問(wèn)題[5]。

LTE(long term evolution)是無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用OFDM和MIMO技術(shù)、端到端加密技術(shù)，同時(shí)具有QoS保障機(jī)制，可在20 MHz頻譜帶寬下提供下行100 Mb/s與上行50 Mb/s的峰值速率。LTE-M作為L(zhǎng)TE技術(shù)在地鐵行業(yè)領(lǐng)域的針對(duì)性應(yīng)用，越區(qū)切換造成的通信延時(shí)不超過(guò)150 ms的概率不小于98%，并可有效保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，目前已在全?guó)多條軌道交通線路上使用[6]。

綜合考慮無(wú)線覆蓋范圍、通信速率及抗干擾等因素，ART車地?zé)o線通信推薦采用LTE技術(shù)，搭建覆蓋全線的LTE覆蓋網(wǎng)絡(luò)。

3.3 信號(hào)優(yōu)先技術(shù)

路口信號(hào)優(yōu)先是指實(shí)現(xiàn)智軌電車在交叉路口處的優(yōu)先通行，需要重點(diǎn)考慮“允許通行信息”的顯示方式[7]、車輛優(yōu)先請(qǐng)求信息的發(fā)送時(shí)機(jī)、路口信號(hào)優(yōu)先策略等。

對(duì)于“允許通行信息”的顯示，宜在交叉路口處設(shè)置專用信號(hào)燈。專用信號(hào)燈的制式和燈色可參考交通信號(hào)燈的標(biāo)準(zhǔn)要求，但顯示樣式需與常規(guī)交通信號(hào)燈的進(jìn)行區(qū)分。

對(duì)于車輛優(yōu)先請(qǐng)求信息的發(fā)送時(shí)機(jī)，智軌電車需要在路口附近合適的位置發(fā)送優(yōu)先請(qǐng)求。申請(qǐng)過(guò)早，會(huì)造成路口綠燈時(shí)間的浪費(fèi)；申請(qǐng)過(guò)晚，則會(huì)導(dǎo)致智軌電車無(wú)法在路口獲得及時(shí)的優(yōu)先權(quán)?？煽紤]設(shè)置5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)：

（1）優(yōu)先檢測(cè)點(diǎn)，用于確定何時(shí)發(fā)送優(yōu)先請(qǐng)求，該位置根據(jù)道路交通信號(hào)控制機(jī)的響應(yīng)時(shí)間、車輛動(dòng)力性能、車速等因素確定。

（2）制動(dòng)提醒檢測(cè)點(diǎn)，用于提醒司機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。

（3）強(qiáng)制制動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)，用于觸發(fā)車輛的強(qiáng)制制動(dòng)。

（4）進(jìn)入檢測(cè)點(diǎn)，用于檢測(cè)車輛是否進(jìn)入路口。

（5）離去檢測(cè)點(diǎn)，用于檢測(cè)車輛是否駛離路口。

信號(hào)優(yōu)先策略推薦采用主動(dòng)優(yōu)先策略[8]。主動(dòng)優(yōu)先需要檢測(cè)被優(yōu)先對(duì)象，根據(jù)檢測(cè)到的車輛信息調(diào)整路口的交通配時(shí)，給予被優(yōu)先對(duì)象在路口的優(yōu)先通行權(quán)。主動(dòng)優(yōu)先根據(jù)優(yōu)先級(jí)別的不同，又可以分為絕對(duì)優(yōu)先和相對(duì)優(yōu)先[9-10]。絕對(duì)優(yōu)先是指保證被優(yōu)先對(duì)象到達(dá)路口時(shí)獲得綠燈而順利通過(guò)路口的優(yōu)先方式。該方式很可能造成某個(gè)交通信號(hào)燈剛亮綠燈就變成紅燈的情況，對(duì)其他方向的交通影響較大，一般多用于特種車輛的優(yōu)先，如消防車、救護(hù)車等。相對(duì)優(yōu)先是指在保證交叉路口整體通行效率的前提下為被優(yōu)先對(duì)象提供優(yōu)先通行權(quán)。該方式會(huì)綜合分析交叉口交通情況，根據(jù)設(shè)定的優(yōu)先條件，決定是否給予被優(yōu)先對(duì)象優(yōu)先通行權(quán)，對(duì)于路口交通影響較小。實(shí)際使用中，選擇主動(dòng)優(yōu)先還是被動(dòng)優(yōu)先，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)線路走向、交通流、運(yùn)營(yíng)速度等因素綜合考慮后選擇。另外應(yīng)考慮在給予智軌車輛優(yōu)先通行后，對(duì)其他交通參與者給予補(bǔ)償；此外，應(yīng)同時(shí)考慮智軌電車發(fā)車頻率，當(dāng)發(fā)車頻率較大時(shí)，可適當(dāng)降低智軌電車的優(yōu)先等級(jí)。

3.4 系統(tǒng)集成技術(shù)

通信信號(hào)系統(tǒng)不僅僅是各單獨(dú)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單相加，而應(yīng)從運(yùn)營(yíng)需求出發(fā)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)任務(wù)為目標(biāo)，利用技術(shù)手段融合各子系統(tǒng)，形成一體化的通信信號(hào)系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，需要關(guān)注以下內(nèi)容：

（1）靈活調(diào)度。智軌電車的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃應(yīng)根據(jù)車輛狀態(tài)、客流及司乘人員情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。比如客流激增時(shí)，應(yīng)增加發(fā)車計(jì)劃；出現(xiàn)車輛異常無(wú)法繼續(xù)載客運(yùn)營(yíng)時(shí)，需要及時(shí)安排故障車輛下線并調(diào)整運(yùn)營(yíng)計(jì)劃。

（2）信息的及時(shí)發(fā)布。在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，一旦出現(xiàn)與車輛運(yùn)營(yíng)有關(guān)的信息變化時(shí)，需要第一時(shí)間將相關(guān)信息通知受眾(乘客/運(yùn)營(yíng)人員)，信息發(fā)送的形式可以是文字、圖片和視頻等。

（3）應(yīng)急預(yù)案。對(duì)于運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的緊急情況，應(yīng)通過(guò)技術(shù)手段提前設(shè)定預(yù)案，提高對(duì)緊急事件的應(yīng)對(duì)能力。比如，當(dāng)線路出現(xiàn)擁堵時(shí)，自動(dòng)調(diào)整發(fā)車計(jì)劃；當(dāng)車站出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，自動(dòng)播報(bào)火災(zāi)語(yǔ)音信息，打開站臺(tái)閘機(jī)并禁止車輛駛?cè)胲囌镜取?/p>

4 結(jié)語(yǔ)

本文從運(yùn)營(yíng)需求的角度出發(fā)，梳理了通信信號(hào)系統(tǒng)所需的基本功能，介紹了通信信號(hào)系統(tǒng)的構(gòu)成及各子系統(tǒng)的功能，并對(duì)需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)進(jìn)行了介紹。本文提出的通信信號(hào)系統(tǒng)方案已在宜賓智軌T1線上取得應(yīng)用。宜賓智軌T1線全長(zhǎng)約17 km，優(yōu)先路口數(shù)量達(dá)34個(gè)。該線路自2019年6月10日載客試運(yùn)行以來(lái),智軌電車每日運(yùn)行達(dá)13 h，發(fā)車間隔15 min，智軌電車的平均旅行速度達(dá)27 km/h，通信信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行良好，為ART的高效運(yùn)營(yíng)提供了強(qiáng)力支持。為進(jìn)一步完善通信信號(hào)系統(tǒng)，后續(xù)需要在以下方面繼續(xù)深入研究：

（1）提高設(shè)備的集成度[11]。從精簡(jiǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、方便維護(hù)的角度出發(fā)，需要進(jìn)一步提高通信信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的集成度。具體來(lái)說(shuō)，包括借助虛擬化技術(shù)，通過(guò)搭建云平臺(tái)，精簡(jiǎn)指揮中心的硬件設(shè)備；通過(guò)集成車站各系統(tǒng)的控制設(shè)備，打造“站級(jí)控制中心”,為智能車站、邊緣計(jì)算提供支持。

（2）完善故障診斷、預(yù)警功能。通信信號(hào)系統(tǒng)涵蓋運(yùn)營(yíng)相關(guān)的各個(gè)方面，相關(guān)設(shè)備正常工作與否關(guān)系到ART是否可以正常運(yùn)營(yíng)，一旦出現(xiàn)故障，需要第一時(shí)間定位并及時(shí)處理。由于所涉及的系統(tǒng)和設(shè)備多，控制邏輯復(fù)雜，宜借助利用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)故障的智能定位。通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)分析各設(shè)備的工作狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，變故障后的處理為故障前的預(yù)警，進(jìn)一步提高智軌運(yùn)營(yíng)效率。

（3）提升運(yùn)營(yíng)智能化水平[12]。進(jìn)一步研究如何通過(guò)技術(shù)手段來(lái)降低司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高系統(tǒng)的智能化水平，如可加入視頻智能識(shí)別功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如車門、路口/虛擬岔區(qū)等危險(xiǎn)位置、危險(xiǎn)行為、危險(xiǎn)物體的識(shí)別，提升安全運(yùn)營(yíng)能力； 通過(guò)引入語(yǔ)音交互技術(shù)，為調(diào)度人員、司機(jī)提供便捷的信息交互手段，提高工作效率。

（4）互聯(lián)互通[13]。智軌電車作為城市道路交通的一種方式，需要加強(qiáng)與道路交通管理部門、公交或地鐵、道路基礎(chǔ)設(shè)施的對(duì)接，加強(qiáng)信息共享，提高聯(lián)動(dòng)效率，進(jìn)而提高城市交通整體運(yùn)輸能力。