概念:两条直线轨道在同一平面上相交所形成的
区域叫交叉。
信号控制交叉口通行能力计算方法研究综述
交叉口是道路交通的咽喉,其通行能力直接影响整个交通网络的承载能力。正确地分析确定交叉口的通行能力,据此设计或改建交叉口,对于提高交叉口的通行能力,改善交叉口的交通条件,具有重要意义,也是交通领域研究的核心内容之一。
通过对各国
道路交叉口通行能力研究文献的分析,特别总结了以往在“信号控制交叉口通行能力”相关领域的 研究成果。由于饱和流率和有效绿信比是通行能力计算的2个最关键的参数,因此重点以这2个关键参数的相关研究为主线进行综述。同时结合交通领域相关研究的发展,对未来道路交叉口通行能力研究的发展方向进行展望。
计算方法
信号控制交叉口通行能力的计算方法主要有以下4种:①饱和流率法;②停止线法;③停车线法;④冲突点法。其中,除冲突点法主要应用于许可型左转相位条件下的信号控制交叉口,其余3种方法均能普遍适用于一般的信号控制交叉口。饱和流率法是美国的HCM中推荐的方法,该方法基于车道组定义。饱和流率法是计算信号控制交叉口通行能力的主流方法,饱和流率和有效绿信比是其2项关键参数。
饱和流率确定方法
饱和流率一般可通过实测或模型计算得到。
1 饱和流率的实测方法:主要包括以下3种:
(1)车头时距法:该方法首先记录各排队车辆通过停止线的车头时距,然后剔除最初几辆车的数据以避免
绿初损失时间的影响,最后取平均车头时距的倒数即为饱和流率。
(2)
回归分析法:通过测量得到绿灯时间内各时刻累计通过交叉口车辆数,经线性回归拟合,其斜率即为饱和流率。
(3)TRRL法:该方法将绿灯时间分为3个阶段,通过计算中间阶段通过的车辆数与持续时间之比,得到饱和流率。
2 饱和流率的模型计算
(1) 模型形式:早期饱和流率计算模型主要有3种形式:乘法模型、加法模型和倒数模型。
(2) 基本饱和流率:随着车辆性能的不断提高,基本饱和流率呈现不断增大的变化趋势。
(3) 饱和流率修正参数:饱和流率的修正参数是信号交叉口通行能力研究的重点,主要涉及交叉口的道路条件、交通条件和信号控制条件。具体包括以下影响因素:
(1)车道宽度影响;(2)车型影响;(3)公交停靠站影响;(4)驾驶人行为影响;(5)车道利用影响;(6)短车道影响;(7)行人和非机动车影响;(8)左转交通影响;(9)右转交通影响;(10)进出交通影响;(11)交织区影响;(12)气候、照明条件影响;(13)智能交通的影响。
有效绿信比确定方法
有效绿信比为
有效绿灯时间与周期时长的比值,是饱和流率法计算信号交叉口通行能力中的又一项重要内容。下面针对定时和感应2种信号控制类型,介绍其有效绿信比的确定方法。
1 定时控制:当交叉口采用定时信号控制(定周期、定相位相序)时,若不考虑损失时间的变化,有效绿信比则是一个确定的值。
2 感应控制:由于感应信号控制交叉口的信号配时方案可根据交通情况的变化而改变,周期长度并不固定,同时各相位的绿灯时间相互依赖。因此无法由模型直接确定平均周期时长和绿灯时长。
研究发展方向展望
随着对通行能力内涵及其影响因素认识的逐渐深入,以及智能交通技术、车辆技术和运行环境等的变化与发展,虽然历经100多年的研究,通行能力的科学计算以及不同用途通行能力的计算,仍然是 一个热点问题。
城市公共基础设施经济效益评价
城市
公共基础设施经济效益反映了投入与产出之间的对比关系,是衡量运营效果的重要指标。运用基于二次目标函数的 DEA 交叉效率模型,对中国 35 个大中城市 2012 年公共基础设施经济效益状况进行了评价和分析。结果表明,35 个大中城市公共基础设施经济效益整体状况并不乐观,且呈现出由东南沿海向西北内地效益递减的特征;进一步基于投入规模的聚类分析表明: 城市公共基础设施经济效益与投入规模并不成正比。
城市公共基础设施经济效益评价指标体系构建
将城市公共基础设施分为六个子系统,包括城市能源动力系统、城市水资源和供排水系统、城市道路交通系统、
城市邮电通信系统、城市生态环境系统和城市防减灾系统,各系统之间相互影响和相互作用,共同构成城市公共基础设施的复杂系统。
经济效益评价
( 一) 样本的选取与数据来源
利用 35 个城市 2012 年的横截面数据来考察其经济效益状况。相关指标数据取自《2013 中国城市统计年 鉴》、《中国城市建设统计年鉴2012年》以及相关城市 2012 年国民经济和社会发展统计公报。
( 二) 中国 35 个大中城市
公共基础设施经济效益评价结果分析
选取中国 35 个大中城市 2012 年相关指标数据,同时运用三种 DEA 交叉效率模型对城市公共基础设施经济效益状况进行了评价,之所以同时运用三种模型分别求解,一方面,通过以往的研究经验证明,三种模型的评价结果存在显著一致性,不会对结果的分析造成实质性影响; 另一 方面,利用三组评价结果相互印证,可以强化评价结果的可信性和科学性。
1. DEA 交叉效率模型与 CCR 模型评价结果的对比分析
运用 CCR 模型所产生的评价结果中出现了14个城市均为DEA有效的情况,其他城市表现为DEA无效。
2. 三种 DEA 交叉效率模型评价结果的一致性检验
很明显,尽管大多数决策单元在三种模型评价结果中的排序是相同的,但仍存在少数决策单元三种排序不相同的情况。
3. 中国 35 个大中城市公共基础设施经济效益状况的分类描述
进一步,根据三组 DEA 交叉效率模型的评价结果将中国 35 个大中城市公共基础设施经济效益状况划分为优秀、良好、一般、较差和很差五种类别。
( 三) 进一步的讨论
CCR 模型的一个优势在于,其可以通过投影分析,为非 DEA 有效单元转变为 DEA 有效单元提供改进方案: 非 DEA 有效单元的改进目标是 DEA有效单元的线性组合。
结论及对策建议
基于投入规模的聚类分析表明,城市公共基础设施的投入产出效率并不必然与投入规模成正比;对于具有相似投入规模的城市而言,以标杆城市为目标调整公共基础设施投入结构将有助于总产出的提高。提出如下对策建议:
( 一) 城市公共基础设施的区域协调发展
公共基础设施的规划和建设基本是以城市为单位,各城市公共基础设施自成系统,为城市发展提供条件。但是,对于特定经济区域内的若干城市而言,采取公共基础设施协同发展的策略将有助于区域总产出的提高。
( 二) 城市公共基础设施投入结构调整
城市公共基础设施经济效益总体状况并不理想,并没有达到最佳的投入产出状态,说明各城市在公共基础设施方面存在不同程度的投入冗余和产出不足情况。只有对当前的投入产出关系进行调整,才能提高其利用效益。
( 三) 城市公共基础设施投入的政策倾斜
研究表明,城市公共基础设施经济效益状况与城市的经济发展水平密切相关。国家的政策倾斜将有助于西北内地公共基础设施的发展,从而变负向循环为正向循环,起到提振内地经济、缩小区域差距的目的。
( 四) 城市公共基础设施建设与运营的标杆管理
标杆管理的实质是寻找同类决策单元中的最佳范例,以此为基准通过比较、判断、分析,从而找到自我改进的途径和方法。
局部放电在线监测和定位
电力电缆在正常运行时会因受到电、热、机械和环境等应力的影响以及安装和维修留下的缺陷而导致电缆出现绝缘劣化。电缆绝缘劣化通常会导致局部放电(简称局放,PD)的产生,而局放反过来又会加剧电缆绝缘材料的劣化,进而缩短电缆寿命。通过对电缆局放的监测,不仅可以发现电缆早期故障,而且可以为电缆的维护与更换提供依据,从而减少计划外的停电事故。
为了解决问题,通过研究脉冲信号在
电缆接头和交叉互联连接线中传播时的传输特性,即衰减特性和耦合效应,提出了1 个可实现交叉互联高压电缆系统中局放源定位的模型。给出了1 套交叉互联电缆局放定位的规则。
脉冲在交叉互联高压电缆系统中的传播
1 交叉互联高压电缆系统的局放监测
局放传感器可以被安装在交叉互联高压电缆系统的中间接头和终端处。有4 个地方可供安装传感器,为了得到较经济的局放监测和定位系统,局放传感器的最佳安装方案为安装6 个传感器。
2 脉冲在交叉互联高压电缆系统中传播
交叉互联电缆系统的参数取决于高压电缆和交叉互联连接线的物理参数和接地电阻等。
交叉互联电缆系统的局放定位知识规则
通过对局放在交叉互联高压电缆系统中传播的研究,当局放源位于不同位置时,安装在交叉互联箱侧的高频
电流传感器测出的局放信号具有不同的幅值和极性特性。这一特点可用于交叉互联电缆系统的局放监测和定位,且可用来制定局放传感器在其他更复杂的系统中的最优安装方法。
结论
交叉互联
高压电缆在线监测系统通常将高频电流传感器安装在电缆的接头或终端处的交叉互联连接线上。所以通过高频电流传感器测量的信号将包括三相电缆屏蔽层中的所有信号。当局放在高压电缆的接头和交叉互联连接线中传播时,其耦合效应使得很难确定局放信号来源于哪1 相电缆。
1)基于 1 个实际的交叉互联电缆系统建立的模型已被用于研究局放在交叉互联系统中的传播情况。运用通过实验得出的局放传播特性来分析不同局放源产生的局放如何在交叉互联系统中传播。
2)提出了用于局放监测和定位的 1 套局放传感器的最佳安装方案,即将传感器安装于交叉互联箱侧的交叉互联连接线上。
3)研究得出的 1 套规则可用来确定局放信号产生于系统中的具体相别、段位的电缆,因为不同位置的局放源产生的局放信号通过传感器测得的信号有独一的极性和幅值关系。