基本介紹
- 中文名：交叉
- 外文名：cross connection
- 類型：交通工程
信號控制交叉口通行能力計算方法研究綜述,計算方法,飽和流率確定方法,有效綠信比確定方法,研究發展方向展望,城市公共基礎設施經濟效益評價,城市公共基礎設施經濟效益評價指標體系構建,經濟效益評價,結論及對策建議,局部放電線上監測和定位,脈衝在交叉互聯高壓電纜系統中的傳播,交叉互聯電纜系統的局放定位知識規則,結論,
信號控制交叉口通行能力計算方法研究綜述
交叉口是道路交通的咽喉，其通行能力直接影響整個交通網路的承載能力。正確地分析確定交叉口的通行能力，據此設計或改建交叉口，對於提高交叉口的通行能力，改善交叉口的交通條件，具有重要意義，也是交通領域研究的核心內容之一。
通過對各國道路交叉口通行能力研究文獻的分析，特別總結了以往在“信號控制交叉口通行能力”相關領域的 研究成果。由於飽和流率和有效綠信比是通行能力計算的2個最關鍵的參數，因此重點以這2個關鍵參數的相關研究為主線進行綜述。同時結合交通領域相關研究的發展，對未來道路交叉口通行能力研究的發展方向進行展望。
計算方法
信號控制交叉口通行能力的計算方法主要有以下4種：①飽和流率法；②停止線法；③停車線法；④衝突點法。其中，除衝突點法主要套用於許可型左轉相位條件下的信號控制交叉口，其餘3種方法均能普遍適用於一般的信號控制交叉口。飽和流率法是美國的HCM中推薦的方法，該方法基於車道組定義。飽和流率法是計算信號控制交叉口通行能力的主流方法，飽和流率和有效綠信比是其2項關鍵參數。
飽和流率確定方法
飽和流率一般可通過實測或模型計算得到。
1 飽和流率的實測方法：主要包括以下3種：
（1）車頭時距法：該方法首先記錄各排隊車輛通過停止線的車頭時距，然後剔除最初幾輛車的數據以避免 綠初損失時間的影響，最後取平均車頭時距的倒數即為飽和流率。
（2）回歸分析法：通過測量得到綠燈時間內各時刻累計通過交叉口車輛數，經線性回歸擬合，其斜率即為飽和流率。
（3）TRRL法：該方法將綠燈時間分為3個階段，通過計算中間階段通過的車輛數與持續時間之比，得到飽和流率。
2 飽和流率的模型計算
（1） 模型形式：早期飽和流率計算模型主要有3種形式：乘法模型、加法模型和倒數模型。
（2） 基本飽和流率：隨著車輛性能的不斷提高，基本飽和流率呈現不斷增大的變化趨勢。
（3） 飽和流率修正參數：飽和流率的修正參數是信號交叉口通行能力研究的重點，主要涉及交叉口的道路條件、交通條件和信號控制條件。具體包括以下影響因素：
（1）車道寬度影響；（2）車型影響；（3）公交停靠站影響；（4）駕駛人行為影響；（5）車道利用影響；（6）短車道影響；（7）行人和非機動車影響；（8）左轉交通影響；（9）右轉交通影響；（10）進出交通影響；（11）交織區影響；（12）氣候、照明條件影響；（13）智慧型交通的影響。
有效綠信比確定方法
有效綠信比為有效綠燈時間與周期時長的比值，是飽和流率法計算信號交叉口通行能力中的又一項重要內容。下面針對定時和感應2種信號控制類型，介紹其有效綠信比的確定方法。
1 定時控制：當交叉口採用定時信號控制（定周期、定相位相序）時，若不考慮損失時間的變化，有效綠信比則是一個確定的值。
2 感應控制：由於感應信號控制交叉口的信號配時方案可根據交通情況的變化而改變，周期長度並不固定，同時各相位的綠燈時間相互依賴。因此無法由模型直接確定平均周期時長和綠燈時長。
研究發展方向展望
隨著對通行能力內涵及其影響因素認識的逐漸深入，以及智慧型交通技術、車輛技術和運行環境等的變化與發展，雖然歷經100多年的研究，通行能力的科學計算以及不同用途通行能力的計算，仍然是 一個熱點問題。
城市公共基礎設施經濟效益評價
城市公共基礎設施經濟效益反映了投入與產出之間的對比關係，是衡量運營效果的重要指標。運用基於二次目標函式的 DEA 交叉效率模型，對中國 35 個大中城市 2012 年公共基礎設施經濟效益狀況進行了評價和分析。結果表明，35 個大中城市公共基礎設施經濟效益整體狀況並不樂觀，且呈現出由東南沿海向西北內地效益遞減的特徵；進一步基於投入規模的聚類分析表明： 城市公共基礎設施經濟效益與投入規模並不成正比。
城市公共基礎設施經濟效益評價指標體系構建
將城市公共基礎設施分為六個子系統，包括城市能源動力系統、城市水資源和供排水系統、城市道路交通系統、城市郵電通信系統、城市生態環境系統和城市防減災系統，各系統之間相互影響和相互作用，共同構成城市公共基礎設施的複雜系統。
經濟效益評價
( 一) 樣本的選取與數據來源
利用 35 個城市 2012 年的橫截面數據來考察其經濟效益狀況。相關指標數據取自《2013 中國城市統計年 鑒》、《中國城市建設統計年鑑2012年》以及相關城市 2012 年國民經濟和社會發展統計公報。
( 二) 中國 35 個大中城市公共基礎設施經濟效益評價結果分析
選取中國 35 個大中城市 2012 年相關指標數據，同時運用三種 DEA 交叉效率模型對城市公共基礎設施經濟效益狀況進行了評價，之所以同時運用三種模型分別求解，一方面，通過以往的研究經驗證明，三種模型的評價結果存在顯著一致性，不會對結果的分析造成實質性影響； 另一 方面，利用三組評價結果相互印證，可以強化評價結果的可信性和科學性。
1． DEA 交叉效率模型與 CCR 模型評價結果的對比分析
運用 CCR 模型所產生的評價結果中出現了14個城市均為DEA有效的情況，其他城市表現為DEA無效。
2． 三種 DEA 交叉效率模型評價結果的一致性檢驗
很明顯，儘管大多數決策單元在三種模型評價結果中的排序是相同的，但仍存在少數決策單元三種排序不相同的情況。
3． 中國 35 個大中城市公共基礎設施經濟效益狀況的分類描述
進一步，根據三組 DEA 交叉效率模型的評價結果將中國 35 個大中城市公共基礎設施經濟效益狀況劃分為優秀、良好、一般、較差和很差五種類別。
( 三) 進一步的討論
CCR 模型的一個優勢在於，其可以通過投影分析，為非 DEA 有效單元轉變為 DEA 有效單元提供改進方案： 非 DEA 有效單元的改進目標是 DEA有效單元的線性組合。
結論及對策建議
基於投入規模的聚類分析表明，城市公共基礎設施的投入產出效率並不必然與投入規模成正比；對於具有相似投入規模的城市而言，以標桿城市為目標調整公共基礎設施投入結構將有助於總產出的提高。提出如下對策建議：
( 一) 城市公共基礎設施的區域協調發展
公共基礎設施的規劃和建設基本是以城市為單位，各城市公共基礎設施自成系統，為城市發展提供條件。但是，對於特定經濟區域內的若干城市而言，採取公共基礎設施協同發展的策略將有助於區域總產出的提高。
( 二) 城市公共基礎設施投入結構調整
城市公共基礎設施經濟效益總體狀況並不理想，並沒有達到最佳的投入產出狀態，說明各城市在公共基礎設施方面存在不同程度的投入冗餘和產出不足情況。只有對當前的投入產出關係進行調整，才能提高其利用效益。
( 三) 城市公共基礎設施投入的政策傾斜
研究表明，城市公共基礎設施經濟效益狀況與城市的經濟發展水平密切相關。國家的政策傾斜將有助於西北內地公共基礎設施的發展，從而變負向循環為正向循環，起到提振內地經濟、縮小區域差距的目的。
( 四) 城市公共基礎設施建設與運營的標桿管理
標桿管理的實質是尋找同類決策單元中的最佳範例，以此為基準通過比較、判斷、分析，從而找到自我改進的途徑和方法。
局部放電線上監測和定位
電力電纜在正常運行時會因受到電、熱、機械和環境等應力的影響以及安裝和維修留下的缺陷而導致電纜出現絕緣劣化。電纜絕緣劣化通常會導致局部放電(簡稱局放，PD)的產生，而局放反過來又會加劇電纜絕緣材料的劣化，進而縮短電纜壽命。通過對電纜局放的監測，不僅可以發現電纜早期故障，而且可以為電纜的維護與更換提供依據，從而減少計畫外的停電事故。
為了解決問題，通過研究脈衝信號在電纜接頭和交叉互聯連線線中傳播時的傳輸特性，即衰減特性和耦合效應，提出了1 個可實現交叉互聯高壓電纜系統中局放源定位的模型。給出了1 套交叉互聯電纜局放定位的規則。
脈衝在交叉互聯高壓電纜系統中的傳播
1 交叉互聯高壓電纜系統的局放監測
局放感測器可以被安裝在交叉互聯高壓電纜系統的中間接頭和終端處。有4 個地方可供安裝感測器，為了得到較經濟的局放監測和定位系統，局放感測器的最佳安裝方案為安裝6 個感測器。
2 脈衝在交叉互聯高壓電纜系統中傳播
交叉互聯電纜系統的參數取決於高壓電纜和交叉互聯連線線的物理參數和接地電阻等。
交叉互聯電纜系統的局放定位知識規則
通過對局放在交叉互聯高壓電纜系統中傳播的研究，當局放源位於不同位置時，安裝在交叉互聯箱側的高頻電流感測器測出的局放信號具有不同的幅值和極性特性。這一特點可用於交叉互聯電纜系統的局放監測和定位，且可用來制定局放感測器在其他更複雜的系統中的最優安裝方法。
結論
交叉互聯高壓電纜線上監測系統通常將高頻電流感測器安裝在電纜的接頭或終端處的交叉互聯連線線上。所以通過高頻電流感測器測量的信號將包括三相電纜禁止層中的所有信號。當局放在高壓電纜的接頭和交叉互聯連線線中傳播時，其耦合效應使得很難確定局放信號來源於哪1 相電纜。
1）基於 1 個實際的交叉互聯電纜系統建立的模型已被用於研究局放在交叉互聯繫統中的傳播情況。運用通過實驗得出的局放傳播特性來分析不同局放源產生的局放如何在交叉互聯繫統中傳播。
2）提出了用於局放監測和定位的 1 套局放感測器的最佳安裝方案，即將感測器安裝於交叉互聯箱側的交叉互聯連線線上。
3）研究得出的 1 套規則可用來確定局放信號產生於系統中的具體相別、段位的電纜，因為不同位置的局放源產生的局放信號通過感測器測得的信號有獨一的極性和幅值關係。
