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基于遗传模拟退火算法的军用车辆调度问题研究

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基于遗传模拟退火算法的军用车辆调度问题研究

作者：马洪坤西华大学

学位级别：硕士

随着高新技术的发展,军队也在积极发生军事变革以适应当今信息化作战的要求,军事后勤保障在军事行动中的作用也日益凸显。武警部队作为我国内卫部队平时担负着各重要目标执勤、反恐怖袭击以及处置突发事件等任务,任务比较繁重,责任比较... 详细信息

随着高新技术的发展,军队也在积极发生军事变革以适应当今信息化作战的要求,军事后勤保障在军事行动中的作用也日益凸显。武警部队作为我国内卫部队平时担负着各重要目标执勤、反恐怖袭击以及处置突发事件等任务,任务比较繁重,责任比较重大,这就要求武警部队能够随时做到"拉得出,保到位",一有情况发生能够马上到达目的的进行处置。汽车运输最为武警部队的主要运输方式,平时承担着向各下级单位输送物资,处置突发事件时向各事件发生地输送人员、物资的任务,科学合理地安排车辆路线能够最大化地发挥汽车运输效能使部队快速、高效地输送到目的地。当前武警部队车辆调度方案还主要是由业务部门人员根据人工经验安排,因此会导致方案的随意性和不合理性,不利于部队后勤建设发展,因此如何科学、高效地安排车辆调度方案成为了武警部队后勤建设的重要课题。本文首先对军事物流概念、以及分类进行了详细介绍,分析了军事物流的固有特点并对一些常用的车辆调度优化算法优缺点进行了比较。对武警部队的保障模式进行了分析,平时主要是逐级保障,由上级军需仓库向各下属单位进行配送,处置突发事件时,团一级单位通常就是一个处置的个体,各团在上级机关的指挥下开赴各个事件发生地进行处置。根据平时和处置突发事件时保障方式的不同分别建立了平时有软时间窗的单车场车辆调度模型及处置突发事件时有单边硬时间窗多车场车辆调度模型。设计了遗传模拟退火算法对模型进行求解,针对遗传算法容易出现早熟收敛的缺点和模拟退火算法具有良好的爬山特性,将模拟退火算法的状态接受机制引入到遗传算法的选择和交叉操作中,使选择和交叉操作产生的子代与父代之间有竞争,并将种群中最优个体用模拟退火算法进行局部寻优,通过将模拟退火算法结合到遗传算法中大大提高了算法的全局搜索能力。将适应度进行了拉伸,用适应度的平方作为轮盘赌选择对象,使适应度大的个体被选中的概率加大,并用自适应策略调整交叉和变异概率,使算法的搜索性能得到了加强。最后通过算例用MATLAB软件编程求解,结果表明了本文遗传模拟退火算法的有效性和可行性,说明了本文研究的内容能够很好地应用于武警部队车辆调度问题。本文最后对全文工作进行了总结,指出了存在的不足和下一步研究内容。

关键词：军事物流武警部队车辆调度遗传模拟退火算法

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谷氨酸棒杆菌生产L-茶氨酸工程菌株的构建

谷氨酸棒杆菌生产L-茶氨酸工程菌株的构建

作者：马洪坤天津科技大学

学位级别：硕士

茶氨酸是茶叶中特有的游离氨基酸,广泛应用于食品、医药、保健等行业。茶氨酸现行的生产方法为提取法和酶法,工艺复杂、成本高;随着其市场容量的扩张,开发简单易行、低成本的生产方法具有重要的现实意义。本文以谷氨酸棒杆菌野生型菌株A... 详细信息

茶氨酸是茶叶中特有的游离氨基酸,广泛应用于食品、医药、保健等行业。茶氨酸现行的生产方法为提取法和酶法,工艺复杂、成本高;随着其市场容量的扩张,开发简单易行、低成本的生产方法具有重要的现实意义。本文以谷氨酸棒杆菌野生型菌株ATCC 13032和一株谷氨酸高产菌GDK-9出发,通过代谢工程手段构建出高产茶氨酸的工程菌株。并进行了发酵生产与产品分离提取方面的研究。有报道称甲基营养菌的γ-谷氨酰甲胺合成酶(GMAS),对乙胺的亲和性也较高,能够在消耗ATP的条件下催化谷氨酸和乙胺合成茶氨酸。本文选择来源于甲基营养菌Methylovorus mays、Methylobacterium extorquens、Methyloversatilis universalis、Methylocella silvestris的四种gmas基因,分别命名为gmas 、gmas 、gmas 和gmas;通过密码自优化后在ATCC 13032和GDK-9中表达。此时,谷氨酸棒杆菌细胞自身表达GMAS酶,同时合成前体物谷氨酸和实现ATP再生,只要在培养液中添加另一前体物乙胺即可合成茶氨酸。摇瓶发酵结果表明,除表达GMAS外,其他菌株均产生了高浓度的茶氨酸;过表达相同GMAS酶的GDK-9比ATCC 13032产生了更多的茶氨酸;过表达GMAS时两菌株的茶氨酸产量最高。进行了SDS-PAGE与GMAS酶活测定,结果显示GMAS活性最高,其次为GMAS和GMAS,GMAS以包涵体的形式存在;这与发酵结果相吻合。摇瓶实验结果显示两株谷氨酸棒杆菌培养液中均积累了一定浓度的谷氨酸,为了降低副产物谷氨酸的分泌,以及促进胞内茶氨酸的合城,敲除两菌株的谷氨酸输出蛋白Ncgl1221。摇瓶发酵结果表明,两株菌胞外谷氨酸的积累均大幅下降,推测发酵后期由于菌体裂解导致少量谷氨酸外流;敲除谷氨酸输出通道后,GDK-9茶氨酸产量显著提高。为了在微生物宿主中建立完整的茶氨酸合成途径,需要首先构建乙胺的胞内合成途径。为此,在谷氨酸棒杆菌ATCC 13032基础组上整合3拷贝GMAS和来源于枯草芽孢杆菌的丙氨酸脱氢酶基因ald ,获得出发菌株The3Ala。已有研究表明,茶树中乙胺由丙氨酸脱羧产生,因此在该出发菌株中表达来源于茶树和拟南芥的丝氨酸/丙氨酸脱羧酶Ala DC,但是在本实验室的条件下并没有检测到茶氨酸的生成。SDS-PAGE结果显示植物来源的Ala DC以包涵体形式存在。将最佳菌株在5 L发酵罐中进行了茶氨酸发酵生产,最终产生了约42 g/L茶氨酸,糖酸转化率约为19.6%。对发酵液中的茶氨酸进行了分离提取,经过微滤和纳滤膜过滤、活性炭脱色、离子交换吸附、浓缩结晶和干燥步骤,茶氨酸收率约67%,产品纯度达到98%。本研究首次构建了添加乙胺的微生物发酵法茶氨酸生产菌株,并且开发了茶氨酸高效发酵生产和产物提取工艺。该方法操作简单、成本低,生产技术具有较好的经济可行性和工业应用潜力。

关键词：谷氨酸棒杆菌茶氨酸乙胺 γ-谷氨酰甲胺合成酶分离提取

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生物小分子多通道质子转移的理论研究

生物小分子多通道质子转移的理论研究

作者：马洪坤曲阜师范大学

学位级别：硕士

作为异构平衡的氧化还原反应中最简单和最基本的现象之一，质子转移不仅在化学反应中起着重要的作用，在生命进程中的作用更是不可或缺。它广泛存在于光合链、呼吸链、酶促反应等各种细胞代谢过程。并能产生细胞信息传递的驱动力、确定... 详细信息

作为异构平衡的氧化还原反应中最简单和最基本的现象之一，质子转移不仅在化学反应中起着重要的作用，在生命进程中的作用更是不可或缺。它广泛存在于光合链、呼吸链、酶促反应等各种细胞代谢过程。并能产生细胞信息传递的驱动力、确定信息传递的方向、程序及使生物信息以能量量子方式予以编码和重排。此外质子转移在分子间信息传递及生物信息流传递方面也具有重要作用。基于质子转移反应在生物学和化学领域的重要作用，许多实验或理论工作者都对质子转移进行了大量深入的研究。本文在前人的基础上首次利用振动模式方法来分析质子转移反应机理，以及用多通道理论的思想来研究质子转移反应。本论文中选取丝酰胺和胞嘧啶作为研究体系。采用密度泛函(DFT)方法，研究生物分子多通道质子转移过程的机理，以及环境因素对其所起到的辅助作用。通过在不同环境下对各通道的比较得出一些有意义的结论。第三章中，我们研究了气相中丝酰胺的多通道质子转移反应机理。通过计算优化了丝酰胺十种稳定构型，其实有两对是对映体。其中每种构型中都有五个可以发生转移的氢原子，当我们用(IRC)验证这五个通道时，发现其中有一个的过渡态是无效的。通道比较其它四个通道的活化能、吉布斯自由能变化及反应平衡常数大小得出四个通道中哪个是主反应通道，哪个是次通道。作为生物肽单元的变异的模型，水对丝酰胺质子反应的影响是绝对不可忽略的。所以紧接着在第四章中，我们在第三章的基础上，我们在丝酰胺四个不同的方位加上一个水分子，研究水分子对质子转移反应的影响。研究发现，并不是每一个方位引入的水分子都质子转移都起促进作用。只有当水分子直接参与质子转移反应时，才会使降低反应的活化能，并且吉布斯自由能变化也更向负值趋近。当水分子不直接参与质子转移，而仅仅与丝酰胺相互作用形成氢键时，对丝酰胺的质子转移反应并没有明显的促进作用，甚至在有的方位还有较大的抑制作用。在肽单元的质子转移异构化中，水对反应进程肯定是有影响的(上章中已经讨论)，而且生物体中其它肽单元对反应肯定也是有影响的。所以在第五章中我们选取胞嘧啶作为质子转移肽单元模型，甲酰胺作为辅助肽单元模型，研究了水分子，肽单元分别对质子转移反应的作用，得出些有意义的结论。

关键词：密度泛函理论质子转移丝酰胺胞嘧啶

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意象驱动的汽车侧面形态基因网络研究与应用

意象驱动的汽车侧面形态基因网络研究与应用

作者：马洪坤河北工业大学

学位级别：硕士

随着互联网、移动通信、大数据和人工智能等信息技术的空前发展,事物之间的联系愈发紧密,世界由无数割裂独立的个体逐渐被信息串联成为一个巨大的整体,人类社会正式进入了网络时代。同时伴随着生产力的进步和科学技术水平的发展,从设计... 详细信息

随着互联网、移动通信、大数据和人工智能等信息技术的空前发展,事物之间的联系愈发紧密,世界由无数割裂独立的个体逐渐被信息串联成为一个巨大的整体,人类社会正式进入了网络时代。同时伴随着生产力的进步和科学技术水平的发展,从设计自身到用户需求,再到技术工具都发生了相应的变化,因此在高度复杂化的当代,设计也在向复杂化的方式发展。用户由需求层面上升到精神层面,满足用户的情感需求成为了设计师的主要任务和目标。产品形态作为一种重要的产品属性,不仅能够向用户传递视觉信息,还能够激发用户的情感反应,因此常用于情感化设计研究,用户需求的主观性和模糊性问题使得设计师越来越难以把握真实用户需求,而单纯依靠计算机辅助技术进行的设计实际价值有限,无法完全取代设计师的工作,研究人员试图建立用户感性认知与产品形态之间的关系,并以此来指导设计。然而,用户的感性认知与产品形态之间的关联通常是隐性的,并且具有非线性和复杂性的特征,因此传统单一的研究方法很难再适用于处理一些工业设计中的复杂设计问题。针对以上问题,本课题的研究将产品基因概念引入汽车形态设计中,以复杂网络为理论基础,依据用户感性认知与形态特征之间存在隐性关联关系的特点,从以下几个方面进行相关研究:(1)以产品形态设计为例阐述产品形态基因网络模型的建构过程。通过对产品形态基因网络的形式、内容以及获得方法进行探究,确定以情感意象与产品形态特征作为构成产品基因网络的两类基因单元,提出意象驱动的产品形态基因网络模型构建方法,辅助设计师挖掘用户的情感意象与产品形态之间的隐性关联,为后续产品形态创新设计提供指导方法。(2)以SUV汽车侧面形态设计为研究对象进行实例研究,验证意象驱动的产品形态基因网络模型方法的有效性。首先通过建立汽车侧面形态案例库,获取汽车侧面特征样本集合与感性评价词汇;以感性评价词汇为节点,构建汽车侧面形态意象目标网络,通过拓扑分析定位出意象目标网络中关键意象;以关键意象为驱动目标,构建意象认知驱动空间,建立情感意象与形态基因之间的映射关系,完成意象驱动的汽车侧面形态基因网络的构建;通过对网络进行拓扑分析及设计知识转化,定位出与关键意象相关的关键汽车侧面形态特征线,辅助设计师进行汽车侧面形态优化设计;通过进行对照试验,验证产品形态基因网络在人工优化设计阶段的应用可行性。(3)基于析出的汽车形态隐性设计知识,建立SUV汽车形态基因网络分析交互原型系统,应用于汽车形态设计中,辅助设计师进行网络生成与网络分析,并提供直观可视的网络生成与分析过程,实现计算机辅助SUV汽车侧面形态基因网络分析。本文通过将SUV汽车侧面形态设计定义为意象目标优化问题,并将复杂网络理论与产品基因概念引入汽车形态设计中,有效辅助设计师准确定位用户情感认知与形态特征之间的隐形关联关系,完成对隐性设计知识进行设计转化,提高用户对于汽车形态情感需求的满意度。同时建立SUV汽车形态基因网络分析交互原型系统,实现计算机辅助设计师进行网络分析,减少设计师处理数据时的工作量,提高设计师设计效率,实现汽车形态创新设计。

关键词：情感意象情感化设计复杂网络产品基因汽车形态设计

平台经济背景下算法价格歧视的反垄断法规制研究

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平台经济背景下算法价格歧视的反垄断法规制研究

作者：马洪坤上海财经大学

学位级别：硕士

算法价格歧视行为广泛存在于电子商务、外卖点餐、机酒预定、交通出行、搜索等平台经济领域,实施者在最大限度攫取消费者剩余的同时,也存在对市场竞争秩序的潜在损害。算法价格歧视行为的泛滥,具有复杂成因和多重的经济效果。除算法技... 详细信息

算法价格歧视行为广泛存在于电子商务、外卖点餐、机酒预定、交通出行、搜索等平台经济领域,实施者在最大限度攫取消费者剩余的同时,也存在对市场竞争秩序的潜在损害。算法价格歧视行为的泛滥,具有复杂成因和多重的经济效果。除算法技术进步的本身推动外,平台经营者利用与交易对手之间所处在的优势地位、平台经济自身的双边或多边性的固有特质和网络效应、锁定效应等外在条件,滥用用户数据、利用算法黑箱便利进一步加剧了算法价格歧视。而立法、执法和司法制度上的缺位,为该类行为的持续提供了外部环境。我国自《平台经济领域的反垄断指南》颁布后在不脱离固有的SCP分析范式下,条款的适用仍存在巨大困难,实务中鲜有以该指南第十七为依据的执法案例亦侧面印证了这一局面。在多起针对互联网平台发起的价格歧视民事诉讼案件中,关于反垄断法的适用不是被以管辖权为由不予理涉,就是以是否构成滥用市场支配地位不影响案件的审理为由被刻意回避。算法价格歧视无论在反垄断的行政执法中,还是以反垄断法作为其中一项民事救济依据,均面临尴尬境地。在规制算法价格歧视中,反垄断法相较于个人信息保护法、电子商务法、消费者权益保护法具有定位和理论逻辑优势、实施效果优势,不仅保护消费者,还保护生产者、企业家、独立企业、开放市场、公平经济和民主理想。反垄断法对竞争自由、市场结构、市场行为进行宏观性和基础性的调整,是市场经济国家进行宏观调控的重要工具。市场力量作为反垄断法理论的逻辑核心,价格理论是反垄断法的建构基础。算法价格歧视行为恰恰是平台经营者利用市场力量,以价格体现的竞争性行为,其表现形式与反垄断法的理论逻辑基础高度契合。算法价格歧视可能导致无谓损失,可能造成竞争损害,造成消费者福利的损害,恰与反垄断法致力于维持良性竞争秩序和保护消费者利益的法益保护目标背道而驰。算法价格歧视引起社会财富的分配不公,对消费者不公、对竞争者不公,造成动态效率损失,与反垄断法意在公平竞争、提高效率的追求相悖。在研究算法价格歧视的内外部成因基础上,通过对其经济效果、消费者福利及反垄断法益和价值追求的分析,通过对欧盟、德国、美国、日本法域的算法价格歧视规制研究,借鉴其丰富的立法和执法经验,提出针对算法价格歧视的规制理念和路径。解决法律的价值冲突,应因时因地制宜。坚持公平优先、兼顾效率的理念是现阶段针对算法价格歧视规制应坚持的理念基础。单纯追求经济效率的运行,作用是暂时和短视的。只有立足于社会主体公平参与、经济民主、财富和收入分配的公平才是长期获益的保障。公平的价值理念不仅应在竞争结构中得以体现,也应超越以追求效率为目标的社会福利最大化所涵涉的正义观,是防范消费者整体剩余向生产者转移,是防止社会财富不当分配、减少贫富差距的实质正义要求。在前述理念的基础上,坚持消费者福利保护的标准。消费者福利既是反垄断法追求的终极价值目标,也是实施过程中通过促进市场竞争中予以间接保护的对象,同时也是衡量反垄断法实施效果的评价标准。立法上,通过引入滥用相对优势地位条款,突破传统的滥用市场支配地位的分析范式。是否具有市场支配地位,已经并非衡量平台企业可能造成竞争损害的前提,具有数据优势的企业无论从数据掌握数量、质量和分析处理能力来看,都会对新进入企业形成壁垒。执法上,通过规制数据滥用和破除算法黑箱,赋予消费者选择退出权,将算法价格歧视纳入持续的监管之中。司法上,鼓励公益诉讼与集团诉讼,鼓励消费者协会、行业协会等社会团体参与反垄断民事诉讼。调整现有的民事诉讼举证责任负担,减轻原告一方的举证责任。降低算法价格歧视反垄断民事诉讼的证明标准,对于原告举证的证明标准由高度盖然性标准降至优势证据标准。最终形成以反垄断法框架为基础,涵摄立法、执法和司法领域的治理体系。

关键词：反垄断算法价格歧视滥用相对优势地位算法黑箱

基于“功能节点—关键廊道”的城市生态安全格局构建——以深圳市为例

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地理科学进展 2018年第12期37卷 1663-1671页

作者：吴健生马洪坤彭建北京大学城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室广东深圳518055 北京大学城市与环境学院地表过程与模拟教育部重点实验室北京100871

城市生态安全格局构建是综合协调生态保护与经济发展的重要举措,对于合理配置有限的生态资源并最大限度发挥其生态作用具有重要意义。本文以深圳市为例,在生态功能节点识别的基础上,结合景观的生态系统服务价值,根据耗费距离模型,生成... 详细信息

城市生态安全格局构建是综合协调生态保护与经济发展的重要举措,对于合理配置有限的生态资源并最大限度发挥其生态作用具有重要意义。本文以深圳市为例,在生态功能节点识别的基础上,结合景观的生态系统服务价值,根据耗费距离模型,生成生态功能耗费表面,并进行最短路径网络分析,在此基础上提取核心斑块、关键生态廊道。结果表明:各景观类型的生态阻力值,林地阻力最小,且远小于其他景观类型生态阻力值;生态功能耗费梯度表面的分布呈现围绕生态功能节点向周围辐散递减的趋势,东部地区较西部西南部建成区低;核心斑块的大小和形状均存在不同程度的差异,较大的斑块集中分布在东部地区,且对应的节点级别较高;所识别的关键廊道共有4条,空间位置大体上落在基本生态控制线内,羊台山向塘朗山的廊道外缘与基本生态控制线存在冲突,需要对该区域加以管控。建议一方面适时调整生态控制线范围并将冲突部分纳入生态控制线之内,另一方面对该地区进行必要的监管和保护,防止受到进一步破坏。

关键词：城市生态安全格局耗费距离模型功能网络关键生态廊道深圳

景观生态风险研究进展及基于生态系统服务的评价框架:ESRISK

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地理学报 2018年第5期73卷 843-855页

作者：曹祺文张曦文马洪坤吴健生清华大学建筑学院北京100084 北京大学城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室深圳518055 北京大学城市与环境学院地表过程与模拟教育部重点实验室北京100871

在快速城市化过程中,高强度人为活动对生态系统结构和服务功能造成极大扰动,进而产生一定生态风险。近年来,景观生态风险评价的兴起为景观格局—生态过程互馈研究提供了新的视角,可有效支持生态系统管理。本文在探讨生态风险、区域生态... 详细信息

在快速城市化过程中,高强度人为活动对生态系统结构和服务功能造成极大扰动,进而产生一定生态风险。近年来,景观生态风险评价的兴起为景观格局—生态过程互馈研究提供了新的视角,可有效支持生态系统管理。本文在探讨生态风险、区域生态风险与景观生态风险联系与区别的基础上,重点评述了景观指数法和风险"源—汇"法等主要景观生态风险评价方法,归纳了基于生态系统服务的景观生态风险研究进展。进一步地,以生态系统服务退化为损失表征,从地形、人为胁迫、生态恢复力、景观脆弱性等维度构建概率表征指标体系,提出了基于生态系统服务的景观生态风险评价(ESRISK)框架,以期为景观生态风险研究提供一个更为完善、综合的评价方法参考,并辅助支持风险减缓策略制定和有限资源的高效分配。最后,从生态系统服务权衡与协同关系、评价结果不确定性分析、景观生态风险与景观格局多尺度关联关系、脆弱性研究深化等方面做出展望。

关键词：景观生态风险生态系统服务景观格局生态风险概率 ESRISK 研究进展

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香豆素衍生物对阴离子的识别特性

影像科学与光化学 2012年第1期30卷 43-52页

作者：吴瑛张圣慈马洪坤塔里木大学生命科学学院新疆阿拉尔843300 新疆建设兵团重点实验室塔里木盆地生物资源保护利用实验室新疆阿拉尔843300

用紫外光谱滴定法研究了3种香豆素衍生物与阴离子间存在的特殊识别行为,比较了受体分子结构对阴离子配合物稳定性的影响,以及阴离子浓度对配合物光谱的影响.实验结果表明:受体分子对F-、Cl-、Br-、Ac-、H2PO4-、HSO4-等不同种阴离子客... 详细信息

用紫外光谱滴定法研究了3种香豆素衍生物与阴离子间存在的特殊识别行为,比较了受体分子结构对阴离子配合物稳定性的影响,以及阴离子浓度对配合物光谱的影响.实验结果表明:受体分子对F-、Cl-、Br-、Ac-、H2PO4-、HSO4-等不同种阴离子客体的识别能力存在一定差异,受体分子与阴离子通过氢键结合,由于氢键良好的方向性和选择性,对F-、Ac-、H2PO4-等有较好的选择性和识别能力,而与其他的阴离子几乎没有作用.

关键词：香豆素衍生物阴离子识别紫外光谱滴定法

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共茶高速公路对共和县的经济影响分析

公路 2019年第11期64卷 184-186页

作者：王丹马洪坤孙海秀华杰工程咨询有限公司北京市100029 青海省公路建设管理局西宁市810003

以共茶高速公路为例,采用定性分析和定量分析相结合的方法,分析了共茶高速公路建成通车后,对共和县经济总量的提升、产业结构的调整、投资环境的改善、旅游业等相关产业的发展所带来的影响,并建立了共茶高速公路的经济影响分析的灰色预... 详细信息

以共茶高速公路为例,采用定性分析和定量分析相结合的方法,分析了共茶高速公路建成通车后,对共和县经济总量的提升、产业结构的调整、投资环境的改善、旅游业等相关产业的发展所带来的影响,并建立了共茶高速公路的经济影响分析的灰色预测GM(1,1)模型,定量分析了共茶高速公路对共和县经济总量的贡献。结果显示,共茶高速公路促进了共和县经济的发展。

关键词：高速公路区域经济发展灰色预测模型