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受控智能路网交通拥挤牵制控制方法

受控智能路网交通拥挤牵制控制方法

作者：毛剑楠西南交通大学

学位级别：硕士

城市交通需求的增长对现代城市道路交通网络的管理与控制提出了更高的要求。幸运的是,逐渐“智能化”的城市道路网络使得交通基础信息的获取难度大大降低,为实现智能化控制提供了基础。然而,现有城市路网信号控制策略大多需要构建复杂... 详细信息

城市交通需求的增长对现代城市道路交通网络的管理与控制提出了更高的要求。幸运的是,逐渐“智能化”的城市道路网络使得交通基础信息的获取难度大大降低,为实现智能化控制提供了基础。然而,现有城市路网信号控制策略大多需要构建复杂的模型与大量准确的OD数据,使得区域路网信号控制一直属于研究重点与难点。针对这种情况,运用宏观基本图MFD(Macroscopic Fundamental Diagrams)来对整个区域交通网络进行特性分析,制定相关边界控制策略,进而在把控流量平衡特性基础上,对一定范围的区域路网拥挤进行协同控制的方法应运而生。但是,运用一般性的全局控制或随机控制来对城市路网进行边界控制无疑耗费较大,不适合实际控制操作。正是基于这种考虑,本文提出了考虑牵制控制策略的路网拥挤控制方法,仅对路网中个别重要节点交叉口实施边界反馈控制。主要包括以下3方面内容:(1)为了选出适合进行牵制控制的控制节点,需要对实际路网进行拓扑化处理。考虑到本文所研究的路网拥挤控制问题,结合复杂网络相关理论,选择广义拓扑网络构建方法来对实际路网进行拓扑化处理。(2)在分析现有节点重要度评估方法的基础上,提出针对路网交叉口控制的节点重要度评估需要依据交叉口驱动能力。根据这种思路,选取基于特征向量中心性的加权PageRank算法,分别根据路网功能性特征与动态特征,进行交叉口节点重要度评估。(3)依据MFD理论,将路网累计车辆数维持在某一定值,可以使路网运行效率最优。为达到这种控制效果,本文选用了边界控制模型与反馈控制器,同时对路网状态方程的线性化与反馈控制模型选择与设计进行了分析与推导。另外,为了减少控制成本,在边界控制中引入牵制控制策略,对路网中驱动能力较强的边界交叉口进行控制。实验结果表明,这种结合牵制控制策略的边界牵制控制方法可以达到与全边界控制方法类似的效果,可操作性更强,是一种经济有效的混合牵制控制方法。

关键词：宏观基本图复杂网络节点重要度边界控制反馈控制混合牵制控制

仿生骨骼系统层次结构支架的制备及其促进大段骨缺损的研究

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仿生骨骼系统层次结构支架的制备及其促进大段骨缺损的研究

作者：毛剑楠苏州大学

学位级别：硕士

目的:以光交联明胶水凝胶(GelMA)为基础材料再在3D打印的模具中逐次成胶构筑仿生骨骼系统骨膜、骨质、骨髓层次结构的支架,并研究其促进长骨干处大段骨处骨膜、骨质、骨髓结构的修复。方法:首先通过改良的模板法合成介孔生物活性玻璃微... 详细信息

目的:以光交联明胶水凝胶(GelMA)为基础材料再在3D打印的模具中逐次成胶构筑仿生骨骼系统骨膜、骨质、骨髓层次结构的支架,并研究其促进长骨干处大段骨处骨膜、骨质、骨髓结构的修复。方法:首先通过改良的模板法合成介孔生物活性玻璃微球(MBGNs),而后使用氨基丙基三乙氧基甲硅烷(APTEs)处理微球制备氨基化的生物活性玻璃(MBGNs-NH2),再通过碳二亚胺法于微球表面接枝GelMA单体分子得到GelMA化的生物活性玻璃(G-MBGNs),最后将G-MBGNs分散到GelMA溶液中交联得到凝胶(GelMA-G-MBGNs)。通过逆相蒸发法制备负载血管生长因子(VEGF)的脂质体(Lip-VEGF),将其均匀分散至GelMA溶液中光交联获得凝胶(GelMA/VEGF-Lip)。分别对上述两种凝胶体系进行材料学表征及相关细胞实验测试。将上述两种凝胶体系于3D打印的模具中逐次交联形成仿生骨骼系统的层次结构的支架,使用家兔桡骨缺损模型评价了该支架在体内促进成骨骼系统修复能力,应用Micro-CT、H&E染色进一步量化其成骨情况。结论:GelMA-MBGNs其具有一定的力学性能,体外细胞实验表明其生物相容性良好,可以促进骨髓间充质干细胞的增殖及成骨分化。GelMA-Lip具有缓释VEGF的功能,在体外细胞实验中观察到其可明显促进人脐静脉内皮细胞的成血管过程。而由两者构筑的仿生支架在家兔桡骨缺损模型中可明显促进骨膜、骨质、骨髓的一体化修复。

关键词：明胶水凝胶生物活性玻璃脂质体 3D打印模具仿生支架骨骼系统修复

城市群公路客运通道与城市交通网络衔接模式选择模型

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交通运输系统工程与信息 2018年第3期18卷 22-28页

作者：周天星毛剑楠刘澜余一凡中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 西南交通大学交通运输与物流学院成都610031

为了解决城市群背景下公路客运通道与城市交通网络衔接模式选择问题,本文首先基于城市群中各类公路通道特点,量化城市群中城市间通道结构形式,建立城市群通道体系宏观架构模型,对城市群公路客运通道进行分类;其次,提出衔接模式选择模型... 详细信息

为了解决城市群背景下公路客运通道与城市交通网络衔接模式选择问题,本文首先基于城市群中各类公路通道特点,量化城市群中城市间通道结构形式,建立城市群通道体系宏观架构模型,对城市群公路客运通道进行分类;其次,提出衔接模式选择模型,通过赋权计算综合城市基础属性指标,根据得到的城市发展规模指数对其进行分类.随后,基于城市连接通道的类别及城市属性,计算判断通道与城市交通网络衔接形式.最后,对成都平原城市群进行算例分析.研究结果表明,设计的衔接模式判断模型能够量化城市群客运通道类型与城市发展规模,有效判断城市群公路客运通道与城市衔接模式,能够为城市群公路网规划提供理论依据.

关键词：公路运输城市群公路客运通道衔接模式权重计算

考虑乘客反向换乘的城市轨道交通快慢车停站方案

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铁道运输与经济 2020年第11期42卷 110-116页

作者：张斯嘉刘澜毛剑楠西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都610031

城市轨道交通网络化、高频度的运营为乘客提供了灵活的出行方案,制订多种快慢车停站方案,可以更好地满足不同乘客的乘车偏好,实现更大选择空间,提高运营效能。阐述乘客的反向换乘行为,采用广义出行费用和Logit模型量化计算乘客多样化出... 详细信息

城市轨道交通网络化、高频度的运营为乘客提供了灵活的出行方案,制订多种快慢车停站方案,可以更好地满足不同乘客的乘车偏好,实现更大选择空间,提高运营效能。阐述乘客的反向换乘行为,采用广义出行费用和Logit模型量化计算乘客多样化出行意愿,建立可体现乘客反向换乘情况的快慢车停站方案模型,利用计算机仿真求解模型。结果显示,全线乘客的总旅行时间比仅考虑同向换乘与"站站停"方案分别减少0.34%和4.45%,表明兼顾乘客反向换乘行为制订的快慢车停站方案能够提升轨道交通的运营效率。

关键词：城市轨道交通停站方案反向换乘快慢车乘客出行意愿

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基于SIS传播理论的城市交通拥堵传播模型

重庆交通大学学报（自然科学版） 2023年第6期42卷 103-110页

作者：陈玉婷晏启鹏毛剑楠黄豪刘澜西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756

为研究城市交通拥堵传播的机理与特性,建立了基于SIS传播理论的城市交通拥堵传播模型。首先,确定了路段交通状态的判别方法,并比较分析了不同判别标准下拥堵传播效率和消散效率的数值变化;其次,考虑了出行时间的差异性并在经典SIS理论... 详细信息

为研究城市交通拥堵传播的机理与特性,建立了基于SIS传播理论的城市交通拥堵传播模型。首先,确定了路段交通状态的判别方法,并比较分析了不同判别标准下拥堵传播效率和消散效率的数值变化;其次,考虑了出行时间的差异性并在经典SIS理论中加入了时间偏差参数;随后,研究了拥堵路段比例随时间的变化趋势以及拥堵路段比例与其变化率间的关系,并将其作为描述拥堵传播特征的依据;最后,以成都市道路交通网络作为研究路网,以早高峰真实数据对模型进行标定与验证。结果表明,模型可以精确地描述拥堵路段比例与其变化率之间的关系。

关键词：交通运输工程城市交通拥堵传播模型病毒传播理论网络交通拥堵交通状态识别

基于Wells-Riley模型的公交车辆内部COVID-19传播及防控研究

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公路交通科技 2022年第6期39卷 144-152页

作者：陈国强刘澜陈玉婷毛剑楠晏启鹏西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程试验室四川成都610031

为研究感染者从出发地到目的地期间乘坐公交车辆造成的病毒感染,以及COVID-19病毒在公交车辆内部的传播机制,考虑病毒扩散的特点,建立了多智能体病毒传播模型。首先,根据公交车辆的尺寸初始化人群分布,设置了乘客移动规则。其次,基于Wel... 详细信息

为研究感染者从出发地到目的地期间乘坐公交车辆造成的病毒感染,以及COVID-19病毒在公交车辆内部的传播机制,考虑病毒扩散的特点,建立了多智能体病毒传播模型。首先,根据公交车辆的尺寸初始化人群分布,设置了乘客移动规则。其次,基于Wells-Riley理论,考虑初始感染人数、病毒产生率、飞沫传输距离、车辆运行时间、通风量、口罩佩戴和疫苗接种等影响因素,建立了适用于公交车辆内的多智能体病毒传播模型。第三,根据两起真实的因搭乘公交车辆而导致的聚集性感染事件,对模型进行了参数标定与验证,结果显示病毒产生率大概在150 quanta/h时,仿真结果与实际情况吻合。最后,根据模型分析了口罩佩戴比例、疫苗接种比例、通风量、载客人数4种人为可控的影响因素和不可控的病毒产生率对病毒扩散速度的影响。结果表明:每小时完成1次车厢消毒能有效抑制病毒扩散;如果条件不允许,尽量保证车辆的消毒时间间隔不超过3 h;对于运行时间较短的公交车辆,通过增加乘客戴口罩的比例可以有效降低感染人数;对于运行时间较长的公交车辆,通过增加疫苗接种率、降低载客人数能有效抑制病毒传播;提高通风量对防止病毒扩散有一定的效果,但抑制效果会随时间增加而降低;当车辆运行时间高于4 h,尽管病毒产生率很低,但感染风险将快速增加,会出现大量乘客感染病毒。

关键词：城市交通多智能体模型 Wells-Riley理论新型冠状病毒肺炎肺炎公交车辆

基于宏观基本图的交通控制有效性与路网稳定性研究

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公路交通科技 2024年第5期41卷 152-160页

作者：姚顺雨卢维科毛剑楠刘澜胡国静西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 苏州大学轨道交通学院江苏苏州215123 阿拉巴马交通研究所美国阿拉巴马塔斯卡卢萨392171

区域城市路网在不同控制方法下呈现的网络交通流输出水平与维持能力不尽相同,要评价控制效果的优劣,需要分析区域控制方式下路网交通流与路网耦合时所体现出来的特征值。作为一种路网的基本属性,选择宏观基本图作为研究区域交通控制有... 详细信息

区域城市路网在不同控制方法下呈现的网络交通流输出水平与维持能力不尽相同,要评价控制效果的优劣,需要分析区域控制方式下路网交通流与路网耦合时所体现出来的特征值。作为一种路网的基本属性,选择宏观基本图作为研究区域交通控制有效性与路网稳定性的评价载体,解析了相对于路段、交叉口等单点评价具有的优势。基于MFD的区域交通控制评价不受路网交通需求变化的影响。研究建立了路网最大加权流量、最佳累计车辆数、路网负载能力、交通流分布均衡度以及时序均衡度5评价指标,以对区域交通信号控制方法的有效性与路网运行的稳定性进行评价,解读路网高峰时段的交通流维持能力。以成都青羊区太升南路附近37个信号交叉口为路网,利用VISSIM二次开发技术,获得了该路网在定时控制、感应控制、自适应控制以及自适应协调控制下的路网宏观基本图形态。通过对比各控制方法的宏观基本图形态特征与评价指标,从多个维度比较了各控制方法的特征与适用性,分析了相应的控制有效性,解读了其从平峰至过饱和各阶段的交通流维持能力,进而可以了解特定控制方法下路网的运行效率。同时,根据相应控制方法的稳定性表现,指出了各自的局限性,有助于在实际应用中根据区域路网面临的环境,分析应采取的交通控制策略。

关键词：智能交通控制有效性宏观基本图路网稳定性交通流均衡

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成灌市域铁路对城市圈可达性的影响研究

铁道运输与经济 2020年第6期42卷 23-29页

作者：劳亚龙刘澜卢维科毛剑楠周天星宋元胜西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都610031 中国中铁二院工程集团有限责任公司交通与城市规划设计研究院四川成都610031

由于国内城市规模不断扩大,城市圈的空间协调发展及中心城市与其周边城镇可达性越来越重要。基于交通设施和区域位置的计算方法,采用空间可达性指标对栅格化的市域铁路服务区域的可达性进行计算分析比较,利用时间差值来表征市域铁路对... 详细信息

由于国内城市规模不断扩大,城市圈的空间协调发展及中心城市与其周边城镇可达性越来越重要。基于交通设施和区域位置的计算方法,采用空间可达性指标对栅格化的市域铁路服务区域的可达性进行计算分析比较,利用时间差值来表征市域铁路对城镇间区域内可达性的影响。以成灌铁路为例,通过提取成都和都江堰路网信息,以两地各处间联系的最短时间为基本元素,构成成灌铁路开通前后两地可达性矩阵。计算结果表明:成灌铁路对成都和都江堰两地可达性较弱的区域影响较大,成灌铁路站点位置对两地可达性的影响呈现明显的分区特性。

关键词：市域铁路成灌铁路城市圈空间可达性区域位置

芬太尼联合东莨菪碱预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响

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实验动物科学 2013年第5期30卷 37-40页

作者：周洁桑黎黎毛剑楠李星翰薛芝刘晓凡孟勇徐州医学院机能实验室徐州221004

目的探讨芬太尼联合东莨菪碱预处理对大鼠心肌缺血再灌注后的心肌保护效应。方法 24只雌性大鼠随机分为3组(每组8只):即C组(心肌缺血再灌注组)、F组(芬太尼组)、F+D组(芬太尼+东莨菪碱组)。记录缺血前、再灌注即刻、再灌注30 min、再灌... 详细信息

目的探讨芬太尼联合东莨菪碱预处理对大鼠心肌缺血再灌注后的心肌保护效应。方法 24只雌性大鼠随机分为3组(每组8只):即C组(心肌缺血再灌注组)、F组(芬太尼组)、F+D组(芬太尼+东莨菪碱组)。记录缺血前、再灌注即刻、再灌注30 min、再灌注120 min等的心率(HR)、左心室收缩压峰值(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、左心室收缩及舒张最大压力变化速率(±dp/dt max)。再灌注120 min后,均取动脉血样3 mL,测定血清超氧化物歧化酶(SOD)活力、血清丙二醛(MDA)浓度、一氧化氮(NO)的浓度进行统计分析。结果血液动力学的各组时间节点间的HR和LVEDP无显著差异(P>0.05),LVSP、±dp/dt max F组在再灌注30 min、120 min时较C组显著升高(P0.05),F+D组的MDA浓度显著低于其余两组(P<0.05),F组和F+D组的NO浓度都明显高于C组(P<0.05)。各组心律失常严重程度评分,F+D组最低(P<0.05)。结论芬太尼联合东莨菪碱比单纯使用芬太尼预处理具有更好的对心肌缺血再灌注损伤的保护作用。

关键词：心肌缺血再灌注损伤芬太尼联合东莨菪碱大鼠