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细胞融合病毒全基因序列分析与全长cDNA克隆的构建

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细胞融合病毒全基因序列分析与全长cDNA克隆的构建

作者：郝嘉男安徽医科大学

学位级别：硕士

细胞融合病毒(cell fusing agent virus,CFAV)是一种蚊媒病毒,与重要的人类病原登革病毒和黄热病毒同属于黄病毒科黄病毒属。与登革病毒和黄热病毒类似,细胞融合病毒的基因组也由编码区、5′非编码区(5′UTR)和3′(3′UTR)非编码区组成... 详细信息

细胞融合病毒(cell fusing agent virus,CFAV)是一种蚊媒病毒,与重要的人类病原登革病毒和黄热病毒同属于黄病毒科黄病毒属。与登革病毒和黄热病毒类似,细胞融合病毒的基因组也由编码区、5′非编码区(5′UTR)和3′(3′UTR)非编码区组成。编码区共编码十种蛋白,三种结构蛋白(C、pr M/M、E)和七种非结构蛋白(NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5)。细胞融合病毒因能够引起白纹伊蚊细胞的融合现象而得名,这种病毒最初是在实验室培养的埃及伊蚊细胞中发现。随后,研究者从自然界蚊虫体内也分离到该病毒。基因组进化分析表明,细胞融合病毒与登革病毒、黄热病毒等黄病毒具有一定相似性。相比其他黄病毒,细胞融合病毒具有蚊虫特异性,不能感染脊椎动物,也不能在蚊细胞外的其他动物细胞内复制。研究发现,细胞融合病毒与登革病毒在自然界蚊子体内存在共感染现象。这种共感染对登革病毒的胞内复制与流行分布的影响目前尚不清楚。目前细胞融合病毒相关研究主要集中在病毒分离鉴定和进化分析,较少涉及其分子机制和生物学意义。这主要是因为缺少可以直接从基因层面操作该病毒的工具—反向遗传学系统,而构建反向遗传学系统的第一步是构建细胞融合病毒的全长c DNA克隆。反向遗传学是在获得生物体基因组全长序列的基础上,通过对靶基因进行必要的加工和修饰,如定点突变基因插入\缺失、基因置换,再按组成顺序构建含生物体必需元件的修饰基因组,让其装配出具有生命活性的个体,从而研究生物体基因组的结构与功能。RNA病毒的反向遗传学,是采用病毒的遗传物质,在易感细胞中重新拯救出活病毒,一般是在细菌质粒中插入整个病毒基因组的c DNA拷贝,使得c DNA本身或从c DNA体外转录所得的RNA具有感染性。RNA病毒的反向遗传系统通过定向修饰病毒的基因组序列,检测被拯救的人工改造病毒的表型,可以在体内有效地研究病毒基因结构、功能和病毒-宿主相互作用。目前反向遗传学技术已经十分成熟,许多RNA病毒的全长感染性克隆构建已经成功。成功构建细胞融合病毒的反向遗传系统可以直接对其基因进行操作,对于认识和深入改造病毒具有重要意义,进一步还可以此作为工具研究病毒特异性感染机制。本研究首先构建了23株黄病毒的系统进化树,明确了细胞融合病毒与其他黄病毒的进化关系,并且重点比较了细胞融合病毒与寨卡病毒,kamiti河病毒,朝阳病毒基因序列差异,同时对其结构蛋白和非结构蛋白进行了同源性比较。进一步我们分析Genbank上两株细胞融合病毒的基因序列,获得其保守序列后,设计了q RT-PCR的引物和探针,利用此引物和探针可以特异的、高效的检测到细胞融合的基因组,并且与寨卡病毒和乙脑病毒无交叉反应,为检测细胞融合病毒提供了有效的技术手段。之后通过体外全基因合成的手段获得细胞融合病毒的全序列DNA分片段,再通过体外连接的方法将其连接成完整的细胞融合病毒的全长c DNA,此研究为细胞融合病毒反向遗传学系统的构建提供了基础。本研究包括如下三个部分:一.细胞融合病毒全基因序列分析:通过Genbank数据库下载到3株细胞融合病毒序列,其中两株基因序列完全一致,本研究还挑选了其他21株黄病毒全基因序列与细胞融合病毒共同构建了系统进化树。通过分析对比确定了细胞融合病毒在黄病毒系统进化树种的位置,后分别比较了细胞融合病毒与寨卡病毒、Kamiti河病毒和朝阳病毒的C、pr M/M、E、NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B、NS5蛋白基因序列和氨基酸序列。发现虽然细胞融合病毒在进化关系上与朝阳病毒接近,但是与寨卡病毒的基因同源性为41.2%,与朝阳病毒的基因同源性为40.7%。细胞融合病毒与寨卡病毒氨基酸序列同源性为25.4%,与朝阳病毒氨基酸序列同源性为25.5%。对细胞融合病毒非编码区的二级结构进行预测后发现细胞融合病毒Galveston株非编码区的5'-UTR长为103nt,其5'-UTR具有帽子结构,并且含有两个保守的茎环(stem loop,SL)结构SLA和SLB。细胞融合病毒Galveston株3'-UTR长为553nt,含有多个保守的线性序列及二级结构,分为A1、A2和A3三个结构域。通过与登革2型病毒的5'-UTR和3'-UTR结构对比,对细胞融合病毒二级结构的功能进行预测。二.细胞融合病毒毒检测方法的建立:细胞融合病毒最初是由Stollar和Thomas在实验室培养的埃及伊蚊细胞当中发现的,进一步分析表明,细胞融合病毒对白纹伊蚊细胞的感染可以引起后者发生细胞融合现象,且细胞融合病毒引起细胞融合的能力只有在白纹伊蚊细胞当中有效。我们分析NCBI上两株细胞融合病毒的基因序列,在其NS2A基因序列上获得其保守序列,设计了q RT-PCR的引物和探针。用包含细胞融合病毒NS2A

关键词：细胞融合病毒蚊媒黄病毒全长cDNA克隆

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蚊细胞融合病毒研究进展

新发传染病电子杂志 2018年第2期3卷 88-90页

作者：郝嘉男秦成峰安徽医科大学合肥230032 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所北京100071

细胞融合病毒最早由Stollar和Thomas和在埃及伊蚊细胞系(源自Peleg的蚊子胚胎)当中发现^[1]。他们将埃及伊蚊细胞的培养液低速离心,然后在上清液加入未稀释的白纹伊蚊单层细胞液。在室温孵育60分钟后,去除残留白纹伊蚊细胞液,培养液继续... 详细信息

细胞融合病毒最早由Stollar和Thomas和在埃及伊蚊细胞系(源自Peleg的蚊子胚胎)当中发现^[1]。他们将埃及伊蚊细胞的培养液低速离心,然后在上清液加入未稀释的白纹伊蚊单层细胞液。在室温孵育60分钟后,去除残留白纹伊蚊细胞液,培养液继续在28℃环境下用MM培养基培养。当细胞融合已经变得充分(约72小时后),低速离心培养液,获得的上清液即为细胞融合病毒的病毒液。通过梯度沉降速率实验对比Sindbis病毒^[2]发现,细胞融合病毒类似B类披膜病毒。经过脱氧胆酸盐和乙醚处理的细胞融合病毒在感染白纹伊蚊细胞后的细胞病变效应消失,提示细胞融合病毒具有包膜必需的脂类物质。在细胞融合病毒感染白纹伊蚊细胞后60小时,可以观察到明显的细胞病变效应(cytopathic effect,CPE),到76小时后90%以上的细胞出现CPE。通过观察细胞融合病毒的生长曲线,发现其在12小时之内有一段潜伏期类似B类披膜病毒,而通过电镜观察到病毒颗粒大小约为50nm,与B类披膜病毒类似^[3]。

关键词： Sindbis病毒细胞融合蚊子细胞病变效应白纹伊蚊 Thomas effect 埃及伊蚊

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细胞融合病毒全长cDNA克隆的构建与鉴定

军事医学 2018年第3期42卷 199-203页

作者：郝嘉男李晓峰徐炎鹏刘忠钰秦成峰安徽医科大学合肥230032 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所病原微生物生物安全国家重点实验室北京100071

目的分析细胞融合病毒基因组同源性,构建细胞融合病毒全长cDNA克隆,为进一步构建该病毒株的感染性全长cDNA克隆奠定基础。方法通过DNAstar和Mega7.0构建了细胞融合病毒的系统发生树,对其基因和氨基酸序列同源性进行分析比对。选取细胞... 详细信息

目的分析细胞融合病毒基因组同源性,构建细胞融合病毒全长cDNA克隆,为进一步构建该病毒株的感染性全长cDNA克隆奠定基础。方法通过DNAstar和Mega7.0构建了细胞融合病毒的系统发生树,对其基因和氨基酸序列同源性进行分析比对。选取细胞融合病毒Galveston株的全基因序列,通过体外基因合成的手段获得覆盖病毒全基因的3个DNA片段,并分别克隆至p BR002载体。利用限制性内切酶和T4连接酶将分片段基因组连入pACNR载体,最终获得含有pACNR的细胞融合病毒Galveston全长cDNA克隆。根据Galveston病毒株基因组序列和pBR002载体的序列,利用DNAstar及Oligo6软件设计5对引物,用来对其连接处进行测序及鉴定。结果与结论构建了细胞融合病毒系统发生树,明确了其进化地位和其他黄病毒的同源性关系。构建出细胞融合病毒Galveston株全长cDNA克隆,经过酶切鉴定和序列测定表明所获得cDNA克隆为该病毒的全长序列。

关键词：黄病毒细胞融合病毒基因合成全长cDNA克隆

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山西壶关县草本药用植物生态位特征及种间联结性

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生态学杂志 2024年

作者：郝嘉鑫金山铁军山西师范大学生命科学学院长治学院生命科学系太行山生态与环境研究所

生态位特征和种间联结对了解植物群落的结构和分类以及判断群落稳定性和群落发展趋势具有重要意义。以山西长治市壶关县22个优势野生草本药用植物为研究对象，采用Levins(BL)和Shannon(BS)生态位宽度指数以及Pianka生态位重叠指数(Oik)... 详细信息

生态位特征和种间联结对了解植物群落的结构和分类以及判断群落稳定性和群落发展趋势具有重要意义。以山西长治市壶关县22个优势野生草本药用植物为研究对象，采用Levins(BL)和Shannon(BS)生态位宽度指数以及Pianka生态位重叠指数(Oik)方法，对研究区内的野生草本药用植物生态位特征进行分析；基于2×2列联表，利用种间联结系数（AC）、Jaccard指数（JD）、Ochiai指数（OI）、χ2检验以及Pearson相关系数检验等方法，对研究区内的野生草本药用植物种间联结性进行分析，进而了解壶关县野生草本药用植物资源的分布特征。结果表明：（1）在重要值前22种药用植物中，生态位宽度指数(BL)最大的为地榆（63.369），其次为白莲蒿（58.276），最小的为黄芪（2.489）；生态位宽度指数(BS)最大的为地榆（4.290），其次为沙参（4.247），最小的为黄芪（1.097）；生态位重叠指数(Oik)最大的为刺儿菜与甘菊（0.562），其次为白莲蒿与阴行草（0.534），最小的重叠值为0，有112个。这说明，山西壶关县草本药用植物的生态位重叠程度整体较低，种间竞争不激烈，草本药用植物物种分布极为分散。（2）种间联结系数AC显示，在231个物种对中，有77个正联结种对，其中强正联结种对有11个，有154个负联结种对，其中强负联结有116个；种间联结χ2检验显示，有77个正联结种对，其中极显著正联结有24个，有154个负联结种对，其中极显著负联结有7个；在Pearson相关系数中，有56个正联结种对，其中极显著正联结有17个，有175个负联结种对，其中极显著负联结有8个。（3）综合AC系数、JD指数、OI指数、χ2检验和Pearson相关系数来看，壶关县药用植物种对中，负联结种对多于正联结种对，不显著联结的种对数多于显著联结的种对数；这表明壶关县野生草本药用植物种对间相似度较低，物种逐渐表现出独立分布的特征，容易受到外界干扰。总体而言，壶关县野生草本药用植物资源丰富，物种出现较为随机，种间竞争较弱，物种独立性较强，受到外界干扰时群落结构存在不稳定。本研究结果将对了解当地药用植物分布规律以及可持续利用与发展提供重要依据。

关键词：药用植物重要值生态位宽度生态位重叠种间联结

基于磁流变技术的主动控制拦阻装置设计与分析

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航空学报 2024年第12期45卷 282-295页

作者：郝嘉煜彭一明魏小辉马辉南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心南京211106

针对传统液压拦阻在面对多种类无人机拦阻功能适配性不足的缺点,基于磁流变技术和主动控制技术,提出了一种闭环拦阻装置。运用AMESim搭建了拦阻系统动力学仿真模型,并基于序列二次规划法对拦阻系统结构参数进行了选定,基于选定的参数,... 详细信息

针对传统液压拦阻在面对多种类无人机拦阻功能适配性不足的缺点,基于磁流变技术和主动控制技术,提出了一种闭环拦阻装置。运用AMESim搭建了拦阻系统动力学仿真模型,并基于序列二次规划法对拦阻系统结构参数进行了选定,基于选定的参数,对拦阻过程进行动态特性仿真,并对主动控制系统介入前后性能进行比对分析。为了更准确的模拟无人机拦阻过程的动态特性,基于有限段法构建拦阻索,并引入VL Motion构建多学科协同联合仿真。研究结果表明:主动控制介入后挂索瞬间峰值加速度相比加入前下降23%,拦阻距离下降9%,拦阻时间缩短3%,并且在挂索后无人机持续减速的过程中,加入主动控制后无人机加速度变化更加缓和;针对不同质量无人机,基于磁流变技术的主动控制拦阻装置比液压拦阻系统的适配性更好,拦阻距离和拦阻过载更加集中可控。

关键词：固定翼无人机拦阻装置拦阻动力学磁流变技术序列二次规划法

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《普京在远东城市发展会议讲话》模拟同传报告

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《普京在远东城市发展会议讲话》模拟同传报告

作者：郝嘉禹黑龙江大学

学位级别：硕士

在当前全球化背景下中俄两国的合作越来越密切,俄罗斯远东地区的发展对中俄两国也有很重要的意义,两国领导人都希望充分发挥中国资金、技术、管理和俄罗斯远东资源、地缘区位优势,助力中俄合作走深走实。笔者选取2023“远东城市发展会... 详细信息

在当前全球化背景下中俄两国的合作越来越密切,俄罗斯远东地区的发展对中俄两国也有很重要的意义,两国领导人都希望充分发挥中国资金、技术、管理和俄罗斯远东资源、地缘区位优势,助力中俄合作走深走实。笔者选取2023“远东城市发展会议”普京总统及与会人员的发言内容作为本篇报告的素材,通过本次翻译实践了解该领域最新的工作成果,总结同传策略。本报告以顺应论为指导,先介绍了译前准备工作,主要包括熟悉会议和发言人相关信息,运用查证法和意译法准备了专业术语表,然后研究了翻译材料的词法和句法特点,并结合随时调整、顺句驱动、信息补全三个翻译策略对译后文本进行具体案例分析。最后对本次模拟同传进行总结,希望日后能为相关领域的同声传译员提供参考。

关键词：顺应论远东地区模拟同传翻译策略

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基于本体指导的强化学习最优化策略研究

基于本体指导的强化学习最优化策略研究

作者：郝嘉宁吉林大学

学位级别：硕士

强化学习(Reinforcement learning)自诞生起就是人工智能领域的重要研究课题,它旨在以试错的方式为智能体获得一个较为优秀的控制策略。随着强化学习的不断发展,特别是深度强化学习领域(Deep reinforcement learning),通过不确定的探索... 详细信息

强化学习(Reinforcement learning)自诞生起就是人工智能领域的重要研究课题,它旨在以试错的方式为智能体获得一个较为优秀的控制策略。随着强化学习的不断发展,特别是深度强化学习领域(Deep reinforcement learning),通过不确定的探索流程越来越难以适应新的应用场景,由此获得的控制策略也越来越难以满足复杂场景的应用需要。因此,为智能体的随机探索流程添加逻辑约束、外部知识已经是未来强化学习领域发展的必然趋势。近年来,通过本体(Ontology)作为外部知识和逻辑约束的载体,以规则库的形式为智能体提供指导在许多应用场景取得了引人注目的成绩。这种方法针对具体强化学习场景建模,有两种常见的指导方式。一种方法是通过外部知识改造奖励函数,即通过逐步减小违反约束动作的选择概率以求逻辑约束能够逐渐被满足;另一种方法是通过构建规则库,直接为智能体提供预定义情况下的备选策略。其中,直接改造奖励函数是很困难的。一方面奖励函数往往很稀疏,难以提供有效的指导;另一方面在错误敏感的系统中逐步减小选择概率是不可接受的。相比直接改造奖励函数,直接提供备选策略更容易指导智能体。但它在复杂的决策场景下,往往因为经验规则描述能力受限而导致没有合适的备选策略可用。基于此,本文针对以上本体指导强化学习在满足逻辑约束方面存在的问题,并在单智能体和多智能体的强化学习应用场景中,具体工作如下:(1)针对违反约束动作只能逐步减小概率的问题,设计了一种基于本体的屏蔽策略。该策略在屏蔽风险动作的同时,会输出一个替代该动作的安全动作,从而实现对强化学习过程的逻辑约束,保证智能体与环境交互最大限度地符合安全规则。(2)针对没有备选策略可用的问题,本文提出了一种基于本体的最优化策略,将可选的安全动作进行排序,兼顾了强化学习智能体的探索自主性和探索过程安全性。并且针对具体应用场景,使用联合实例检索这一非标准推理的形式对整体架构进行了优化。(3)针对多智能体强化学习联合动作安全性难以判别的问题,将(1)(2)所提出的架构和策略应用到多智能体强化学习。在推广应用中,针对多智能体强化学习存在复杂的智能体间通信方式和联合动作的维度灾难问题,基于智能体半通信的情形,参考分布式相关理论,提出了一种基于本体的智能体动态分组策略,实现了基于本体的面向多智能体的安全屏蔽策略。(4)设计了一个无人机通信避障的仿真应用场景,在此仿真场景下,将(1)、(2)、(3)提出的策略应用于多种强化学习算法进行对比实验。通过对比实验,印证了我们所提出的策略在智能体决策可靠性和安全性方面的优势。

关键词：强化学习安全强化学习本体联合查询 Shield

基于步行指数的社区生活圈便利度评价及优化研究 ——以北京朝阳区为例

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基于步行指数的社区生活圈便利度评价及优化研究 ——以北京朝阳...

作者：郝嘉旌北方工业大学

学位级别：硕士

2021年北京市启动建设国际消费中心城市,计划通过对城市内消费空间的重组和规划,提升城市消费空间的高质量发展。生活圈作为城市规划新的落脚点,在一定程度上为城市公共服务设施的优化提升提供了标准化的布局规则,生活便利度是宜居城市... 详细信息

2021年北京市启动建设国际消费中心城市,计划通过对城市内消费空间的重组和规划,提升城市消费空间的高质量发展。生活圈作为城市规划新的落脚点,在一定程度上为城市公共服务设施的优化提升提供了标准化的布局规则,生活便利度是宜居城市评价的重要指标和核心因素,包括交通、购物、教育、医疗和休闲等服务设施,开展15分钟生活圈便利度评价研究,有助于为健康城市和宜居城市的建设、社区场所品质的提升、公共服务的配套完善和均等化提供主要方向和实际指导意义。本研究以北京市朝阳区为研究范围,以居住小区的几何中心点为起点,通过步行可达性构建朝阳区1196个居住小区的15分钟生活圈范围。通过收集居民对各类设施的使用频率,选取共6个大类22个小类的公共服务设施,并利用AHP层次分析法赋予各类设施权重。以此为数据基础,通过公共服务设施总量、分布密度、覆盖率和步行指数四个指标构建居住小区15分钟生活圈便利度评价模型,对北京市朝阳区开展实证研究。在实证研究中,将朝阳区道路网格、居住小区和各类设施的数据代入构建的模型中,借助Arc GIS软件计算出四大指标和15分钟生活圈便利度的评价得分。根据得分对各个居住小区进行设施总量、分布密度、覆盖率、步行指数和生活圈便利度的评价分析。结果表明:朝阳区社区15分钟生活圈便利度平均值为61.4分,居民生活便利度水平较高,大部分居住小区的公共服务设施种类齐全、数量充足、步行可达性较好。根据朝阳区社区生活圈便利度评价得分,从研究样本中选取案例小区,通过实地调研探索各等级便利度的居住小区土地利用和公共服务设施的空间分布情况,分析形成便利度评分差异的内在原因并提出应对策略,包括优化道路交通网格、优化公共服务设施布局以及构建复合场景空间形态,从而提高居民日常生活便利性,提升居民生活质量,打造宜居城市。

关键词：步行指数便利度社区生活圈公共服务设施

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交叉口借道左转适用性及控制策略研究

交叉口借道左转适用性及控制策略研究

作者：郝嘉铭北方工业大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程的持续推进,机动车数量的持续增长对城市道路造成了日益加大的交通压力。交叉口作为道路网络的关键节点极易发生交通拥堵,而左转交通流是交通拥堵的主要原因之一。为了有效缓解交叉口的交通拥堵问题,各地交通管理部... 详细信息

随着我国城市化进程的持续推进,机动车数量的持续增长对城市道路造成了日益加大的交通压力。交叉口作为道路网络的关键节点极易发生交通拥堵,而左转交通流是交通拥堵的主要原因之一。为了有效缓解交叉口的交通拥堵问题,各地交通管理部门采用了多样化的交通组织方式。此外,一些国内外学者针对交叉口拥堵问题提出了较多的非传统设计和控制策略,其中借道左转作为一种新型的、非传统的交叉口设计方式,已经在国内多个城市得到了广泛的实践应用。本文首先以设置有借道左转的交叉口的左转车道及左转交通流运行规律为研究对象,分析了左转车辆的到达特性、设置有借道左转的交叉口的路口空间特征、相位顺序特征、交通流运行特征以及左转车辆的排队特性,并根据分析的交通特性建立设置有借道左转的交叉口的通行能力计算模型。其次,本文从交通需求、道路条件和交叉口几何条件三个方面进行分析,探讨了借道左转的适用性。根据交通流量和排队长度,分析设置借道左转的临界条件,解决了需要在何种交叉口实施借道左转设计的问题。基于道路条件和交叉口几何条件,结合定量分析和定性分析,研究什么样的交叉口满足设置借道左转的条件,解决了交叉口是否适合设置借道左转的问题。然后,分析了借道左转设置的方法及控制策略。对设置借道左转的一些关键参数车道长度、车道数量、左转相位的最短绿灯时间和最大红灯时间、预信号的提前启亮及结束时间进行了研究,给出了车道长度和车道数量的限制范围,以及相关配时的计算方法,并从理论上分析了动态设置的借道左转车道开口的可行性。对设置借道左转的控制管理策略如信号控制、标志标线控制、用路人教育训练提出了建议。基于设置借道左转后的车辆排队消散图,结合停车线法及Webster延误模型,建立了适用于借道左转交叉口的延误计算模型。最后,通过VISSIM软件进行设计仿真实验,验证了本文建立的通行能力计算模型的有效性,以及延误计算模型的有效性;基于提出的信号控制策略,通过对比实验,分析验证了设置借道左转后不同控制策略下对交叉口通行效率和安全性的提升。

关键词：借道左转适用性分析交通特性控制策略 VISSIM