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考虑路径关系的干线多路径绿波优化模型

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 103-113,163页

作者：吴场建曹奇任刚东南大学交通学院南京211189

针对协调路径数目增加后绿波带宽变窄问题,本文提出一种考虑路径关系的多路径协调控制优化模型。分析路径的相关关系,构建上下行分区和路径分解模型;引入子区划分参数,改进经典多路径模型,构建子区内部协调约束;分析路径在相邻子区之间... 详细信息

针对协调路径数目增加后绿波带宽变窄问题,本文提出一种考虑路径关系的多路径协调控制优化模型。分析路径的相关关系,构建上下行分区和路径分解模型;引入子区划分参数,改进经典多路径模型,构建子区内部协调约束;分析路径在相邻子区之间的衔接特征,构建子区间连接性约束条件;综合考虑子路径长度和流量构建权重系数,以各子路径绿波带宽加权和最大为优化目标,建立多路径协调控制优化模型。为验证模型的有效性,选取南京市典型干道为研究对象开展案例分析。实验结果表明,本文提出的模型可以有效增大绿波带宽,相较于对比模型,加权绿波带宽和提高49.44%。利用VISSIM验证了方案的应用效果,仿真结果表明,本文模型方案可以获得更高的通行效益。相较于对比方案,关键路径车均延误和车均停车次数明显降低,干道车均延误和车均停车次数分别降低了20%和27%,车辆平均速度提高了17%。本文模型可为城市道路干线协调控制提供理论基础。

关键词：交通工程绿波优化模型混合整数线性规划多路径干线协调控制路径关系

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专车服务的多模式随机共乘用户均衡模型

清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1469-1481页

作者：王牵莲马捷王炜陈景旭东南大学交通学院南京211189

共乘出行是城市共享交通的重要出行方式之一。共乘出行可以减少道路上的机动车数量,也常被认为是缓解交通拥堵的有效方式。相比于传统的共乘出行,专车共乘出行能进一步提升出行体验的舒适程度,提高出行者的共乘积极性,促进城市共享交通... 详细信息

共乘出行是城市共享交通的重要出行方式之一。共乘出行可以减少道路上的机动车数量,也常被认为是缓解交通拥堵的有效方式。相比于传统的共乘出行,专车共乘出行能进一步提升出行体验的舒适程度,提高出行者的共乘积极性,促进城市共享交通的良性发展。研究共乘出行的交通分配问题对于预测交通流量和制定管理政策具有重要意义。该文以专车共乘出行为研究对象,提出了多模式随机共乘用户均衡(stochastic ridesharing user equilibrium,SRUE)问题;基于Logit模型建立了该问题的变分不等式(variational inequality,VI)模型,并验证了解的等价性、存在性和唯一性;通过并行自适应投影算法(parallel self-adaptive projection,PSAP)获得模型的解,通过数值实验对模型和算法的有效性进行评估。实验结果表明:专车共乘出行能有效减少路面行驶的车辆、降低出行时间;乘客在专车共乘出行市场中占据主导地位;制定的合理公交票价能协同常规公交与专车共乘出行从而缓解交通拥堵。

关键词：专车共乘出行随机共乘用户均衡变分不等式投影算法并行计算交通分配问题

基于微观动力学参数的高速公路特征路段事故风险分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 162-172页

作者：何杰张长健严欣彤王琛玮叶云涛东南大学交通学院南京210018

为剖析高速公路不同特征路段的致险机理,在研究中引入了车辆正常行驶时的微观动力学参数,分别构建了标准有序Logit模型和二项Logit模型定量分析微观动力学参数与特征路段(分流区、合流区、曲线段等),以及微观动力学参数与事故风险之间... 详细信息

为剖析高速公路不同特征路段的致险机理,在研究中引入了车辆正常行驶时的微观动力学参数,分别构建了标准有序Logit模型和二项Logit模型定量分析微观动力学参数与特征路段(分流区、合流区、曲线段等),以及微观动力学参数与事故风险之间的关系,并进一步基于模型推导分析了不同特征路段对事故风险独立的作用效能。结果表明:纵向动力学因子可以映射路段追尾事故风险的高低,而不同特征路段又可以使纵向动力学因子发生不同倾向的浮动,即可以将该因子作为风险传递的中间变量,来判定路段事故风险的高低;相较于“无分流区的直线段”,“分流区”这一复杂特征对追尾事故风险的增益作用最大,“复合线形”次之,“平曲线”最弱,且平曲线路段的缓和曲线长度越大,追尾事故风险越高;发现了显著的风险补偿现象:较为轻松的驾驶环境可能会导致驾驶员放松警觉,引起追尾事故风险上升。本文的结论可以为高速公路不同特征路段的事故预防、针对某一特定类型事故的救援措施制定提供理论支撑和经验借鉴。

关键词：交通运输安全工程道路事故风险标准有序Logit模型二项Logit模型微观动力学参数道路复杂特征

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非饱和土的有效应力探讨

东南大学学报(自然科学版) 2024年第5期54卷 1115-1121页

作者：缪林昌东南大学交通学院

由于非饱和土强度季节性变化，缺失统一的非饱和土有效应力公式而无法准确预警预防，导致非饱和土堆土、边坡出现滑坡、塌陷等诸多问题，基于Terzaghi的有效应力理论和土力学三相介质原理，推导得到非饱和土土颗粒之间的相互作用力，建... 详细信息

由于非饱和土强度季节性变化，缺失统一的非饱和土有效应力公式而无法准确预警预防，导致非饱和土堆土、边坡出现滑坡、塌陷等诸多问题，基于Terzaghi的有效应力理论和土力学三相介质原理，推导得到非饱和土土颗粒之间的相互作用力，建立了非饱和土的有效应力公式.在此基础上，分别考虑应变功与能量守恒原理、非饱和土气水运移和受力平衡等不同情形，进一步论证了该非饱和土有效应力公式的科学性，同时利用不同的非饱和土剪切强度试验数据对这一有效应力公式进行计算验证，证明了其正确性和有效性.研究结果表明，所建立的非饱和土有效应力公式可适用于饱和土和非饱和土，并便于相关工程的设计和灾变防治应用.

关键词：非饱和土有效应力变形功气水运移剪切强度

基于机器学习的中型城市居民出行方式选择行为研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 13-23页

作者：李文权邓安鑫郑炎殷子娟王白凡东南大学交通学院南京211189

为探索中型城市居民出行特征以及不同因素对出行方式选择行为的影响机制,本文以中国某中型城市居民出行数据为例,综合考虑传统离散选择模型和机器学习模型在预测精度和建模合理性上的优劣,以及机器学习模型超参数求解算法的特点和效率,... 详细信息

为探索中型城市居民出行特征以及不同因素对出行方式选择行为的影响机制,本文以中国某中型城市居民出行数据为例,综合考虑传统离散选择模型和机器学习模型在预测精度和建模合理性上的优劣,以及机器学习模型超参数求解算法的特点和效率,引入变异程序,提出粒子群优化随机森林的中型城市居民出行方式选择预测模型,采用预测准确率、出行方式比例预测绝对误差和期望模拟误差这3项性能指标,量化对比粒子群优化随机森林模型与多种机器学习模型和多项Logit模型统计学上的预测性能差异,利用SHAP(SHapley Additive exPlanation)模型深入分析个人社会经济属性、出行属性及出行方式属性等相关因素与居民出行方式选择之间的非线性关系。结果表明:粒子群优化随机森林模型整体平均预测准确率最高,为0.856,出行方式比例预测平均绝对误差和期望模拟平均误差最低,分别为0.062和0.306,模型间指标差异在统计学检验下显著;距离对不同出行方式选择的影响最显著,步行和私家车出行对距离敏感性更高,不同距离下,两者选择概率变化超过35%;30岁以下群体不同出行方式选择概率差距大于其他年龄段;性别、是否拥有私家车或公交IC卡等因素显著改变公交车和私家车的选择概率。

关键词：城市交通出行方式选择机器学习模型中型城市粒子群优化 SHAP模型

采用新兴隧穿器件的低功耗微控制器设计与实现

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2264-2273页

作者：蔡浩童辛芳杨军东南大学集成电路学院南京210096

基于隧穿场效应晶体管(TFET)器件的低功耗微控制器设计将器件、电路和系统结合,利用具有超低亚阈值摆幅特性的器件使得电路在非工作情况下达到极低泄露功耗,避免了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件亚阈值摆幅理论极限带来的功... 详细信息

基于隧穿场效应晶体管(TFET)器件的低功耗微控制器设计将器件、电路和系统结合,利用具有超低亚阈值摆幅特性的器件使得电路在非工作情况下达到极低泄露功耗,避免了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件亚阈值摆幅理论极限带来的功耗瓶颈,解决了目前对电池供电设备中微控制器的低功耗需求问题。TFET器件与传统MOSFET器件在工作机理上差异较大,主要体现在关断后具有更低的泄露电流,可以在更低的电压下工作,适用于长休眠电池供电低功耗需求下的物联网应用场景设计。该文调研了近年来TFET器件在低功耗电路设计方面的研究,介绍了传统微控制器的结构以及功耗来源,同时阐述了TFET器件的工作原理、特性以及设计挑战,在数字电路、模拟电路以及系统设计各领域考察了TFET器件的研究发展进程,并对各设计方案进行了优劣势分析,结合文献调研分析了TFET器件在低功耗微控制器设计领域的未来展望。

关键词：物联网低功耗微控制器新型隧穿器件

东南大学李全团队在液晶弹性体信息加密和显示方面取得重要进展

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信息网络安全 2024年第2期24卷 271-271页

作者：东南大学东南大学

近日,东南大学智能材料研究院院长、首席科学家、化学化工学院李全团队在双重响应液晶弹性体用于多级信息加密和瞬态信息显示方面取得重要进展。相关成果以“A Dual-Responsive Liquid Crystal Elastomer for Multi-Level Encryption an... 详细信息

近日,东南大学智能材料研究院院长、首席科学家、化学化工学院李全团队在双重响应液晶弹性体用于多级信息加密和瞬态信息显示方面取得重要进展。相关成果以“A Dual-Responsive Liquid Crystal Elastomer for Multi-Level Encryption and Transient Information Display”为题发表在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Edition》。论文的通讯作者是东南大学李全院士和南京大学李承辉教授。

关键词：信息加密化学化工学院液晶弹性体南京大学智能材料 Dual

抗干扰的多智能体系统固定时间分布式优化算法

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控制与决策 2024年第2期39卷 527-535页

作者：耿超武永宝孙佳刘剑薛磊东南大学苏州联合研究生院江苏苏州215123 东南大学自动化学院南京210096

针对一阶多智能体系统提出一种抗干扰的分布式控制算法,在固定时间内解决具有状态约束和外部扰动存在情况下的多智能体系统凸优化问题.该算法分为两部分:第1部分使得每个智能体在任意初始条件下都能在固定时间内收敛到一致;第2部分在满... 详细信息

针对一阶多智能体系统提出一种抗干扰的分布式控制算法,在固定时间内解决具有状态约束和外部扰动存在情况下的多智能体系统凸优化问题.该算法分为两部分:第1部分使得每个智能体在任意初始条件下都能在固定时间内收敛到一致;第2部分在满足状态约束条件的同时,使所有局部目标函数的总和在固定时间内取得最小值.该算法能够在外部有界扰动存在的情况下抑制干扰信号,获得最优解,且收敛时间不受初始状态和外部扰动的影响,可以根据任务需求离线地预分配任务建立时间.利用凸优化和固定时间李雅普诺夫稳定性理论证明算法在有界扰动存在时的固定时间收敛性,最后通过智能电网中经济调度问题的实例验证算法的有效性和优越性.

关键词：固定时间收敛分布式控制多智能体系统抗干扰状态约束凸优化

磁性微球在循环肿瘤细胞和病毒以及核酸分离富集和检测分析中的应用进展

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分析化学 2024年第6期52卷 778-788页

作者：郭玲香周健平杨涛东南大学化学化工学院东南大学智能材料研究院

磁性微球是一种多用途复合材料，通常以纤维素、壳聚糖、二氧化硅以及聚苯乙烯等生物兼容性好的材料为包覆载体，通过表面的活性基团（—OH、—COOH、—NH2和—SH等）负载荧光分子、抗体和核酸等，可以特异性识别癌细胞、病毒和遗传物... 详细信息

磁性微球是一种多用途复合材料，通常以纤维素、壳聚糖、二氧化硅以及聚苯乙烯等生物兼容性好的材料为包覆载体，通过表面的活性基团（—OH、—COOH、—NH2和—SH等）负载荧光分子、抗体和核酸等，可以特异性识别癌细胞、病毒和遗传物质。借助其自身优异的磁响应特性，磁性微球可实现快速分离和富集，在免疫分析、细胞分离以及环境检测等领域具有广阔的应用前景；磁性微球还可与微流控芯片等结合，构建高通量检测平台。本文介绍了近5年来磁性微球在循环肿瘤细胞检测、病毒抗原抗体和核酸检测等前沿分析领域中的应用进展，并讨论了以磁性微球以及以其为载体开发的检测分析试剂盒的商业化前景。

关键词：磁性微球循环肿瘤细胞病毒抗原核酸检测评述