DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 肌少症与睡眠障碍的相关发病机制 肌少症和睡眠障碍常见于老年人，两者之间存在一些潜在的生物学联系： 3.1. 衰老 骨骼肌的生长和维持是蛋白质周转和细胞周转的结果。然而，在老年个体中，细胞更替几乎无助于肌肉纤维的稳态。在衰老的肌肉中，蛋白质转换是参与肌肉合成代谢和肌肉分解代谢平衡的主要生理现象。衰老与睡眠障碍和内分泌系统、激素分泌的变化有关。这些变化可能通过抑制蛋白质合成而影响身体组成，最终导致骨骼肌减少症的发生。睡眠障碍同样随年龄增长而提高，因此衰老可能是二者共同的危险因素。 3.2. 激素改变 3.2.1. 生长激素(GH) 不良的睡眠模式和睡眠障碍会导致激素失衡，睡眠不良和肌少症可能有因果关系。睡眠直接影响GH的分泌。睡眠时，GH的分泌明显增加。GH不仅能够促进软骨、肌肉生长以及其他细胞的分裂，还有助于促进蛋白质合成，影响肌肉蛋白质的代谢，进而影响骨骼肌质量水平，导致肌肉萎缩发生肌少症。GH的释放尤其取决于睡眠的发生和质量，无论睡眠是否提前、延迟或中断和重新开始，睡眠开始后不久引起GH脉冲式释放。长时间睡眠期间，急性完全睡眠剥夺导致GH分泌极少。然而，睡眠和生长激素释放之间的相互作用可能是双向的，低躯体功能对睡眠有负面影响。 3.2.2. 皮质醇 皮质醇与衰老过程中的肌肉分解代谢有关，肌少症患者皮质醇水平升高。肌肉无力和消瘦与高皮质醇症密切相关。睡眠时皮质醇的释放受到抑制，与年龄有关的睡眠障碍和睡眠潜伏期过长会显著提高体内皮质醇水平，进而导致机体蛋白质降解增加，阻碍蛋白质合成，损害肌肉生理结构特征，最终导致肌肉萎缩。50岁以后，晚间皮质醇水平上升，可能是由于睡眠片段化和快速眼动睡眠减少。 3.2.3. 甲状腺激素 老年人的肌肉质量和功能减少可能与静息代谢率升高有关。睡眠状态下的游离甲状腺素指数高于睡眠恢复状态。甲状腺激素影响能量消耗，特别是静息代谢率。FT4浓度与肌肉质量高度相关。甲状腺激素相关损伤被证明是由于活化的卫星细胞直接暴露于循环甲状腺激素，通过FoxO3/MyoD轴导致大量卫星细胞凋亡的结果。根据一项研究，肌肉质量减少可能间接归因于高FT4水平导致的静息代谢率的增加 [ 6 ]。 3.2.4. 性激素 雌激素水平的变化会影响女性整个生命阶段的睡眠质量，女性绝经期后体内的雌激素水平逐渐下降，随之而来的是睡眠质量下降以及入睡时间延长等现象，进而损害女性的肌肉功能，导致肌少症的发生。目前认为，与年龄相关的雄激素下降是导致骨骼肌减少症发生的重要原因，睾酮激活细胞质雄激素受体增加核转录，刺激蛋白质合成。女性的睾酮水平在20到45岁之间显著下降。在男性中，30岁后生物可利用睾酮水平每年下降2%。睡眠障碍会影响老年人24小时睾酮水平，而老年人的睾酮水平在睡眠中断后恢复较差。此外，HPA和HPG轴的失衡导致了不良的性激素谱，与老年人的昼夜节律和睡眠障碍有关。 3.2.5. 其他激素 睡眠时间短与饥饿素增加、瘦素水平减少以及胃饥饿素–瘦素比率增高有关。胃饥饿素(Ghrelin)是一种主要来源于胃的肽，通过增加食物摄入量和体重，以及减少脂肪利用，在能量平衡中起着核心作用。研究表明，Ghrelin是一种促进睡眠的因子，它能促进人的慢波睡眠，夜间释放GH、ACTH和皮质醇，进而影响肌肉蛋白合成。通过增加Ghrelin活动，睡眠剥夺可能对ACTH产生刺激作用，导致皮质醇水平高于基线值。在睡眠时间较短的受试者中，发现了较高的饥饿素水平。瘦素是一种脂肪细胞衍生的激素，它反映了储存在脂肪组织中的能量。它与食物摄入和代谢的调节有关。瘦素水平在睡眠中明显增加，但也受昼夜节律控制，在早上达到最低水平，在晚上达到峰值，增加了早上的饥饿感和晚上的饱腹感。 3.3. 炎症反应 当机体炎症因子在骨骼肌过多积累会导致肌肉萎缩，从而导致肌肉减少症的发生。睡眠障碍与炎性反应细胞因子水平增高有关，白细胞介素、肿瘤坏死因子(TNF)和C-反应蛋白表达增加，通过氧化和蛋白水解酶途径使得肌肉组织合成代谢失衡，蛋白分解代谢增加，最终导致骨骼肌质量减少 [ 7 ]。 3.4. 胰岛素抵抗(IR) 骨骼肌中肌纤维主要由蛋白质组成，胰岛素促进肌肉合成代谢，抑制肌肉蛋白质分解。IR不利于肌细胞糖原代谢与蛋白质合成，通过使肌肉蛋白质合成减少、分解代谢增加，加速肌肉减少，导致肌少症发生。随着年龄的增长，睡眠时间缩短和睡眠质量差会通过多种代谢途径诱导胰岛素抵抗，使机体蛋白质降解增加，合成受阻，引起肌少症发生 [ 8 ]。 3.5. 线粒体功能障碍(MD) 骨骼肌细胞因机体活动、能量高需求含有较高的线粒体密度，线粒体是物质氧化释放能量的场所。随着年龄的增长，机体会产生大量的活性氧自由基(ROS)，而抗氧化细胞的防御功能受损、抗氧化能力显著下降，使生成的ROS无法及时清除，在机体内堆积，使机体处于氧化应激状态，从而影响肌肉蛋白的合成。同时ROS还会介导增强肌肉蛋白的水解，导致肌少症的发生 [ 9 ]。而睡眠障碍经常与原发性线粒体疾病相关 [ 10 ]，促进肌少症发生。 3.6. 血脂 高剂量脂多糖可增加体温、心率、皮质醇水平、肿瘤坏死因子(TNF)及其可溶性受体水平；它还会导致睡眠时间减少，随后增加，并伴随着快速眼动睡眠(REM)的减少，从而扰乱睡眠。一项调查研究表明，女性睡眠持续时间 ≤ 6 h和睡眠时间 ≥ 10 h与血脂异常密切相关 [ 11 ]。另有研究同样显示，与单纯的肌肉减少或肥胖的老年男性相比，患有肌少症的老年男性发生血脂异常的风险更高 [ 12 ]。上述研究结果提示，血脂异常可能在睡眠时间与肌少症的关系中起到潜在的作用。 3.7. 昼夜节律 由于不良生活方式导致的昼夜节律紊乱正在成为肌少症发展的一种新的有害因素。生理节律中断引起的肌少症的潜在机制包括分子生物钟和与调节生理节律相关的线粒体功能 [ 13 ]。同时，昼夜节律随着年龄的增长而变化，并与睡眠障碍有关。夜间醒来频率和持续时间以及白天小睡次数的增加可能部分归因于影响控制昼夜节律的大脑中心，主要是下丘脑的视交叉上核的退行性疾病。
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user: 4. 防治策略 虽然目前肌少症和睡眠障碍发生发展的病理生理学机制仍不十分清楚，但在有效、积极治疗肌少症的基础上，早期识别并进行干预治疗睡眠障碍，可以有效地延缓、甚至可以逆转肌少症的进展，最终可以降低不良结局的发生风险，从而改善患者的生活质量。肌少症和睡眠障碍作为与增龄相关的老年综合症的一种，都需要对其进行早期干预，以延缓进程，提高患者的生活质量。各种干预措施，包括运动锻炼在内的干预措施，均可以预防或减少睡眠障碍的发生风险。主要干预策略包括： 4.1. 运动锻炼 运动锻炼是已知的老年肌少症人群的最有效的干预方式之一。规律、适量的有氧运动可显著改善老年肌少症患者的肌肉力量，增强机体日常活动能力，改善步态，减少跌倒，同时增强患者食欲和营养摄入，降低营养不良发生风险。有氧运动及抗阻运动可增加肌少症患者的肌肉质量和力量，而抗阻训练是目前治疗肌少症最有效、最安全的方法 [ 14 ]。有氧运动可使线粒体数量增多，酶的活性增强，从而促进肌肉蛋白质合成，改善肌少症；抗阻训练可使肌生成抑制素合成减少，肌纤维体积相应增大，从而提升肌肉质量和力量 [ 15 ]。由此可见，对老年患者进行运动干预可预防这部分人的肌肉功能下降，但由于老年人群基础疾病普遍较多，心肺功能较差，需要由专业的医生根据患者自身情况制定合适的运动处方，并在运动过程中做好检测，防止由于运动造成意外伤害。 4.2. 营养支持 老年肌少症人群中营养不良较常见，应重视早期筛查营养不良，日常膳食中补充充足宏量和微量元素，如蛋白质、氨基酸、鱼油、脂肪酸和抗氧化剂、各类维生素及微量元素等能有效地预防肌少症的发生发展。此外，补充维生素D不仅可以减少跌倒发生，还可改善平衡并保持肌肉力量，并可能在预防和治疗睡眠障碍中发挥作用。 4.3. 激素治疗 睾丸激素替代可增加性腺功能减退男性的肌肉质量和力量，尤其是与运动相结合时。然而，睾丸激素可能会导致不利的脂质分布和对前列腺的不良影响。目前，不建议在没有明显的性腺功能减退症的情况下进行常规睾丸激素替代治疗。
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user: 5. 总结 目前对于肌少症与睡眠障碍的关系尚未形成统一结论。但根据现有研究可以确定的是，肌少症与睡眠障碍的发病间存在诸多相似的病理生理机制。总之肌少症和睡眠障碍关系密切，上述几种主要机制之间相互关联、相互促进，形成恶性循环，使得肌少症和睡眠障碍不断进展，严重影响患者预后。临床医生需要重视早期筛查和评估老年肌少症患者的睡眠障碍，以便做出正确合理的临床决策，帮助患者改善生活质量。患者需重视运动锻炼、营养补充等综合干预方法。未来还需进一步、多中心、大样本的研究来阐述该机制，为临床肌少症的预防及治疗提供理论基础，提高人群对肌少症和睡眠障碍的认识，为高危人群的早期干预以及确诊患者的治疗方法提供理论基础，同时为两者关联性的进一步研究提供理论支持和有效建议，以期更早的预防肌少症和睡眠障碍等疾病，从而帮助提升人群的生存质量和老年健康生活水平。未来该领域的研究结果将有望从睡眠角度干预肌少症，早期改善这一类患者的预后和生存质量。
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user: 摘要 本文的研究方法主要是文献研究法及田野调查法，研究了莫言小说中方言的运用情况，讨论了莫言小说中北方方言词、山东方言词、高密方言词的运用情况和运用特点，以此为基础探讨了各类方言在小说中所起到的作用，主要是从社会文化的营造和人物性格特点的刻画两方面来展开的，最后总结了一下小说创作中方言运用需要注意的问题。希望能够对莫言的语言风格、创作习惯、方言写作对中国小说创作的影响有更深的理解。
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user: 1. 绪论 1.1. 研究背景 莫言是中国现当代最著名的小说家、文学家之一，二十世纪八十年代以来，他进入文坛，由于他的文章充满“怀乡”和“怨乡”的情结，被誉为“寻根文学”作家。由此迅速崛起，成为新时期文学的一颗新星，得到了来自国内外的广泛关注。1985年，莫言的小说《透明的红萝卜》在《中国作家》杂志发表后一举成名，也使得莫言得到了汪曾祺、史铁生等一众文学大家的高度评价。次年，小说《红高粱》在《人民文学》杂志的发表引起轰动，由此莫言进入了创作的高峰阶段，后来他也不断寻求突破，创作了大量的作品。2012年凭借长篇小说《蛙》获得了诺贝尔文学奖，成为首位获此殊荣的中国籍作家，这不仅是他个人的成就，更是中国文学的一大进步。 莫言获得诺贝尔文学奖的理由是：他的文章将魔幻现实主义与民间故事、过往历史和当代社会融合在了一起。莫言作品的语言粗犷奔放，但其中又不缺乏细腻情感，风格复杂多变，从词汇的使用到语法框架，都具有鲜明的个人色彩。莫言十分重视在文学创作中使用当地方言，这不但是莫言文学作品的语言特色，也是莫言心中文学精神的体现。高密方言成为了莫言小说的典型标记，通过对方言的运用，作者为读者构建了一个文学的“东北高密乡”。 袁家骅先生认为，凡是不合语言规范或标准的就是方言，这主要包含了三层意义：一是说方言是同一个语言的地方变体，特别是在语音方面；二是方言是一般不出现在书面上的特殊口语，是不够文雅、难登大雅之堂的土语；三是不同方言在语音、词汇、语法等各方面都互有异同 [ 1 ]。中国方言学界认为：在全国汉语方言分区上，山东方言属于北方方言。根据古知庄章三组字今声母的区别，把山东的方言分成了东西两个区，然后再根据内部差异，把东区分成东莱片和东潍片两片，把西区分成西齐片和西鲁片两片 [ 2 ]。莫言所运用的高密方言属于东区的东潍片(见图1)。 许多作家在进行文学创作时，为了更好地表现时代背景、突出人物特征，会选用自身当地的方言作为工具进行创作，形成自己的独特风格。这一现象也得到了许多学者的观察研究，出现了很多相关的文章著作。 莫言作为当代文坛具有重大影响力的知名作家之一，其作品中山东方言的运用情况研究也越来越多，如：孙万蜜的《<红高粱>的语言艺术特色——雅俗交融的语言场》(2013)运用统计学等多种方式全面梳理分析小说的词句特点，来研究莫言小说表达方式；张涵的《莫言小说<蛙>中的方言词及方言熟语研究》(2018)以《蛙》为研究对象，研究小说中方言词方言熟语的特征及使用规律，并分析它的引用方式和产生的效果。 以上我们简要概括了当前对莫言小说中方言运用情况的研究情况，我们可以看到，大部分都是从某一部著作入手研究其中方言词的特点，而从宏观角度概括分析其小说中方言的运用情况的并不多见。 图1. 山东方言的分区 1.2. 研究意义 我们都知道方言不仅仅是一个地区的标志，可以拉近人与人的距离，也是触发离乡游子思乡之情的途径。作为“寻根文学”作家，莫言在小说中将方言运用在刻画人物形象的同时提高了文章的艺术表现力。本文对莫言小说中方言运用情况的调查研究，在掌握莫言小说语言风格特点用词习惯等方面都有显著作用，为日后莫言文学语言和方言文学创作的研究提供一定理论借鉴意义。 1.3. 研究方法 本文的研究方法主要是文献研究法和田野调查法。通过查找阅读过去有关莫言小说方言运用研究的著作、论文等，了解前人研究角度和成果，来为个人的研究提供方向和思路。确定思路后对莫言小说中方言词进行挑选分类归纳，再深入高密当地寻找常年生活在高密地区未受其他方言区语言影响的高密人做语料采集人，征集了小说中选取的方言词语的日常生活使用例句，相互比较从而分析出它在文中的运用特征及规律，再将其放大到整篇小说来看它能发挥什么作用和意义。
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user: 3. 方言在莫言小说中的意义和作用 “作家最好不要丢掉自己的母语，母语的生动性只有作家最能够体会，最能够掌握。” [ 6 ] 莫言的小说中环境描写、人物刻画和故事情节的叙述都运用了大量的方言，带有浓厚的高密东北乡色彩，方言土语的融入使得莫言小说更具有地方性、民间性。对于方言词语的使用对小说所产生的影响和效果，我们将从以下两个角度来一一分析。 3.1. 社会文化环境的营造 最简单能够区别人的方法就是这个人的语言，无论是这个人的家乡、性格、心态，都能够通过他的语言窥见一二，这也是在小说创作中，语言之所以如此重要的原因。莫言在他所有的创作中，都时时刻刻以此作为刻画人物的准则。而人物又是从社会中走出来的人物，每个人物都既有典型性又有一般性。所以文中大篇幅的使用方言词语、俗语谚语，首先就让读者在初印象上打上“北方、乡土、魔幻”的标签，这就是我们说的形成了自己小说中的社会文化环境。作者所使用的方言词大致上按照词类可以各司其职，名词主要是为了表现当地的自然地理环境、客观现实等，比如我们上文说过的“接骨草、三棱草、鹅不食草、婆婆丁、老鸦芋头”等；而动词性方言词是为人物服务的，他在塑造人物形象表现人物性格特征推进故事情节方面有意想不到的突出效果；形容词性方言词可以体现人们心中的价值取向，尤其是那些以实物作比构成的形容词，比如说“草鸡”“强梁”，甚至是一些咒骂之语如“狗娘养的”“驴日的”等，这些都能够表现出当地人民对于猪狗牛驴等家畜的轻视以致用其来侮辱别人，这就是当地人心中观念的隐形写照。不同词类有不同的作用，但共同服务于一个主题那就是整个小说社会文化环境的塑造。 3.2. 人物性格特点的刻画 作家阿英认为方言的应用可以增进人物的生动性，也可以突出人物性格特征。用方言刻画出的人物不像是流水线生成的产品，都一个模样，相反，它是立体的鲜活的。几十年的是生活经历让莫言熟悉高密人的一切习惯，细腻的运用方言才能传神精当的刻画出不同的人物形象。比如说《丰乳肥臀》中的上官鲁氏相反是一个处处软弱隐忍，后来变得坚强刚毅的人物形象。反过来说，莫言小说中成功刻，也更加突出。正所谓“言为心声”，语言是最能够体现一个人的性格特征的画的每一个人物都是当时时代背景下的典型人物，都是时代背景的体现，往往能够从中彰显出小说的主题所在。
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user: 4. 结语 龙应台曾经评价过莫言，说他是一个中国土地里长出来的人民文学家。自1981年发表第一篇小说《春夜雨霏霏》后，莫言一直努力工作，先后创作了十一部长篇小说、三十多部中篇小说、八十多篇短篇小说及散文等，为中国文坛做出了巨大贡献。莫言是一个具有强烈的叛逆精神的作家，他没有按照传统的小说套路小说笔法来进行创作，他采取了许多当时少见的方法，形成了自己的特色，如魔幻荒诞的风格、方言营造的东北高密乡环境等，对传统的审美标准、传统的道德要求、传统的思维观念都是一个强有力的突破。也正因为他的与众不同，引得了许多人的研究模仿。 莫言小说中方言的运用也不是个别现象，新时期以来，随着西方文学理论的流入，方言在文学创作中的作用得到了重视，很多作家都开始有意识地在人物语言中增加方言，增强人物的个性化，从而使得方言小说越来越流行，越来越受到关注。因此，对小说中方言运用的情况研究更是数不胜数，我选取莫言作为研究对象，对他小说中的方言词语进行了挑选归纳分类，并对它们在文中作用进行了分析。但是我的研究目前还存在着非常多的问题，比如，我单是研究了莫言的几部小说，忽视了他的散文、演讲、报告文学等的研究，文体不同风格不同，这些类型文章的方言运用一定会有不同的效果；其次，在本文中我们只挑选了方言词语，但是在语法方面，高密方言和普通话还是存在许多不同点，这在莫言小说中也有一定的体现；最后一点，运用山东方言进行小说创作的不仅莫言一人，还有张炜、黎明等作家，我没有进行几位作家之间的对比研究。这些是我研究的不足之处，也是日后继续研究的方向和目标。
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user: 摘要 针对现行的固定配时交通灯控制系统的相位绿灯时长固定和同相位不同方向车辆通行时长差异大的弊端，本文提出了动态更新相序和时长的交通灯智能控制算法，基于交通路口流量信息，通过实时计算优先相位和关联相位产生一个当前状态下的最优控制方案来调整交通灯的相位和相序，改变相位的绿灯时长，从而避免了固定配时方案下的空等现象，提高了道路的资源利用率。
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user: 1. 引言 交通灯智能控制系统是在交通信号灯系统基础上研制而成的交通安全应急信号控制系统。它通过实时监测交叉路口的信号灯，并根据交通信号灯发生的变化，调整交通信号灯的工作状态，及时将车辆从路口分流或避让开，将可能发生事故的车辆和行人从交叉路口移出或者避让，从而减轻交通伤亡、保证交通顺畅、保障交通安全，保护交通参与者和乘客的安全。交通灯智能控制系统由路口车流智能感应系统和交通灯智能控制器两部分组成，前者是通过传感器或者摄像头采集路口的交通状态信息，实时监测交叉路口的交通状况，后者则根据交通流的变化，对交通信号灯工作状态进行调整，从而使交通信号灯工作在合理的状态下。 路口车流智能感应系统通过在道口安装智能感应探头，对车辆进行实时采集数据并上传至服务器，为交管部门提供车辆信息、车牌车型及交通参数等相关数据信息，并提供智能决策分析及交通指挥等功能。通过车流智能感应系统，能够了解道路运行状态及实际交通流量，为交通指挥部门提供信息参考，提高交通管理的科学性和针对性，进而保障道路交通的安全。 而交通灯控制一般有两种方式，第一种是定时控制，是利用交通灯的工作原理，按照预先设定的时间和路线，对各个交通灯在一定时间内进行定时的开、关。第二种是自适应智能化控制，是通过实时获取交叉路口的交通流信息(包括各相位车道的排队情况、车辆的速度等等)建立路口的交通状态图，根据实时信息动态调节交通灯的运行情况，控制交通灯的相位从而实现对各个交通灯的开启与关闭。 交通灯定时控制虽然安装和实现比较简单，但由于在定时控制方式下，交通灯的变化周期是固定的，只能适用于路口情况比较简单、各时段交通流变化不大的路口，不能实时调控交通流和缓解交通拥堵压力。而根据近年发布的《道路交通信号灯设置与安装规范》，2021年起多地开始采用新国标红绿灯。新国标红绿灯有两大变化，即统一红绿灯样式，取消读秒和黄灯。新国标红绿灯的变化是为了适应现有交通灯系统的智能化发展方向，这种取消倒计时的红绿灯装置能更好地配合适应智能交通信号控制器，根据交通流量动态更新信号灯的切换，大大提高交叉口的交通效率，从而缓解道路压力。
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user: 2. 国内外现状 智能化交通控制系统主要是从采用了交通灯指挥路口人流车流的通过开始发展起来的。1975年，最早使用交通灯控制交通的英国首先提出了SCOOT系统(Split， Cycle and Offset Optimization Technique) [ 1 ]，通过对交通流进行实时监测，计算出路口交通量相关数据，实时预测路口车辆，基于预测数据对交通信号灯的配时方案进行优化，从而减少车辆的平均延误时间。SCOOT系统是基于数学模型建立起来的，复杂交通模型的建立对于数学模型的精确度和交通流数据精度要求较高，对于复杂路口环境的适应性较差。不同于SCOOT系统，澳大利亚提出的SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)系统 [ 2 ] 无需建立数学模型，而是根据实际交通流数据从不同配时方案中选择最合适的方案从而调整交通灯的周期、绿信比等参数，SCATS系统的预存配时方案需要根据实际道路交通状况定时更新，且对于突发的交通状况缺乏适应性。与国外相比，中国的智能交通控制系统起步较晚，但发展较快。发展初期主要以引进国外优秀控制系统为主，比如北京和上海先后引进了SCOOT系统和SCATS系统，并结合国内城市交通流本身特点，研发了很多用于交通领域的技术成果，在缓解交通拥堵方面取得了显著成果。现阶段随着国内道路网的进一步发展和车辆数目的迅猛增长，将模糊控制理论、遗传算法、神经网络等应用在交通灯智能化控制系统中。2008年提出的一种基于模糊算法的智能控制系统 [ 3 ] 通过分析视频监控数据，利用模糊算法计算每个车道的通行时长。黄向党提出一个采用多指标控制策略，基于遗传算法进行多目标优化组合的交通灯配时策略 [ 4 ]。2017年董海龙等人利用模糊神经网络控制器实现绿灯延时，并利用人工鱼群算法对模糊神经网络参数进行优化，自动调节信号周期，实现五岔路口多相位变相序的智能控制 [ 5 ]。2018年邓丽云等人提出了一种基于模糊推理规则的单交叉路口智能交通灯系统 [ 6 ]，该系统根据模糊控制工作过程，经过模糊控制规则制定，再经解模糊得到绿灯延时模糊控制查询表，通过等待车队长和通行车队长查表得到绿灯延时进行红绿灯控制。2020年徐成提出了基于视频的道路车流量检测算法和智能交通灯不定顺序控制算法 [ 7 ]，实时获取当前各个车道车流量状况，对各个车道的初始绿灯时长做出优化，使用组合的方法计算出最佳通行顺序。 现行的交通灯系统配时方案基本是固定的，在相序不变的情况下，调整各相位的绿灯时间，从而提高交叉口道路资源利用率。但固定配时方案存在两个明显的弊端：1) 同一个周期内各相位绿灯时长固定；2) 同相位不同方向车辆通行时长差异性大。比如同相位内，由南向北方向车道所有车辆完全通过路口的通行时间为1分钟，而由北向南方向车道的通行时间为20秒，根据当前交通灯控制方案，南北方向的通行时长会被设置为较长的1分钟以保证由南向北方向车道能通行完毕，那么当由北向南方向车辆通行完毕之后，会造成由北向南方向车道大约40秒的空等期，严重降低了道路资源利用率。
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user: 3. 参数描述 交叉路口交通灯控制系统多采用相位控制来进行路口交通流通行控制。在交通灯控制系统中经常使用到的控制参数包括相位、周期、相序等。 相位：信号相位指的是在一个交通灯的时间内一起得到道路通行权力的一条或多条道路的信号灯状态 [ 8 ]。国内应用较为广泛的是四相位和六相位控制模型。 周期：所有相位依次出现一遍的总时长，即交通灯所有灯色均出现一次的总时长，一般根据交通流量和饱和程度来确定，通常还要加上绿灯相位的损失时间。 相序：相位出现的顺序，即在一个周期中各个不同相位所代表的交通流通过路口的顺序。通常情况下一个路口交通灯的相序是固定的，但是如果在一个各相位交通流不平衡的路口，通过调整相序能够有效提高路口的通行效率，减少拥堵。
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user: 4. 算法描述 针对上文提出的现行固定配时方案的弊端，本文提出动态更新相序和时长的交通灯智能控制算法，采取交通灯自适应控制方式，利用路口车流智能感应系统获取路口实时流量信息，将接收到的车流信息输入交通灯智能控制器，通过实时计算优先相位和关联相位，并选取一个当前状态下的最优控制方案来调整交通灯的相位和相序，改变相位的绿灯时长，从而避免固定配时方案下的空等现象，提高道路的资源利用率。 4.1. 交叉路口模型 本文以十字交叉路口作为例，如图1所示，十字交叉路口有4个方位(东E、西W、南S、北N)，每个方位上有3种不同车道(以方位北N为例，分别为右转车道R NW 、直行车道R NS 、左转车道R NE )，我们用R ij 表示初始方位为i目标方位为j的相位，例如R WE 代表的是由西向东直行相位，由于大多数交通灯控制系统对右转车道不做控制，所以忽略掉4条右转车道，合计有8种不同相位。 图1. 十字交叉路口模型 基于实际情况，我们做出如下设定： 1) 在每个方位的每个相位上，基于路口车流智能感应系统获得各相位的排队车辆数目； 2) 右转车道不做考虑； 3) 每个相位的绿灯时长的取值在 [ G T min ， G T max ] 区域内； 4) 行人的通行不在本系统考虑范围内。 4.2. 算法设计 4.2.1. 计算初始绿灯时长 在初始阶段，根据路口各车道排队车辆的数目确定各相位的初始绿灯时长： T _ O G i j = t _ f i r s t + ( L i j − 1 ) ∗ t _ p a s s ∗ n j n i (1) 其中，为相位的初始绿灯时长；为车道信号灯变换时排在最前的车辆通过路口的时长(包括起步、延迟、行驶过路口等)，按照路口实际情况进行设定，时长与路口的宽度成正比，按照实际观测情况设定为直行路口10秒，转弯路口15秒；为相位的平均排队车辆数目；为非首位车辆通过并驶入到目标路口的平均时长，按照实际观测情况设定为统一值3秒； n i 和 n j 分别为初始方位i和j的车道数目。 同一相位若初始方位的车道数目 n i 大于1，根据实际情况车辆排队将会在每个车道趋于等同，则可取各车道排队车辆的平均值作为此相位的平均排队车辆数目 L i j 。初始方位i的车道数目 n i 和目标方位j的车道数目 n j 如果不相等，则根据初始车道汇入目标车道的实际通过时长，将初始绿灯时长乘以参数 n j / n i 以反映实际情况。 根据公式(1)得到的相位 R i j 的初始绿灯时长 T _ O G i j 如果在 [ G T min ， G T max ] 区域内，则取 T _ O G i j 为此相位的初始绿灯时长；如果 T _ O G i j < G T min ，则取 G T min 为此相位的初始绿灯时长；如果 T _ O G i j > G T max ，则取 G T max 为此相位的初始绿灯时长。 4.2.2. 选取优先相位及关联相位 根据路口各相位的初始绿灯时长选取优先相位为当前相位 R_now ，初始绿灯时长越长，则优先级越高(即平均排队车辆数目最多的相位为首选优先相位)，假定优先相位为 R NS ，即由北向南直行相位，选取 R NS 为当前相位。 下一步为确定当前相位 R_now 的当前关联相位 R_re 。关联相位指的是能与当前相位同时通行而不会产生冲突的相位，例如由北向南直行相位 R NS 的关联相位有3个，分别是：初始方位相同的左转相位 R NE ，目标方位相同的左转相位 R ES ，初始方位和目标方位均相反的直行相位 R SN ；由北向东左转相位 R NE 的关联相位有3个，分别是：初始方位相同的直行相位 R NS ，目标方位相同的直行相位 R WE ，初始方位和目标方位均相反的左转相位 R SW 等。根据8个相位的列举可以形成关联相位表，用以存储各相位的关联相位。 从关联相位表中选取当前相位 R_now 的关联相位形成当前候选相位列表，根据列表中各相位的初始绿灯时长选取优先级最高的相位为当前关联相位 R_re ，此时当前相位和当前关联相位可以同时通行而不发生冲突。同一时刻至多有2个相位同时通行。若其中某一个相位先结束，则将剩余相位设为当前相位 R_now ，并从剩余未被挑选的相位中根据关联相位表选择 R_now 的优先级最高的关联相位，重新计算得到当前关联相位 R_re 。剩余未被挑选的相位中若已无当前相位的关联相位，则关联相位不进行设置直至当前相位结束。若两相位同时结束，则从剩余未被挑选的相位中选择一个优先级最高的相位设为当前相位 R_now ，并计算得到当前关联相位 R_re 。以此类推，直至本周期内所有相位均被选择，本周期结束。 下一个周期基于路口车流智能感应系统获得当前车流数据，重新计算各相位的初始绿灯时长，确定相位优先级，选取当前相位和当前关联相位，进行新周期的计算。 4.2.3. 选取最优方案 由于一个相位的关联相位有多个，优先级有可能相同，而每一步选取的关联相位会影响到下一步的相位选取，所以一个周期的可选相序方案将有可能有多个。例如，各相位的初始绿灯时长如表1所示，选择初始当前相位时可选择 R NS 或 R EW (其初始绿灯时长均为70秒)，由第2步的当前相位及关联相位选取规则得到本周期内的可选相序方案有4个，其相序和通行时间如图2所示，根据通行时间最短的原则选取最优相序方案，可以选择方案1或者方案3。 Table 1 Original green-light duration of phase 相位 R NS R NE R EW R ES R SN R SW R WE R WN 初始绿灯时长 70 s 30 s 70 s 30 s 60 s 40 s 50 s 30 s 表1. 各相位初始绿灯时长 4.2.4. 算法描述 基于上述初始绿灯时长计算公式、优先相位及关联相位选取规则及最优方案选择策略，本文提出的动态更新相序及时长的交通灯智能控制算法，其流程如图3所示，图3(a)描述了单个周期内具体相序方案的通行顺序和时长计算流程，图3(b)描述了整个交通灯智能控制算法的主体流程。 图2. 可选相序方案示例 图3. 算法流程图
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user: 5. 实验 为验证本文提出的动态更新相序及时长的交通灯智能控制算法DPA的有效性，本文进行了对比仿真实验，将其与固定相序和时长的交通灯控制算法FPA、针对高峰和闲时进行分时段控制的算法TDA进行对比。 本文的实验环境为：单机，处理器为Intel(R) Core(TM) i5-8250U CPU @ 1.60 GHz 1.80 GHz，内存为8 GB，操作系统为64位 Windows 10，仿真程序使用Python编写，Python版本号为3.7.10。本文实验采用十字交叉路口作为模拟交通路口，除去右转车道后总计8个交通灯相位，各相位车道数目均为1。 由于路口车流智能感应系统较难配备，本文通过随机生成车流数据对交叉路口各相位车流进行模拟仿真。随机数据分为8组(6组交通高峰期，2组交通闲时期)，每一组数据包含40个交通信号灯周期。在每个周期的数据里，包含随机生成的8个相位的实时排队车辆数目，交通高峰期每个相位的的排队车辆数目在0到30之间，交通闲时期每个相位的排队车辆数目在0到10之间。 三种不同控制算法的通行时间总长比较如图4所示，图中横坐标表示8组实验，纵坐标表示每组实验中所有周期车流全部通行完毕的总时长，其中，实验1-实验6为交通高峰期实验组数据，实验7-实验8为交通闲时期数据。由图中可以看出，无论是交通高峰期还是交通闲时期，动态更新相序及时长的DPA算法的总通行时长均为最短，忙闲时段分别控制的TDA算法次之，最长的是固定相序和时长的FPA算法。平均通过时间DPA算法比TDA算法节省了509秒，比FPA算法节省了1253秒。相较于FPA算法，DPA算法在交通闲时期节省时间更多，优越性体现得更为明显。相比于后两种算法，本文提出的动态更新相序及时长的交通灯智能控制算法显著减少了总通行时长，提高了道路的资源利用率和通行效率。 图4. 通行时间总长比较图
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user: 6. 结语 本文针对固定配时方案下的空等和同相位不同方向交通流不平衡的现行状况，提出了动态更新相序和时长的交通灯智能控制算法。基于交通路口实时流量信息，通过实时计算优先相位和关联相位产生一个当前状态下的最优控制方案来调整交通灯的相位和相序，改变相位的绿灯时长，从而避免了固定配时方案下的空等现象，调节不均衡交通流，并进一步通过实验表明本算法显著减少了总通行时长，提高了道路的资源利用率和通行效率。
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user: 摘要 为研究烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus， TRV)介导的基因沉默(Virus-induced gene silencing， VIGS)技术是否适合在亚麻上应用，以PDS (Phytoene desaturase，八氢番茄红素脱氢酶)为标记基因，通过构建基因沉默载体，在亚麻品种大紫花中建立了TRV-VIGS体系。结果显示，pTRV2-PDS侵染植株真叶表现出明显的沿叶脉方向延伸的条状白化症状，且qRT-PCR分析发现与野生型及pTRV2空载体植物相比，pTRV2-PDS侵染的植株中PDS基因的表达均被有效抑制。证明，TRV介导的VIGS可以用于亚麻基因功能的验证研究。
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user: 1. 引言 亚麻(Linum ustitatissimum L.)是我国重要的经济作物。长期以来，亚麻育成品种主要依靠常规育种方法，针对性较差，育种年限长，并且由于表型鉴定困难，常规育种很难选育出纤维品质好、富含某种功能营养成分的新品种。因此，应从分子育种方向入手，挖掘相关候选基因，深入验证基因功能，开发功能分子标记，早日实现营养品质和纤维品质俱佳的亚麻新品种的定向培育。相比于拟南芥、水稻、小麦等模式植物和主粮作物，亚麻分子生物学研究起步较晚，其目前基因功能的验证载体主要以拟南芥和烟草为主。 病毒介导的基因沉默(Virus Induced Gene Silencing， VIGS)技术，指的是一类将成功导入目的基因片段的重组病毒载体，通过农杆菌转化或其他的方法途径，导入目的植株或其特定部位，从而实现抑制该植株或部位的内源基因表达的技术。首先，VIGS技术可以应用于对植物抗病、虫和逆性等相关基因的研究中。目前已经利用该技术成功地鉴定了许多对病毒、细菌、害虫有效的抗性基因，并且，某些与植物的抗逆性有关的途径中关键基因的功能也已经通过这项技术实现了鉴定和验证，例如之前就有过利用TRV对本氏烟草中Rx基因介导的细胞程序性调亡的作用的相关研究的例子。VIGS技术也有可用于抗真菌病害研究的例子：目前已经通过VIGS技术在对番茄与叶霉病菌之间相互作用的研究中实现了突破，并且也实现了通过该技术来鉴定某些与叶霉病抗性相关基因的目标 [ 1 ]。众所周知，对植物抗逆性的研究可以说是国内外植物、农作物研究的一大研究热点话题和重点方向，因而运用VIGS技术进行抗逆性研究的例子简直数不胜数。如VIGS技术应用在对番茄耐旱基因(SLB9基因)的功能研究中 [ 2 ]；利用VIGS技术进行了对GhSDH1-1基因能够正向调控棉花对黄萎病抗性机制的研究 [ 3 ] 及用VIGS技术进行了GhCOIl和GhMYC2基因对棉花黄萎病抗性的研究 [ 4 ]；对棉花VIGS病毒载体的构建，并将其应用在抗病基因功能鉴定上 [ 5 ]。目前VIGS技术以在植物的胞内生化、生物代谢有关基因作用的研究最为突出，并且涉及到植物胞内许多必需物质的合成代谢，甚至是植物细胞内的某些微小细胞器的合成代谢相关基因的研究。例如，目前对辣椒素、木质素 [ 6 ] 等的合成相关基因的鉴定也正是通过VIGS技术来实现的。 本研究以亚麻为实验材料，利用农杆菌进行侵染，进而探索亚麻幼苗病毒诱导基因沉默(VIGS)的最优体系，通过观察亚麻幼苗叶片是否出现条状白化，从而判断其内源指示基因(PDS基因)的表达是否受到有效抑制。本研究对亚麻VIGS体系的初探，将会为亚麻功能基因验证奠定良好的基础。
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user: 2. 材料方法 2.1. 材料 试验采用亚麻品种为大紫花，由南通大学生命科学学院提供。播种采用草炭土与蛭石的混合土壤(体积比2:1)，幼苗在光照培养箱中培养，培养条件模拟自然生长环境。光照时长16 h，黑暗时长8 h，循环交替，温度24℃/18℃，湿度50%。 2.2. 实验方法 2.2.1. PDS片段扩增 提取亚麻嫩叶总RNA并反转录成cDNA。以八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase， PDS)基因mRNA序列为参考序列，利用Primer 5软件设计特异引物，经琼脂糖凝胶电泳后收集PCR产物，胶回收的产物进行测序验证，利用PCR纯化试剂盒(天根)纯化，然后将纯化后的产物克隆到TRV2载体上，并进行测序。 提取含TRV2的菌液质粒，利用Bam HI和Eco RI酶切pTRV2质粒和PDS片段，将PDS片段与双酶切后质粒由T4 DNA连接酶进行连接，载体连接成功后命名为pTRV2-PDS。将pTRV2-PDS载体转入大肠杆菌DH5α感受态中，经菌液PCR鉴定。将含pTRV2-PDS重组载体的大肠杆菌DH5α菌液与TRV2-PDS重组载体分别导入农杆菌中，−20℃备用。 2.2.2. 侵染亚麻幼苗 首先，我们取在光照16 h暗8 h条件下生长的幼苗，在其刚长出两片子叶时(约播种后15 d左右)准备摇菌。在接种前48 h左右，将pTRV1，pTRV2，pTRV2-PDS挑取单菌落，加1 ml YEB液体培养基(YEB培养基需加卡纳至终浓度为10 mg/ml；利福平终浓度为50 mg/ml)，然后28℃ 200 rpm过夜培养，这一步的目的是将三种载体分别导入农杆菌GV1301感受态中。 接种前一天菌液PCR检测，鉴定菌株并未丢失目标基因。将摇好的菌倒入含有25 ml YEB液体培养基中(无需加卡纳、利福平)，接着28℃ 200 rpm摇一晚大约16 h。接种注射前，测出菌液的OD值，用来确定重悬时所加YEB培养基的体积：将菌液收集于50 ml离心管中，7000 rpm离心5 min，去上清液，用液体YEB培养基(无需加卡纳、利福平)重悬菌液使OD值达到1左右(0.6 < OD < 1.2)。菌液中需加入三种药品使终浓度分别为10 mM MgCl 2 ；10 mM MES；150 u MAS。漩涡震荡后可以室温静置3 h或者28℃ 200 rpm摇1 h。将摇好的pTRV1与pTRV2-PDS等体积混匀，pTRV1与pTRV2等体积混匀(pTRV1每次都需多摇一些)混匀好的菌液分别用来注射。 注射时应选择子叶背面用1 ml注射器针头扎3个孔，这一步的关键是不能扎透子叶。用注射器去掉针头吸取混好的菌液，向子叶背面的针眼里推，不能过于用力，否则苗易死亡，菌液量无需过多，部分晕染扩散变绿即可。注射完立即注明注射日期和菌液名称。最后暗处培养24 h之后移置光照培养箱中培养(光周期16 h/8 h，温度24℃/18℃交替)。 2.2.3. qRT-PCR验证 当侵染pTRV2-PDS的亚麻植株出现第一对真叶稳定白化现象时(接菌后约一周)，取野生型、pTRV2空载、pTRV2-PDS干扰植株上完整嫩叶，样品置于液氮中保存，随后提取样品RNA并反转录为cDNA，进行qRT-PCR检验，引物(上游引物序列：CGGGATCCGCACTAAACTTCATTAATCC，下游引物序列：GCTCTAGACTTTAGTTTCCGGTCAAACC)，选用亚麻Actin-7基因(上游引物序列：ATTGGTGCTGAGA GGTTCCG，下游引物序列：CGGGAAACAGACAGGACACT，GeneBank登录号：NM_001308447)作为内参基因。反应体系为20 μL：cDNA加入3 μL，上、下游引物及50 × ROX ReferenceDye 1各加入0.5 μL，qPCR SYBR Green MasterMix加入10 μL，ddH 2 O加入5.5 μL，体系补齐至20 μL。PCR反应程序设置为：预变性温度95℃运行6 min，变性温度95℃运行10 s，特异性引物退火温度58℃运行20 s，延伸温度72℃运行15 s，40次循环，最后72℃延伸2 min。PCR结果以2 −ΔΔCt 方法 [ 7 ] 计算基因的相对表达量，以此检验沉默植株基因被沉默的效率。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 目的片段(PDS)扩增和载体的构建 经改造的pTRV2基因沉默载体作为本试验所用载体，Lus10021967 (PDS)基因从亚麻中克隆，开放阅读框全长437 bp (图1A)，根据亚麻PDS基因的非保守序列分别在两端添加两个酶切位点，Xba I和Bam HI (图1B)。PDS基因序列和pTRV2沉默载体经双酶切(Xba I和Bam HI)后连接组成pTRV2-PDS重组质粒，转化至大肠杆菌。经过菌液PCR分析(图1C)及对其测序，筛选出阳性菌并提取质粒，随后转化农杆菌并保存，用于后续的侵染亚麻工作。 图1. 亚麻PDS基因扩增电泳及载体构建示意图 3.2. 亚麻植株PDS基因干扰表型观察 白化的阳性亚麻植株是否出现可反映病毒诱导体系在亚麻植株中是否具有适用性。携带pTRV2-PDS重组质粒的病毒侵染亚麻子叶期植株，我们观察到白化幼苗发生白化的部位基本一致(图2)。阳性亚麻植株的白化部位出现在第一、二对真叶，而野生型及空载对照植株表型正常(图3A，图3B)，同时我们观察到个别侵染处理下的阳性白化植株因叶片组织受损而出现叶片畸形、皱缩、弯曲等非正常生长的现象。结果表明子叶期亚麻白化部位出现在第一、二对真叶处(图3D)。 图2. pTRV2-PDS植株的白化部位整体观察 亚麻植株培养15 d时，接种pTRV2-PDS载体的亚麻植株新生嫩叶基部出现白化现象。之后多处叶片出现条状白化现象，并非整个叶片全部白化，仅是沿着叶脉方向延伸白化区域增多且现象明显(图3C)。pTRV2-PDS侵染植株作为指示植株，白化现象表明重组质粒在植物体内表达，但pTRV2空载植株表型与野生型植株并无明显差异(图4)。 图3. 病毒干扰植株的表型细节图 图4. 野生型及病毒侵染植株的长势比较 3.3. 沉默效果验证 当第一对真叶出现白化，便对pTRV2-PDS干扰植株、pTRV2空载植株、野生型植株检测PDS基因表达情况，结果如图5所示。pTRV2-PDS干扰植株PDS基因沉默植株基因表达量低于野生型植株70%，低于pTRV2空载植株71.4%，证明亚麻pTRV2-PDS干扰植株中PDS基因被成功沉默。
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user: 4. 讨论 研究发现TRV病毒可侵染的寄主范围广，且其病毒传播速度非常快，但对所侵染植株的致病表现相对较弱，很少致死。并且其可在植物的生长点和分生组织内迅速扩散，因而导致特异性的目标基因被降解，因为以上的这些特点，其成为研究非模式植物基因功能较好的载体选择 [ 8 ] [ 9 ]。与其他一些导致基因 图5. 亚麻PDS基因表达量 功能丧失的沉默方法相比，VIGS具有以下优点，无需进行遗传转化、实验周期短和可在不同的遗传背景下进行基因功能研究等 [ 10 ] [ 11 ]。然而，VIGS技术也存在一定的缺陷，其中VIGS技术在不同物种中的沉默效果差别较大，对植物寄主的选择性限制VIGS技术在各物种中大范围使用。TRV载体适用的植物范围与其他VIGS载体相比虽然较为广泛，但是其是否在亚麻材料中适用还无大量报道。本研究以PDS为标记基因，通过构建基因沉默载体pTRV2-PDS，在亚麻品种大紫花中建立了TRV-VIGS体系。结果显示，qRT-PCR分析发现与对照及空载体植物相比，TRV2-PDS侵染的植株中PDS基因的表达均被有效抑制，真叶表现出明显的白化症状。 近些年，VIGS技术逐渐的在一些小众植物中得到应用，但尚未能大规模的开展 [ 12 ]，在亚麻中该体系的研究鲜有报道。基因能成功的沉默要依赖于病毒在植物中的传播速度及与寄主植物生长之间的相互作用，病毒的传播速度和有效沉默都会不同程度的受到环境因素的影响，其中湿度和温度都是重要的影响因素 [ 13 ]。本研究发现，TRV-VIGS体系可以有效地沉默亚麻PDS指示基因，说明在亚麻材料中建立的TRV-VIGS体系具有稳定性，能够被用于研究亚麻的基因功能。然而影响病毒沉默效率还有很多的因素，例如光照时间长短、寄主植株苗龄及生长状况和菌液浓度等等，这些因素对不同亚麻品种影响仍需要进一步验证。
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user: 5. 结论 本研究成功建立了亚麻幼苗期VIGS基因沉默体系。在昼夜温度24℃/18℃，湿度50%，16 h /8 h光周期环境下，用OD 600 值约1.0的菌液数量浓度，用1 ml注射器针头在亚麻叶片背面扎孔的方法侵染播种15 d左右的亚麻幼苗可获得最佳的沉默效率，能够快速、有效地获得基因沉默效果。
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user: 摘要 随着社会经济水平的提高和机动车保有量的不断增长，高速公路网交通流量逐年递增。为了降低典型高速公路路段交通压力，减少高速公路交通事故，本文分析平原地区高速公路交通交安安全影响因素，以河南省平原地区典型高速公路安罗高速安罗段和京港澳高速新乡至郑州段为例，通过现场调研和资料调研相结合的方法，分别在高速公路上的基本路段、匝道出入口路段、收费站互通路段和桥梁等特殊路段等路段采集相关数据，分别对路段状况、交通量特征、运行速度特征和事故特征进行分析，掌握平原地区高速公路安全运营状况及存在问题，并提出有针对性的事故预防与安全保障措施。研究成果的应用和推广将会减少平原地区高速公路交通安全隐患，提升高速交通安全水平和高速公路的运营管理服务水平，具有重要的理论意义和实用价值。
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user: 1. 引言 作为现代综合交通运输网络的重要组成部分，高速公路发展已经成为衡量国家公路运输水平的重要标志。随着我国高速公路快速发展，交通安全问题也不容忽视。近年来有大量关于高速公路运行安全的研究，其中大多是关于山区高速公路的运行安全的研究，且多结合使用仿真软件分析。如有研究以山区断面交通流数据为基础研究山区高速公路隧道路段的运行特性，构建并验证山区隧道运行速度预测模型 [ 1 ]；也有研究采用VISSIM仿真方法研究多车道高速公路不同组织方式的交通流微观运行特征 [ 2 ]。就目前我国高速公路的运行状况来看，出现了许多亟待解决的新问题，如高速公路系统的管理缺乏科学性，监控系统存在监而不控的现象；各种不同类型的车辆以不同运行速度混合行驶导致车流不稳定及通行能力下降；交通量大的一些高速公路个别路段出现交通拥挤，而其它路段通行能力尚有较大余地等。因此，深入分析高速公路交通运行特性和事故影响因素是进行高速公路安全改善的基础。 本文对平原地区高速公路交通交安安全影响因素进行分析，以平原地区河南省安罗高速(安阳至罗山)安罗段和京港澳高速新乡至郑州段高速公路为例，通过现场调研和资料调研相结合的方法，分别在高速公路上的基本路段、匝道出入口路段、收费站互通路段和桥梁等特殊路段等路段采集相关因素数据，掌握平原地区高速公路安全运营状况及存在问题，并提出有针对性的事故预防与安全保障措施。研究成果的应用和推广将会减少平原地区高速公路交通安全隐患与潜在的交通事故，提升高速交通安全水平，进而还可为高速公路管理做出良好决策提供支撑，提高高速公路的运营管理服务水平和运行质量，具有重要的理论和现实意义。
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user: 2. 平原地区高速公路交通交安安全影响因素分析 2.1. 交通安全设施特性因素 平原高速公路多以直线段为主，直线是道路平面线形中最常用的元素 [ 3 ]。近年来，由于道路交通建设及安全设施特技术的逐步完善，道路线形对平原高速公路安全运行的影响因素逐渐减小 [ 4 ]。一套完善的道路交安设施条件可以一定程度上避免以上状况发生时对高速公路交通安全的影响。高速公路交安设施主要包括交通标志、标线、隔离设施、信号灯等，通过完善交安设施，可以保障过往车辆的安全，降低交通事故的发生，提高道路出行的安全 [ 5 ]。 2.2. 交通流因素 1) 交通量 交通量是影响高速公路行车安全的极为重要的因素，和事故率有着直接的关系，特别对于平原地区的高速公路更重要，且研究与事故率的关系是较容易实现。一般情况下，交通量的增大，车辆间距变小，相互之间干扰增大，使交通环境更复杂，易导致驾驶员心理紧张，造成疲劳及操作失误等，造成交通事故。高速公路交通量与路段通行能力的比值，即V/C与事故率的关系如图1。 图1. V/C与事故率的关系 [ 6 ] 2) 车速 高速公路运行车速越高，发生事故的可能性就越大，但是事故率并不与车速呈线性关系。相关研究对车速与危险性的关系研究表明，交通事故危险性随着车速的增加而增加，当车速越高，每增加相同数值的车速，危险性的增加幅度也变大(如表1所示)。所以，在车速较高时，车速的微小变化给交通安全带来的影响是巨大的。 3) 车速差 车速差与事故率的关系更为密切。相关研究对国内典型高速公路运行状况调查发现了速度标准差和事故率之间的关系(如图2所示)，即：速度标准差和事故率拟合的曲线呈指数关系，随着车速离散程度的增加，事故率以指数增长率增加。 Table 1 Relationship between vehicle speed and accident risk [7 车速(km/h) 相对事故危险性 60 1.00 (基数) 65 2.00 70 4.16 75 10.60 80 31.81 85 56.55 表1. 车速与事故危险性的关系 [ 7 ] 图2. 速度差与事故率的关系 [ 8 ] 3) 交通方式–车型分布 车型比例和事故率的关系类似抛物线，当大型车比例小于20%或大于80%时，车型分布较为单一，此时交通流较稳定，因此事故率较低。当大型车比例大于20%小于80%时，此时车型分布较为复杂，车辆速度的离散程度较大，事故率也较大。以大车比例为指标，在一定范围内，随着大型车比例的增加，交通事故的概率也随之增加(如表2)。 Table 2 Relation between ratio of large vehicles and accident rate [9 小型车(辆) 大型车(辆) 大型车比例(%) 亿车交通事故率(件) 3390 630 14.0 47 4537 1144 20.5 72 703 225 24.3 118 2340 1105 32.5 195 4415 3420 44.5 260 表2. 大型车比例与事故率的关系 [ 9 ] 2.3. 驾驶员因素 由于高速公路系统封闭性的特点，人在高速公路系统中起着主导的作用，是影响平原地区高速公路安全的一个主要因素。上世纪八十年代，为了探究驾驶员对于道路交通事故的影响，国际驾驶员行为研究协会专门做了一项针对驾驶员调查(见表3)，结果显示参与调查的8个国家认为平均有70.8%的道路交通事故是由于驾驶员过失造成。造成高速公路事故与驾驶员相关的主要行为包括：换道超车行为、超速行驶、违章操作、疲劳驾驶及无证驾驶等。 Table 3 Proportion of relevant factors in traffic accidents in various countries [10 国家 英国 法国 瑞典 西班牙 前苏联 前南斯拉夫 南美洲 日本 平均 驾驶员的过失 56.1 85.5 81.1 92 52.7 69.7 85.7 44 70.8 道路条件 6.7 10.8 6.1 6.5 20.6 20.4 4.1 17.3 11.6 表3. 各国交通事故中相关因素所占比例 [ 10 ]
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user: 3. 典型路段分析 以河南省平原地区京港澳高速公路与安罗高速公路为例，收集整理两条高速公路近三年的交通事故资料，采用合理的技术方法统计事故发生的规律和特征，结合外业调研，踏勘事故多发点调查事故多发地点的道路和交通特征，系统进行交通事故的致因分析，深入了解高速公路运行状况和交通安全设施主要存在的问题与交通事故的关系。 3.1. 交通交安设施分析 在保障行车安全、减少事故损失、提高驾驶舒适度方面发挥着不可替代的作用。以安罗高速公路与京港澳高速公路新乡至郑州段全线为例，两条高速公路都分车型限速，小客车限速120 km/h，大客车和货车限速90 km/h，限速差为30 km/h。全线诱导类标志标线设置基本齐全，特别是团雾多发路段设置有雾灯诱导设施，但是护栏上的附着轮廓标夜间视认性还存在一定程度的不良情况。此外，标志信息起着给驾驶员提供安全信息的重要作用。安罗高速公路与京港澳高速公路新乡至郑州段全线护栏设置情况总体良好，但部分路段存在护栏有损坏的情况。在京港澳高速公路新乡至郑州段沿途防护栏中，其中75.25%为波形梁护栏，24.75%为混凝土护栏。 3.2. 交通运行特性分析 1) 时间分布特性分析 掌握交通量的时间规律，就可以在不同的时段内采用不同的管理、教育、工程措施，减少交通事故的发生 [ 11 ]。根据交通量数据，经过整理分析，以安罗高速2015年12月至2019年12月的车流量为例，将路段上各收费站交通流量以月份为计量单位进行分析，可知从安罗高速通车以来，道路的交通流量逐年增加，且均在5月、10月份等法定节假日所在月份时达到车流量顶峰，如图3所示。 图3. 安罗高速车流量 京港澳高速公路新乡至郑州段(K597+526~K690+400)近几年的年观测断面上行当量交通量(AADT)、变化及比例，如图4为京港澳高速公路断面年度上行当量交通量。 图4. 断面年度上行当量交通量折线图 2) 空间分布特性分析 以安罗高速公路为例，结合路段总体的车流量统计，发现周口刘园站的车流量最为密集，其各月份的车流量在安罗高速路段中均处于首位，其次为尉氏西收费站。官渡收费站、韩寺收费站和中牟收费站为二期路段中的收费站，二期开通时间较短，车流量相对较少。 3) 交通方式分布特性分析 根据交通量基础数据，将车型划分为客、货车，并将自然交通量换算为当量交通量。实地调研阶段在安罗高速和京港澳高速路段分别各自选取了三处基本路段和三个匝道入口处进行10 min的车辆类型分布采集，对采集结果进行统计，结果如图5所示，图中①、②、③表示随机选取的不同观测点。由于京港澳高速地理位置及通车时间因素，其车流量明显高于安罗高速的车流量，且京港澳高速的大型车流量比例较高，这与其所过境地区的工业产业结构和经济导向有关。安罗高速的车辆分布类型中，小型车辆的比例较大，且各测量点的车辆类型分布较为一致。 图5. 安罗高速车辆类型分布图 4) 运行速度调查分析 速度标准差分析。相关研究表明交通事故的主要诱因为车速的变化，车速分布越离散，事故率越高 [ 7 ]，车辆超车的可能性和频率都会增加，发生事故的概率也会增加。离散性可以用标准差来衡量。根据实测的速度，采用统计学的原理和方法，以京港澳高速公路为例，分别计算出测点小客车和大货车速度标准差，如图6所示。由此可知小客车的运行速度明显高于大货车，小客车的车速标准差相对较大，易产生超车行为，行车危险性较大。 图6. 运行速度标准差(km/h) 实测速度与限制速度分析。调研测速点的实测速度超过限制的比例和分布如图7所示。京港澳高速公路测速点位两种车型超速比例相对较高，基本在10%以上，部分路段比例甚至超过20%，对安全行车很不利。通过运行车速分析，车辆超速比较严重，车速离散性大，小客车与大货车间车速差也大，容易引发交通事故 [ 8 ]。 图7. 超限速比例图 车头时距特征分析。相关研究表明：车头时距与交通流和驾驶行为密切相关 [ 9 ]。选取京港澳高速上下行方向共6个断面处进行交通流视频拍摄来提取运行车辆间的车间时距信息，根据统计结果可知，超车道的车间时距数值显著小于行车道的车间时距值，且交通一致性和数据的稳定性强于行车道。上行方向的超车道车间时距的总体集中于1~3 s左右，车间时距整体较为均匀，交通一致性强。下行方向车流密度低于上行方向，超车道的车间时距与上行方向相比数值略大，集中于3.08 s附近，且数据一致性较低，超车道上的车辆之间时距小，而行车道的车间时距数值分布较为分散，总体集中趋势并不明显，这与行车道的车流分布和交通流特性有关，且行车道上车速相对较低，驾驶员车道选择更为灵活。 3.3. 交通事故特征分析 相关研究表明交通事故发生的主要原因是人操作不当或存在违法行为 [ 3 ]。通过对两条高速公路事故统计分析可知，主要违法行为包括未保持安全距离、变更车道影响正常车辆行驶、疲劳驾驶和其他影响安全行为。其他操作不当是导致事故发生的最主要原因，占52.7%。其次未与前车保持安全距离28.1%、变更车道时影响正常行驶的机动车14.1%。交通事故的原因分布如图8所示。由此可知，为提升交通安全，有必要对高风险路段实施控制速度、限制车辆变换车道等措施。 图8. 交通事故主要违法行为