Design of Expressway Toll Station Based on Neural Network and Traffic Flow

This paper is concerned with the design of expressway toll station problem based on neural network and traffic flow. Firstly, the design of the toll plaza is mainly through analyzing the daily traffic flow, different charging mode of construction cost and waiting time of the United States. Secondly, exploring traffic conditions is divided into two kinds, based on the traffic flow speed-density flow model. Then, a fuzzy-BP neural network model is constructed, with capacity, cost, and safety factor as the input layers and performance as the output layer. It is concluded that this scheme will reduce the occurrence of traffic accidents, so it is desirable. Considering that the increase in unmanned vehicles will lead to an increase in safety performance, we increase the number of electronic toll stations to improve security performance and reduce the occurrence of traffic accidents.

中转点风险分级收费的危险品多式联运网络设计

近年来,危险品多式联运被广泛应用,而网络中转点由于转运量集聚,导致安全风险较高。为了有效控制危险品多式联运风险,政府可以通过中转点合理选址与分级收费,引导企业合理规划危险品运输路径。首先提出基于中转点风险分级的中转点选址与收费策略,建立危险品多式联运网络设计双层规划模型,上层为网络总风险最小化和总运输成本最小化的中转点选址与分级收费定价问题,下层为各运输事件成本最小化的运输路径规划问题。然后,使用KKT条件转换下层模型为等价约束条件,实现模型单层化,利用Gurobi求解模型。最后,通过算例表明网络风险和运输成本随着中转点数量的增加而降低,证明了中转点分级收费策略可以有效调控危险品多式联运网络风险。

不确定环境下收费与信息对路径选择行为影响的实验研究

在不确定环境下考虑信息发布与拥挤收费两种措施,基于交通网络均衡,推导了两路径简单路网的最优收费模型,并推广至一般路网。基于两路径路网设计逐日路径选择行为实验,分析了两种措施对路径选择行为的影响。结果表明:完美信息与收费的实施均能减少流量波动,单独实施收费的效果最佳,但只有两种措施相结合时,路网流量趋于用户均衡的趋势最稳定;完美信息会增加路径切换行为,而收费可有效抑制大幅的路径切换;无收费时路径切换往往会造成出行成本增加,而收费时则相反;收费与信息结合时的出行时间比两种措施单独实施时小。

宁夏联网收费省级交易对账系统的建设与应用

全国高速公路取消省界收费站后,采用门架天线设备来对ETC车辆和使用CPC卡的车辆进行通行路段区间计费,并将累计计费额作为收费依据。在新收费模式下,收费路网复杂度剧增,车辆行驶路径多样,联网收费拆分业务复杂化。为解决现有拆分业务中的难点,宁夏高速公路联网收费清分结算中心建设了联网收费省级交易对账系统,构建严谨、闭环的拆分校核机制,确保通行费公平、公正、精确地拆分至对应路段的运营管理单位。

高速公路匝道收费站全域动态网络负载排队模型

高速公路匝道收费站全域交织比例和换道次数较高,通常会产生小区域内的排队现象,给收费站带来拥堵压力.为实时量化匝道收费站全域的排队状况,提出1种匝道口-站前广场的车辆排队计算方法 .首先,分析匝道收费站不同区域内产生排队的影响因素,选择车辆在收费站的平均行驶时间、电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection,ETC)服务时间和人工半自动收费车道(Manual Toll Collection,MTC)服务时间作为收费站非拥堵自由流时间.其次,结合匝道的驶入率和收费站的驶出率,构建包括匝道出口、单类型收费车道和站前广场3个排队子系统的匝道收费站全域动态网络负载排队模型.然后,确定匝道收费站的排队阈值计算方法,并依据该阈值将收费站划分为非拥堵和拥堵两个状态,为收费站管理者提供预警信息.最后,通过实地交通调查数据以及仿真模拟数据对模型的有效性进行验证.研究结果表明:全域排队模型对于匝道口排队处于5辆车以内、站前广场的排队车辆在17辆车以内时的计算精度较高.当排队阈值大于0.85时收费站处于拥堵状态.

山西省收费公路联网收费结算运行机制浅探

为了维护高速公路的正常运营秩序,维护公平公正的交通运输市场秩序,维护国家、社会的稳定,综合全国省级联网收费结算机构的管理经验、发展趋势以及山西省收费公路发展情况、山西交通运输厅收费核算中心当前实际以及山西交控集团和其他相关企业等各方的建议,需要建立山西省交通运输厅、厅收费核算中心、山西交控集团及其他收费公路单位等多方参与、权责明晰、协调有力的体制机制,以提升山西省高速公路联网收费结算行业管理和服务水平,支撑高速公路运营管理高质量发展。

高速公路网络安全管理研究

新的社会发展时期,在信息化发展浪潮之中,我国的诸多行业均获得了快速的发展和进步,随着2020年取消高速公路省界收费站,并实现全国联网收费以来,对高速公路联网收费系统的网络安全提出了更高的要求。收费系统网络安全直接影响着通行费的征收,牵涉了广大人民群众和国家的利益,已经成为高速公路正常管理、业务系统正常运行的关键。根据目前的高速公路发展状况,结合云南高速公路收费系统网络安全业务的发展,对未来网络安全发展趋势和维护思路进行探讨。

联网、补网、强链背景下货车车流径路优化方案及效益研究

国铁集团联网、补网、强链计划为消除路网能力瓶颈、提高运输组织效率提供了基础性支撑。为进一步提高全路运输组织效率,充分利用联网、补网、强链项目释放的运能,研究梳理归纳项目作用类型,并结合项目预期实施效果提出了车流径路优化建议。参照国铁集团承运清算办法估算了车流径路调整可产生的各项收益。研究结果表明,联网、补网、强链项目可显著降低运输成本,提高铁路运输系统鲁棒性,为持续推进“公转铁”提供基础支撑。

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS及网络药理学探讨半枫荷治疗类风湿性关节炎的有效成分和作用机制

目的利用高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS)分析半枫荷醇提物的主要成分,结合网络药理学进一步探讨半枫荷抗风湿性关节炎有效物质及作用机制。方法依据UPLC-Q-TOFMS/MS表征分析半枫荷醇提物的主要化学成分,结合Pubchem数据库、Swiss Target Prediction数据库预测半枫荷的作用靶点。利用GeneCards数据库、OMIM数据库、PharmGkb数据库获得疾病靶点,用Venny图绘制平台获得成分和疾病的交集靶点;通过String数据库和Cytoscape 3.9.0软件构建化合物-靶点相互网络、蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并筛选核心靶点,利用David数据库对潜在的核心靶点进行基因本体(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,并制作GO双侧柱状图、富集结果分析图。用Cytoscape 3.9.0软件构建“活性成分-靶点-疾病-通路”网络图与活性成分与潜在靶点的网络图。用PyMOL和AutoDock Vina软件进行分子对接。结果从半枫荷醇提物中鉴定84个成分,从数据库筛选出43种活性成分,对应561个潜在靶点,其中与类风湿性关节炎交集靶点55个;经PPI网络分析后,获取核心靶点10个:IL-6、TNF、IL-1β、ALB、CCR5、PTGS2、TLR4、MMP9、NFKB1、STAT1。经有效成分-靶点网络得药物有效成分5个:光甘草内酯、泽泻醇C-23-醋酸酯、藁本内酯、洋川芎内酯A、积雪草酸。主要涉及通路:TNF信号通路、IL-17信号通路、Toll样受体信号通路、C型凝集素受体信号通路、脂质和动脉粥样硬化。分子对接结果有较好的结合能力。结论通过结合UPLC-Q-TOF-MS/MS和网络药理学及分子对接的方法初步阐明了半枫荷是通过多成分、多靶点、多途径发挥抗类风湿性关节炎的作用,为半枫荷的进一步质量评价及药理活性的研究提供参考。

基于GAT-LSTM模型的高速公路站点流量预测方法

为了实现对高速公路站点流量的准确预测,提出了一种利用组合模型捕捉高速公路收费站流量时空特征以提高交通流量预测精度的方法,首先对高速公路收费数据进行挖掘,得到交通流量时空数据集;其次通过分析其时空特征,揭示高速公路收费站之间流量的时空演化规律及关联机制;最后结合深度学习模型预测高速公路交通流量。以江西省九江主线收费站为实验对象,收集了2021年5月1日至2021年12月31日的收费数据进行处理,将提取特征后的流量时空数据作为模型输入,得到出口流量分析预测结果。利用平均绝对误差、均方根误差和平均绝对百分比误差3项指标对模型预测效果进行评价,结果显示该模型能够利用时空特征有效提高流量的预测精度,与单一模型相比具有更好的预测性能。

石菖蒲-熟地黄对认知功能障碍模型大鼠的网络药理学作用机制及实验研究

目的:探究石菖蒲-熟地黄对认知功能障碍模型大鼠学习记忆力的影响及作用机制,并进行实验验证。方法:在中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、人类基因数据库(GeneCards)、在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)中获取石菖蒲-熟地黄药对治疗认知功能障碍的潜在作用靶点,并构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,在生物学信息注释库(DAVID)分析平台中对共同靶点进行基因本体(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。基于网络药理学预测结果,用动物实验进行验证。采用双侧脑室注射脂多糖(LPS)的方法模拟中枢神经炎症损伤引起的认知障碍模型,连续灌胃给药8周,假手术组予以注射等量生理盐水。Morris水迷宫观察各组大鼠空间学习记忆力的变化情况;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测大鼠血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量;蛋白质印迹法(Western Blotting)检测Toll样受体4/核因子κB(TLR4/NF-κB)通路相关蛋白含量。结果:从石菖蒲-熟地黄药对中筛选到26个有效成分,疾病相关靶点64个,涉及晚期糖基化终末产物-晚期糖基化终末产物受体(AGE-RAGE)信号通路、TNF信号通路、白细胞介素17(IL-17)信号通路、Toll样受体通路、NF-κB信号通路等5条主要信号通路。动物实验结果显示,石菖蒲-熟地黄中、高剂量组大鼠逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),在目标象限停留时间明显延长(P<0.05),TNF-α的表达水平明显降低(P<0.05);石菖蒲-熟地黄低、中、高剂量组能显著降低TLR4、p-NF-κB p65/NF-κB p65、IL-6的表达(P<0.05)。结论:石菖蒲-熟地黄可能通过TLR4/NF-κB通路减少炎症介质释放,抑制神经炎症来干预认知功能障碍的发生发展,为该药对抗认知功能障碍有效成分的开发和运用提供了方向。

基于GA-BP神经网络的高速公路收费站管理场区造价预测研究

本文采用遗传算法优化的神经网络(GA-BP神经网络)方法,选取26组高速公路沿线收费站管理场区作为工程实例,构建了高速公路收费站管理场区的GA-BP神经网络造价预测模型。GA-BP神经网络有着较高的收敛速度,模型预测值与实际值吻合较好,预测精度基本符合项目施工图预算的要求,验证了GA-BP神经网络方法预测造价的可行性和有效性。

高速公路联网收费大数据架构及关键技术应用

为充分挖掘高速公路联网收费数据的应用价值,对高速公路大数据架构及其关键技术应用开展研究。基于高速公路联网收费数据特征及业务特征,系统性构建了基于云边端协同的高速公路大数据平台总体架构,支撑数据的汇聚处理与分析应用,并研究实现了云边端服务资源的协同调度、多源全量实时数据的采集处理、基于三次数据融合的数据接入与治理、基于复杂图像特征识别的数据分析等关键技术。将以上成果在联网收费与运营管理、车辆识别与行为分析、交通运行监测分析等业务场景下进行应用实践,对于提升高速公路精准计费、运行监测、运营调度、科学决策和公众服务等能力具有积极作用。

面向运输风险识别的高速公路货车用户画像方法

当前,货车超载超限现象严重,为提升高速公路货车管控效率及货运安全水平,提出基于货运风险特征画像的货车运行风险等级识别模型。首先,基于高速公路收费数据,以货车为研究对象,从驾驶行为和营运状态两方面制定面向货运风险识别的用户画像标签体系;接着对样本数据进行清洗和标签指标提取与分析;然后,利用K-means++算法获得货车货运风险特征画像分类结果,再使用熵权法对各类货车进行货运风险评分,确定各类别货车的风险等级;最后,结合各类别车辆的相关指标,对车辆完成画像。基于广东省全网高速公路2022年3月至5月的货车收费数据,利用所提出的模型,将货车车辆划分为5类,其中,“高风险高强度货车”车辆占比5.42%,“较高风险夜间驾驶超载货车”车辆占比19.12%,“中风险超速货车”车辆占比12.85%,“低风险低频货车”车辆占比37.00%,“低风险高频货车”车辆占比25.61%。使用同期广东省某事故数据库数据对模型进行验证,数据表明,高风险类别车辆的相对风险系数远高于低风险类别车辆。研究表明,所提出的模型可以有效地提取高风险货运特征货车,基于风险等级识别结果,交管部门可进行高风险车辆识别、超载超限重点监查、特定消息推送引导车辆安全驾驶等工作,以提升行业安全管理水平。

非洲猪瘟病毒感染后猪外周血淋巴细胞Toll样受体信号通路的lncRNA-mRNA分析

【目的】丰富非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染后猪外周血淋巴细胞长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)表达谱,并进一步挖掘影响Toll样受体信号通路的调控网络。【方法】试验动物感染ASFV,于第7天采集外周血并分离得到外周血淋巴细胞,运用Illumina高通量组学测序对外周血淋巴细胞中lncRNA进行测序,原始数据经处理后筛选获得差异表达的lncRNA,并进行靶基因预测,利用生物信息学方法对靶基因进行GO功能和KEGG信号通路富集分析,初步绘制与Toll样受体信号通路相关的lncRNA-mRNA调控网络,并对lncRNA-ENSSSCG00000041959在内的4个lncRNAs进行实时荧光定量RT-PCR验证。【结果】共筛选到73个差异表达的lncRNAs,其中上调表达lncRNAs 38个,下调表达lncRNAs 35个。GO功能分析结果显示,靶基因显著富集在调节免疫系统过程、防御反应、生物刺激、病毒反应和先天性免疫;KEGG信号通路富集分析显示,大部分靶基因与细胞循环、疾病及免疫应答有关,其中免疫相关信号通路有Toll样受体信号通路、TNF信号通路、产生IgA的肠道免疫网络等。进一步挖掘出lncRNA-ENSSSCG00000041959-RIPK1和lncRNA-ENSSSCG00000041959-IRAK1可能是影响Toll样受体信号通路的重要调控网络,实时荧光定量RT-PCR与测序结果一致。【结论】本研究初步鉴定出lncRNA-ENSSSCG00000041959-RIPK1和lncRNA-ENSSSCG00000041959-IRAK1可能是影响Toll样受体信号通路的lncRNA-mRNA调控网络,为进一步探索lncRNA调控ASFV感染机体免疫反应奠定了理论基础。

基于网络药理学和UPLC-Q-TOF/MS结合动物实验探究蓍草预防急性肝损伤的作用机制

目的 通过UPLC-Q-TOF/MS定性分析和网络药理学预测并结合动物实验验证初步探究蓍草保护急性肝损伤(ALI)大鼠肝脏的作用机制。方法 采用UPLC-Q-TOF/MS法鉴定蓍草中的化学成分,利用TCMSP、CTD和Similarity Ensemble Approach等数据库筛选这些成分的作用靶点,同时在GeneCards、OMIM和NCBI数据库筛选ALI相关靶点,将成分作用靶点与疾病靶点的交集靶点导入STRING构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并使用Cytoscape3.8.2软件进行网络拓扑分析筛选核心靶点,通过DAVID数据库对关键靶点进行GO和KEGG富集分析。通过肝组织HE染色,大鼠血清中肝功能指标、炎症因子水平以及肝组织中氧化应激水平的测定对蓍草防治ALI的药效进行评价,并利用免疫组化的方法对预测的核心靶点及KEGG富集通路结果进行验证。结果 经UPLC-Q-TOF/MS法鉴定出20个成分,网络药理学方法筛选得到上述成分预防治疗ALI的核心靶点104个,GO功能主要与炎症反应、氧化还原酶活性和蛋白酶结合等生物过程相关,KEGG结果主要涉及IL-17、TNF及Toll样受体等信号通路;动物实验结果显示,蓍草预防性给药后能够缓解大鼠肝脏的损伤,显著降低模型组大鼠血清中ALT、AST、TNF-α、IL-6、IL-1β水平和肝组织中MDA的含量,且SOD和CAT在肝组织中的活性显著增强;此外还发现蓍草给药后可上调大鼠肝脏组织中Nfr2蛋白的表达,下调TLR-4、NF-κBp65、keap1和HO-1蛋白的表达。结论 蓍草对四氯化碳诱导的ALI大鼠肝脏具有保护作用,该作用可能与其调节keap1/Nrf2/HO-1和Toll样受体信号通路有关。

六神丸治疗小鼠结肠炎相关性结直肠癌的作用机制:基于网络药理学和体内验证方法

目的通过网络药理学和体内实验探讨六神丸治疗结肠炎相关性结直肠癌(CAC)的潜在作用机制。方法运用TCMSP、BATMAN-TCM、CNKI、PubMed、Genecards、OMIM和TTD数据库获取六神丸和CAC相关靶点,利用Venny在线作图网站得到六神丸-CAC共同靶点。然后,通过Cytoscape 3.8.2构建PPI网络筛选六神丸治疗CAC的核心靶点,并利用DAVID数据库进行GO和KEGG富集分析。体内实验验证分析,将C57BL/6J小鼠随机分为3组:对照组(Ctrl)、模型组(AOM/DSS)和六神丸组(LSW),采用AOM/DSS构建CAC小鼠模型。通过小鼠体质量变化、疾病活动指数评分、结肠长度、肿瘤大小和肿瘤数量等评估六神丸对CAC的治疗作用;HE染色、RT-qPCR方法检测六神丸对CAC小鼠炎症介质的作用;免疫组织化学染色、TUNEL染色评估六神丸对AOM/DSS诱导结肠肿瘤细胞增殖和凋亡的影响;免疫组织化学、Westernblot方法检测六神丸对CAC小鼠TLR4蛋白表达的影响。结果通过网络药理学方法获得69个六神丸-CAC共同靶点,构建PPI网络进行核心靶点筛选,得到33个核心靶点。KEGG通路富集分析显示,六神丸可能通过Toll样受体信号通路作用于CAC。体内研究结果表明,与模型组相比,六神丸治疗能够显著抑制小鼠结肠炎相关肿瘤的发生,减少肿瘤数量和负荷(P<0.05),明显改善小鼠结肠组织病理学变化,下调促炎细胞因子mRNA水平,抑制结肠肿瘤细胞增殖(P<0.01)并促进其凋亡(P<0.001);同时,六神丸还显著降低了结肠组织中TLR4蛋白表达(P<0.05)。结论六神丸可能通过调控Toll样受体信号TLR4的表达,减轻小鼠肠道炎症,抑制结肠肿瘤细胞增殖并促进其凋亡来发挥抗CAC作用。

基于车联网的公路联网收费无感支付方法

利用车联网在道路与交通方面的全面感知以及协同能力,研究基于车联网的公路联网收费无感支付方法,减少公路拥堵现象,提高道路通行能力。将传感器采集的车辆有效数据传输至车载数据采集终端,车载数据采集终端在车辆行驶过程中,通过内置定位与通信模块将接收到的信息经无线通信网络传输至无感支付中心,其中无线通信网络基于分流优化选择机制,保证网络稳定传输,避免信息传输卡顿,无感支付中心将获得的车辆数据信息与公路道路节点匹配,判断车辆在公路上的行驶路段,实现路径识别与清分,客户通过云服务器获取费用明细,借助Android移动终端完成第三方无感支付。实验结果表明:上述方法可节省车辆通过公路收费口时间,提高车辆通行的效率,减少收费口交通堵塞;降低网络死链出现概率,提升网络通信稳定性能;且不同交通密度下,均具有较高上传带宽,极少出现网络瘫痪状态。

基于网络药理学和实验验证探讨附子治疗变应性鼻炎的作用机制研究

目的:研究附子治疗变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)的关键作用靶点基因和信号通路。方法:使用TCMPS和PubChem数据库,用口服生物利用度和药物相似度作为筛选条件筛选出附子的活性成分及作用靶点基因,使用GeneCards数据库筛选出AR的靶点基因。利用在线工具Venny2.1筛选出附子治疗AR的作用靶点基因;利用STRING数据库获取药物疾病作用靶点的蛋白互作(Protein-protein interaction,PPI)网络,通过MCC算法找出关键靶点基因。通过GO富集和KEGG富集分析找到潜在的生物学过程和信号通路。最后,进行了动物实验证明附子对AR的治疗作用。结果:使用TCMSP、PubChem和GeneCards数据库筛选出附子中21种活性化合物成分和附子对AR的潜在治疗靶点基因68个。PPI网络分析找出前十个关键靶点基因,分别为:PTGS2、TNF、IL6、AKT1、ALB、STAT3、CCL2、CXCL8、VEGFA和JUN。GO功能和KEGG通路富集分析显示附子对AR的作用靶点显著富集的功能和通路与AR密切相关。最后通过动物实验验证附子对AR的治疗是有效的。结论:AR患者鼻黏膜组织中IL-6和TNF-α的表达增加,与变应性鼻炎疾病活动相关指标呈正相关。附子通过抑制小鼠鼻黏膜中Toll样信号通路的活化,降低IL-6和TNF-α的表达活性,从而改善了AR小鼠的炎症改变。

黄芪建中汤下调TLR-2、p-NF-κB表达治疗消化性溃疡的效应及机制研究

本研究结合网络药理学、生物信息学与动物实验探究黄芪建中汤(HQJZD)治疗消化性溃疡(PU)的疗效与机制。运用中药系统药理学数据库和分析平台检索出HQJZD主要活性成分110个,预测靶点943个;基于疾病数据库TTD、OMIM、GAD、DrugBank、Pharm GKB共检索到与PU发病密切相关的靶点157个。运用Cytoscape筛选出HQJZD治疗PU的特异性靶点417个,GO和KEGG结果显示HQJZD可能通过调控Toll样受体、NF-κB、JAK-STAT、MAPK等信号通路介导的炎性反应发挥治疗效应。PU脾胃虚寒证大鼠胃黏膜的HE染色、酶联免疫吸附试验和免疫荧光染色结果表明,HQJZD低、高剂量组均能有效修复PU脾胃虚寒证大鼠的胃黏膜组织病理学损伤,显著升高PGE 2及NO含量(P<0.01),显著降低TLR2和p-NF-κB蛋白表达水平(P<0.05)。综上所述,HQJZD治疗PU具有多成分、多途径、多靶点的特点,其机制可能与调节PGE 2、NO等炎症因子水平,调控NF-κB信号通路和Toll样受体信号通路有关。