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用复杂性理论优化城市交通系统
交通问题是一直是关系群众切身利益的重大民生问题,也是各国大城市普遍遇到的难题.随着城镇化进程的加快,城市交通拥堵问题日益突出,已经成为制约大城市经济发展的一个重要方面.持续的交通需求增长对交通系统性能的影响难以正确估计,而城市交通系统是一个开放的复杂巨系统,与外界环境相互依赖,相互影响,需要跨学科的综合研究.
有没有这样的专门研究呢？北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室教授吴建军告诉记者：“复杂性科学可以为我们研究这些复杂问题提供强有力的工具.”而吴建军从事的正是这一复杂性研究,他从交通系统的科学问题入手,围绕城市交通管理的复杂性展开了一系列深入研究.
2004年,吴建军硕士直博,师从高自友教授.吴建军说,自己的成长离不开导师及其团队的影响.从论文选题到前沿文献的获取,导师都给予了吴建军详细的指导.为了汲取科学研究素养,培养自己独立开展研究的能力,吴建是抓住每一个机会,积极参与国家级高水平项目的研究.同时,他也常和导师交流讨论专业热点问题.正是这些无形中的点滴积累,吴建军得到了快速成长.
博士期间,他便主持了北京交通大学第一批优秀博士论文创新基金和北京交通大学专项研究员基金,并获“北京交通大学五四奖章”“北京交通大学优秀研究生”等多项荣誉称号.其毕业论文获2010年全国优秀博士学位论文.博士毕业以后,吴建军按需要加入到了轨道交通控制与安全国家重点实验室基础理论研究团队工作.为了弥补自己在轨道交通知识上的缺陷,他决定从最基础的课本知识开始学习,积极参加讨论班,并通过各种学习、研讨及现场锻炼等途径不断补充自己.
有心人,天不负.十多年的深入研究,吴建军在城市交通系统管理与优化、城市交通网络结构复杂性研究等方面取得了多项重要前期科研成果,在国际上最早将交通出行行为科学与复杂性科学理论相结合,从理论建模、新算法设计和数值模拟等方面对交通系统管理中的基础理论问题进行了系统深入的研究,部分解决了一些国际公认的难题,丰富了交通系统科学理论的研究范畴.
基于城市交通出行者行为科学及复杂网络相关理论,吴建军构建了一系列出行行为影响下的城市交通系统管理与优化模型,从新角度研究了网络拓扑与流量承载力的关系难题.结合宏观路网与微观个体出行行为复杂性以及车流在路网上的运行特征,吴建军首次基于网络复杂性科学,构建了复杂交通网络上的交通流传播与级联效应模型.以城市公共交通系统为研究对象,他还研究了城市轨道交通线网间首末班车换乘衔接问题,为城市交通系统的信息化与智能化提供理论模型与方法上的支撑,部分解决了如何处理交通枢纽均衡利用这一现实问题.
近年来,吴建军先后主持包括国家自然科学基金杰出青年科学基金、国家自然科学基金项目等10余项重要科研课题.在国内外著名学术刊物上发表和接收S C I论文60余篇.作为研究核心骨干成员,参加国家重要项目多项.研究成果获教育部自然科学一等奖及北京市科学技术奖三等奖各1项,出版专著1部,并申请发明专利1项.2015年,吴建军获得国家杰出青年科学基金,相信他将开启一片新的征程……
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