第八届“明天小小科学家”称号获奖者介绍 － 秦一骁

　　姓名： 秦一骁

　　性别：男

　　所在学校：北京师范大学附属实验中学

　　研究项目名称：关于环线快速路出口缓冲区的设想

　　项目学科：数学

　　个人介绍

　　秦一骁同学具有很强的研究能力，善于发现生活中有待解决的问题，并且能够确定出一个合理、可行的研究方向。在研究过程中，能有效地综合利用各种研究方法，比如实地观测、建模、计算机模拟等等。他学习能力强，自学了微积分、函数的拟合等相关知识，并多次在数学、物理等竞赛中获奖。另外，他的所有研究都是本着从生活中来，到生活中去的态度，努力使研究结果能在社会中得到很好的利用。通过进行科学研究，他认为解决身边的重大问题并不一定需要多高等的知识或理论，而敏锐的观察力和创造性的思维才是起决定性作用的。他希望将来能到国外学习深造，学成回国后继续从事与应用数学相关的领域工作，条件允许时，还会去世界各地旅游，开阔眼界。

　　项目简介

　　该项目是针对北京环线道路交通堵塞的现状展开的。作者在每天下学的路上，常常赶上下班的交通高峰期，路上堵车是经常的事，特别是在环线快速路上，经常是所有车道都堵得满满的。之前遇到这种情况时，作者总会想，若没有事故，环线最左边的车道似乎没有堵车的理由。后来经过细心观察，作者发现了一个现象，即在环线上，经常是一段一段地堵塞，而堵塞的地方往往都是有出口的地方，过了出口处，就能畅快地行驶一段，直到下一个出口处。但是作者很纳闷，车辆只能从最右边的车道驶出出口，为何会把左边的车道给堵塞了呢？

　　通过进一步的观察，作者终于发现了原因：由于出口外辅路上的车太多，致使出口处车辆行驶缓慢，从而使最右边车道的车辆排队很长，一些要驶出的车辆司机没有耐心在最右边车道的队尾排队，便利用中间车道行驶到出口处，再往最右边车道并线。但由于最右边车道车辆行驶缓慢，所以车间距较小，加上许多司机并不给试图并线的车辆让行，使得在中间车道上要往右并线的车辆难以成功并线，只好在中间车道上等待，这样便把中间车道堵塞了。更为严重的是，当中间车道被堵塞后，该车道上一些直行车辆便往最左边的车道并线，干扰了最左边车道上的车辆，使得最左边车道上车辆的行驶速度下降，直至造成堵塞。这个过程说明，由于出口处的并线干扰，使得道路的通行能力没有充分发挥，造成了堵车。那么有没有办法解决或缓解这个问题呢？

　　经过多次现场实地观察，作者发现环线的立交桥下大都有很多空间，且大多被当作停车场或者是空闲状态。通过进一步的研究，发现如果充分利用立交桥下的空间，可以使从主路出到辅路上的车辆得到有效的缓冲，从而缓解主路的交通状况。作者提出了一个解决方案：即利用立交桥下的闲置空间增加辅路车道数，形成较大的出口缓冲区，在高峰期结束之前辅路的排队不致堵塞环线出口，从而保证环线的畅通。该项目得出了一个如何利用每个立交桥下空间的计算方法，并讨论了高峰期环线出口流量的一般模型。