针对高铁无线通信系统中信息传输普遍存在有效吞吐量低和隐蔽程度受限的问题，以隐蔽需求、最大人工噪声（AN）发射功率和IRS相移的单位模为约束条件，构建以最大化高铁无线通信系统有效吞吐量为目标函数的优化问题，并设计一种基于智能反射面（IRS）辅助及AN增强的高铁无线隐蔽通信波束赋形方法. 采用交替优化策略，把优化变量耦合问题拆分为3个子问题，分别为基站波束赋形、IRS相移优化以及AN发射功率优化. 在分式规划中，借助二次变换方法将隐蔽需求约束映射在复圆流形上，利用共轭梯度算法（CG）对IRS相移进行优化，并使用Dinkelbach算法对AN发射功率设计并交替迭代优化. 仿真结果表明，该算法的计算复杂度较低，在高速移动环境下，系统有效吞吐量提高了27.31%，提升了隐蔽传输性能，这对保障高铁无线通信系统安全信息传输具有重要的意义.

为解决公路线形设计过程中交点法依赖的非对称基本型计算模型，在转弯曲线包含非完整缓和曲线时出现计算失效的问题，以非对称基本型计算模型为基础，通过分析计算模型在解算非完整缓和曲线场景下的失效原因，对计算模型结构与求解逻辑予以优化改进，进而提出非对称通用型计算模型. 此模型新定义了缓和曲线方向，通过判断缓和曲线曲率变化趋势与路线行进方向间的关系，将缓和曲线划分为正向和逆向两类，再根据缓和曲线在单曲线中的前后关系，建立特殊局部坐标系，通过几何推导，得出非完整缓和曲线切线增长值和曲线内移值，进而可以使用非对称基本型计算模型进行求解. 研究表明：非对称通用型计算模型突破了非对称基本型计算模型对线形组合类型的限制，允许缓和曲线起、终点曲率半径可为任意值；通过与传统线元法对同一复杂曲线段进行解算对比，控制桩号里程值及控制桩号坐标的计算差异均小于1 mm，满足工程精度要求.

针对高压专线贯通供电系统中电缆应用引发的工频过电压与高成本问题，提出基于混合线路的优化配置方案. 首先，利用二端口网络理论构建系统空载等效电路模型，结合混合线路分布参数特性，理论推导沿线电压与空载环流分布规律；其次，通过端口等效建立系统π型等值电路，并采用网络分裂算法构建多负荷统一潮流模型，提出系统等值阻抗与牵引网极限供电距离计算方法，定量评估混合线路的供电能力；进一步，以全寿命周期成本最优为目标，优化电缆与架空线安装比例. 仿真结果表明，“电缆 + 架空线”方案可有效抑制工频过电压，降低空载电流至纯电缆方案的1/3，同时保留电缆长距离供电优势（极限供电距离达95 km），较传统方案节省投资约510万元.

自然灾害之间相互作用形成复杂灾害链，致使复合灾害引发的损失更为严重. 为量化复合链生灾害风险并评估区域面对复杂灾害链的脆弱性，有效推进灾害风险防范工作，考虑灾害链的触发和叠加（折减）效应，从承灾体暴露度、孕灾环境敏感性和适应性3个维度，构建复合灾害系统脆弱性评估指标体系，进而建立串联式复合灾害承灾体暴露度、孕灾环境敏感性和适应性评估模型，并加权得到串联式复合灾害系统脆弱性评估模型. 以粤港澳大湾区暴雨-滑坡灾害链为例，结合卷积神经网络（CNN）、参数最优地理探测器-层次分析法耦合模型（OPGD-AHP） 、序关系法-TOPSIS （technique for order preference by similarity to ideal solution）、熵权-TOPSIS等方法，计算得出粤港澳大湾区暴雨、滑坡，以及暴雨-滑坡灾害链的脆弱性指数，采用ArcGIS工具进一步绘制了对应的脆弱性等级统计图. 研究结果表明：粤港澳大湾区暴雨-滑坡灾害链脆弱性呈现出西部地区多高和较高脆弱区，中西部、西南部和东北部多中脆弱区，中部、中南部和东部多低和较低脆弱区的分布特征；同一区域面对不同单灾种的脆弱性之间，除了叠加关系，还存在一定的触发和协同效应，尤其是在高脆弱区与高脆弱区之间，以及低脆弱区与低脆弱区之间. 成果可在复合灾害系统脆弱性评估工作中推广应用，为我国复合灾害系统风险评估与减灾防灾提供技术支撑.

为保障全断面隧道掘进机（TBM，Tunnel Boring Machines）在复杂地形下安全、高效运行，需明确多滚刀协同破岩时滚刀的载荷特性，并分析各种刃形滚刀在不同地层中的性能表现. 为此，建立多滚刀协同破岩的颗粒流离散元数值模型，分析平顶、圆顶2种刃形滚刀在不同岩石强度、刀盘转速下的载荷特性，并通过多刀破岩试验对数值分析主要结果加以验证. 结果表明：在给定贯入度条件下，圆顶滚刀所需法向总推力较平顶滚刀低23%～50%，其破岩体积与比能亦低10%～20%；不同安装半径滚刀所受载荷有所差异，最内、最外侧滚刀仅与相邻单侧滚刀形成协同破岩作用，其切削力较邻刀高约30%，故滚刀切削力的均值与标准差随安装半径增大呈两端高、中间低的“W”形分布；2种刃形滚刀法向力的均值与标准差均呈正相关，但在相同法向推力水平下，平顶滚刀的法向力标准差较圆顶滚刀低37%～50%，表明圆顶滚刀可能引起更为剧烈的振动；此外，随刀盘转速的提高，2种滚刀的切削力均相应增大，其中平顶滚刀对转速变化更为敏感.

森林火点检测在林火应急救援中起着至关重要的作用. 鉴于现有模型在样本质量、多尺度问题以及多视角图像泛化能力方面存在不足，以YOLOv7为基础，提出一种森林火点目标检测方法FFD-YOLO （forest fire detection based on YOLO）. 首先，构建多视角可见光图像森林火灾高点检测数据集FFHPV （forest fire of high point view），旨在增强模型对多视角火点知识的学习能力；其次，引入全维动态卷积，构建空间金字塔池化层（OD-SPP），以此提升模型针对多视角数据的火点特征提取能力；最后，引入具有动态非单调聚焦机制的边界框定位损失函数Wise-IoU （wise intersection over union），降低低质量数据对模型精度的影响，提高小目标火点的检测能力. 实验结果表明：所提出的FFD-YOLO方法相较于YOLOv7，精度提高3.9%，召回率提高3.7%，均值平均精度提高4.0%，F₁分数提高0.038；同时，在与YOLOv5、YOLOv8、DDQ （dense distinct query）、DINO （detection transformer with improved denoising anchor boxes）、Faster R-CNN、Sparse R-CNN、Mask R-CNN、FCOS和YOLOX的对比实验中，FFD-YOLO具有最高的精度75.3%、召回率73.8%、均值平均精度77.6%和F₁分数0.745，验证了该方法的可行性与有效性.

为解决经验傅里叶分解（EFD）方法处理轴承故障信号时易于发生频谱分割边界集中在局部窄带的问题，通过统计排序滤波器（OSF）简化采集的轴承振动信号的频谱，进行平均滑移处理和预分割；针对可能存在的过度分解问题，提出根据频域平方基尼指数（FDSGI）的边界融合算法，实现自适应地确定分割边界和分解模式数；并利用包络谱谐波显著度（ESHS）指标选择最佳分量，进而通过对最佳分量进行包络谱分析，达到轴承故障诊断目标. 轴承故障仿真信号和试验信号的对比试验证明了SREFD在频谱分割精确度方面优于EFD和经验小波变换（EWT），处理后的信号中能够更清晰地观察到轴承故障特征频率及其倍频，证明了所提方法的有效性和鲁棒性.

为减少中欧班列运营商竞相低价揽货、抢夺货源现象的发生，基于地方政府对中欧班列运营商和中欧班列供货商的补贴，并结合中欧班列运营过程中实际情况，构建政府奖惩机制下的“政府-运营商-供货商”非对称性三方演化博弈模型；在此基础上，通过数值仿真分析政府补贴惩罚等主要因素对系统演化稳定策略的影响，并据此为中欧班列协同发展提供理论参考. 研究结果表明：政府增大惩罚力度将有效推动运营商和供货商的协同发展；根据运营商和供货商的不同策略实行差额补贴，不同补贴力度之间的差值越大越有益于协同；合理设置政府提供给运营商的单位集装箱最大补贴额，并视情况逐渐减小额度直至补贴完全退出，是促进协同的有效途径；政府的额外社会效益是决定政府策略选择的正向影响因素.

为满足列车底部场景中巡检机械臂主动配合工作人员的人机协作需求，并提高PPO （proximal policy optimization, PPO）算法的收敛速度，提出一种自适应PPO （adaptive-PPO, a-PPO）算法，并将其应用于列检机械臂的在线运动规划. 首先，设计系统模型，根据当前环境状态即刻输出策略动作；然后，引入几何强化学习构建奖励函数，通过智能体的探索不断优化奖励值分布；接着，基于策略更新前后的相似度自适应地确定裁剪值，形成a-PPO算法；最后，通过在二维地图上对比分析a-PPO算法的改进效果，并验证其在仿真和真实列车场景中的可行性和有效性. 结果表明：在二维平面仿真中，a-PPO算法在收敛速度上优于其他PPO算法，且路径稳定性显著提高，路径长度标准差平均比PPO算法低16.786%，比Informed-RRT* 算法低66.179%；仿真与真实列车场景的应用实验中，机械臂可实现运动过程中动态更改目标点和主动规避动态障碍物，展现出对动态环境的适应能力.

高速磁浮铁路作为未来高速陆地交通的战略方向，其空间线形设计对系统性能与安全具有决定性影响. 本文综述了高速磁浮铁路空间线形设计的最新研究进展，首先梳理高速磁浮线路发展历史，涵盖日本磁浮试验线、德国Transrapid系统、中国高速磁浮工程实践（如同济大学嘉定校区、青岛四方、上海机场、西南交大九里等试验线）以及在建及规划中的线路；然后，从空间线形对悬浮导向的耦合作用、线形参数对动力学响应的影响，以及气动效应对线形制式的约束角度，分析高速磁浮铁路空间线形对列车稳定性的影响；其次，系统阐述空间线形的定义和组成，以及平面、纵面线形参数计算与选取，平纵组合线形和道岔线形研究；同时，指出当前研究面临的瓶颈，如多物理场耦合建模与仿真效率挑战、线形参数标准与动态性能关联缺失、试验线设计理论与工况覆盖局限、全局优化与安全阈值量化难题、选线设计智能化水平不足、复杂耦合约束协调难、选线设计多目标优化方法不完善、环境影响评估与选线协调性不足等；最后对7个需要深化研究的方向进行了展望，以推动高速磁浮铁路空间线形设计理论体系的创新与完善.

为研究地震动不确定性对桥梁结构地震需求和易损性的影响，明确地震动不确定性在其地震易损性分析中的传播规律，提出一种基于Bootstrap的桥梁地震易损性不确定性量化方法. 首先，通过概率地震需求分析确定地震动强度指标与桥梁结构地震需求之间的对应关系；其次，考虑地震动样本数量对桥梁结构地震需求模型和易损性的影响，采用Bootstrap方法对概率地震需求模型参数和易损性曲线的不确定性进行模拟；最后，以一座3跨简支梁桥为例，分别采用50、100、300条地震记录对其进行地震易损性分析，量化不同地震样本下概率地震需求模型和易损性的变异性. 研究结果表明：地震作用下，桥梁结构的地震需求和易损性均具有较大的不确定性，当采用100条地震记录进行分析时，桥梁各个损伤状态下失效概率的变异性都在10%以上，严重损伤状态下失效概率的变异性甚至高达30%；在进行桥梁地震易损性分析时，宜将不同地震动强度下桥梁结构的失效概率表示为区间随机变量，从而考虑由于地震记录样本所导致的地震易损性变异性；Bootstrap方法可以有效模拟桥梁结构地震需求和地震易损性的不确定性，为小样本情况下桥梁结构概率地震需求模型统计不确定性模拟和地震易损性分析提供了一条有效途径.

当前闽浙木拱廊桥大都存在详尽图纸资料缺失的问题，导致保护效果不佳，且在火灾蔓延规律和防灾方面的研究较为匮乏. 为解决这些问题，提出基于三维扫描-BIM参数化的数字重建技术构建木拱廊桥数字孪生体，基于BIM-FDS （fire dynamics simulator）分析木拱廊桥火灾蔓延规律和防火策略. 首先，通过现场三维扫描获得合龙桥原始点云模型，经配准、去噪、抽稀处理后，建立BIM参数化数字孪生体，计算其火灾荷载密度；其次，采用IFC格式实现BIM与FDS交互，建立木拱廊桥火灾数字孪生体，通过热释放速率（HRR）、火灾蔓延现象、能见度、温度、有害气体浓度等参数进行仿真分析，在FDS中通过模拟分析多个典型火源场景工况得出火灾蔓延规律；最后，探讨材料阻燃处理、桥面非燃化改造及喷淋布设等防火优化策略. 研究结果表明：木拱廊桥火灾荷载密度高达4017.764 MJ/m²，远超国内外典型建筑，具有极高的火灾风险性；多个典型火源场景中，除去HRR突变值，拱结构、桥底工况的HRR峰值稳定在100、95 MW，桥中心、桥头工况的HRR峰值稳定在88、70 MW，桥侧底、桥顶工况的HRR在1000 s内未达到峰值，最大值为55、22 MW，因此，桥下起火的火灾风险性最大，桥面起火次之，屋顶起火和桥侧底面起火的火灾风险性相对较低；通过火灾仿真和多个火灾参数量化分析，证实了3种防火措施能延缓木拱廊桥火灾蔓延，且上下防火分区、木材阻燃、喷淋系统分别使得HRR峰值下降23、39、63 MW. 研究成果可作为木拱廊桥的信息存储、火灾蔓延量化分析以及预防性保护的依据，也可为文物建筑的长效安全运维提供技术支撑.

为研究碰撞振动系统的动力学演化规律和驱动性能，首先，考虑外部环境不连续力与内部非光滑碰撞，建立一类碰撞与黏滑振动驱动系统；其次，基于不连续动力系统的流转换理论与映射动力学理论，刻画系统相空间内的不连续边界和子区域映射关系，采用分段分析法描绘系统相空间运行轨迹；最后，通过数值协同仿真研究参数域内系统周期运动分布转迁机理和平均速度分布规律. 研究表明：在激励频率 、间隙双参数平面内，系统正反向最大平均驱动速度集中于主共振区，呈现周期1-1-1（或1-1-2）运动类型；结合参数域内系统驱动方向和驱动速度与系统参数的关联关系，可通过调控系统参数与外激励频率实现宽速驱动；低频小间隙区存在2种序列擦边分岔，一种在低频区随着激励频率减小，右侧擦边分岔诱导系统碰撞次数依次增加，另一种在超低频区围绕碰撞子空间内的平衡点衍生出序列相轨迹，泛延过程中出现左侧擦边分岔，系统呈现出簇发振荡的现象.

藏式古建筑石砌体墙结构形式的特殊性和材料组成的复杂性，加之环境因素的干扰，使得墙体内隐蔽性损伤的精准检测面临巨大挑战. 针对传统方法在目标信号识别方面存在的局限性，应用逐次变分模态分解(SVMD)方法，实现探地雷达信号的高效分解与有效信号的精确提取. 通过探地雷达检测藏式石砌体墙体的试验数据，验证数值模拟结果的可靠性；随后系统分析有效波的传播特性，重点考察不同GPR天线中心频率、GPR离墙体间距以及裂缝宽度等因素对回波特性的影响规律；运用SVMD方法对信号进行分解及重构，分析此方法在不同噪声水平和裂缝宽度下的稳定性，目标信号识别方面的适用范围及相比于现有技术的优势. 结果表明：SVMD方法首次应用于藏式古建筑石砌体墙的GPR信号降噪处，在特定条件下，相较于EMD和VMD方法，其信噪比可分别提升58.36%和18.67%，并能够有效分离目标信号、背景墙信号和噪声信号，为藏式古建筑墙体损伤特征的准确提取提供了可靠的技术支持.

为提升泡沫沥青冷再生胶结料（由水泥、旧沥青和泡沫沥青组成）的黏聚性，选取多聚磷酸（PPA）、丁苯橡胶（SBR）、甘油三酯（TG） 3种泡沫沥青冷再生胶结料改性剂，利用分子动力学模拟方法建立不同改性剂及其掺量的泡沫沥青冷再生胶结料分子模型；基于界面能、相互作用能、扩散系数和水分子径向分布函数（RDF）等指标研究不同改性剂及其掺量对泡沫沥青冷再生胶结料界面特性改善效果的影响规律，并通过显著性检验和层次分析法分别探讨各指标间显著性差异和改性方案的权重. 结果表明：添加0.8% 的PPA对泡沫沥青冷再生胶结料黏聚性提升效果最为显著，其可以有效改善泡沫沥青冷再生胶结料的界面能、自由体积和水损害影响，亦使泡沫沥青冷再生胶结料具有较好的扩散能力；添加15.0%的TG对泡沫沥青冷再生胶结料的相互作用能改善效果较好，但扩散性能较差；添加2.0%的SBR对泡沫沥青冷再生胶结料的抗水损害能力改善效果最好，但SBR总体改性效果一般； 不同剂掺量之间不存在显著性影响，各改性剂掺配方案相互独立且各有优势.

为实现插电式混合动力汽车（PHEV）个性化综合性能最优，针对单轴并联PHEV，提出了一种体现驾驶意图的动力性和经济性综合最优换挡规律优化方法. 首先，根据需求转矩、发动机特性曲线、动力电池荷电状态（SOC）确定不同工作模式之间的切换逻辑，并针对不同模式制定转矩分配策略；其次，采用模糊推理方法建立驾驶意图量化模型，以根据驾驶操作及车辆状态计算驾驶员的动力性和经济性期望值；然后，以不同驾驶意图对应的性能期望值作为动力性和经济性分目标函数的权值，采用线性加权法构造综合评价函数，分别对不同驾驶意图下的换挡规律进行优化；最后，使用MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型，分别取SOC初始值为0.5和0.9，使用最佳动力性、最佳经济性和个性化最优换挡规律在世界轻型汽车测试循环工况下进行仿真. 结果表明：2种SOC初始条件下，个性化最优换挡规律在能体现驾驶意图的同时，其等效油耗比最佳动力性换挡规律明显降低，SOC初始值为0.5时，降幅为10.1%，SOC初始值为0.9时，降幅为11.8%；其等效油耗比最佳经济性换挡规律有所增加，SOC初始值为0.5时，增幅为5.3%，SOC初始值为0.9时，增幅为1.7%.

为降低高铁桥梁车致振动对周围环境的影响，首先，提出一种内置金属盘式隔振器的桥梁竖向隔振球型支座，给出支座力学本构模型和整体竖向刚度计算方法；结合仿真和试验对比研究金属盘式隔振器竖向刚度的设计符合性，并仿真分析不同摩擦支承面对金属盘式隔振器竖向刚度和应力的影响；然后，通过竖向隔振球型支座的系列试验，研究了支座的常规性能、竖向刚度、隔振荷载、动静刚度比和刚度稳定性；最后，以高速铁路32 m跨混凝土简支箱梁为背景，探究了列车作用下的支座隔振效果. 结果表明：3种不同竖向承载力设计的金属盘式隔振器的竖向刚度仿真与实测值偏差均在±10%以内；金属盘式隔振器的底部支承面摩擦系数在0.01～0.10内时，竖向刚度增加2.1%，应力减小0.9%；竖向隔振球型支座样件的常规性能满足设计要求，竖向刚度和隔振荷载的试验值与设计值偏差均在±10%以内；支座在过载卸载后竖向刚度保持稳定，对金属盘式隔振器起到保护作用；激励频率1～17 Hz时，支座动静刚度比的范围为1.00～1.15；支座1000万次疲劳后刚度增加量小于10%，各部件完好；竖向隔振球型支座支承下的桥梁满足列车安全性和乘坐舒适性指标要求，竖向隔振球型支座较普通球型支座的土体振动响应衰减量达4 dB左右.

为准确高效评价轨道减振性能，德国标准DIN V 45673-4规定了插入损失率的高效计算方法，能够排除线路运营条件与轨道不平顺等随机因素的干扰，但该方法在模型等效时未考虑轨道抗弯刚度的贡献，不能准确得到实际轮轨系统共振频率，进而无法准确判断减振轨道的减振频带. 为提高计算精度，在不降低计算效率的前提下改进德标插入损失率计算模型，以弹性地基梁近似反映轨道实际结构尺寸与刚度特征，综合考虑弹性元件与轨道抗弯刚度对轨道刚度的贡献，修正模型刚度；以减振垫浮置板轨道为例，针对我国环评要求的1～80 Hz减振频带，讨论轨道尺寸及弹性元件减振优化方案. 研究结果表明：刚度修正后，轮轨系统共振频率误差由76.0%大幅降低至4.9%；单纯提高扣件损耗因子可以实现环评1～80 Hz频带的整体减振，然而在30～90 kN/mm扣件刚度范围内，单纯降低（单纯提高）扣件刚度仅能提高60～80 Hz （30～60 Hz）频带的插入损失率，但是却降低了30～60 Hz （60～80 Hz）的插入损失率，无法实现环评1～80 Hz频带的整体减振；只有当扣件刚度提升至90 kN/mm以上时，才可实现环评1～80 Hz频带的整体减振，且当减振垫刚度越低或浮置板厚度越大时，所需提高的扣件刚度越大.

外部压力对锂金属电池的性能起着至关重要的作用. 为研究锂金属电池在不同压力条件下宏观电池性能表现和微观锂沉积特性，首先通过加压试验及电子显微镜扫描验证施加外部压力有助于改善锂金属负极表面形貌，为揭示其作用机理，并将非线性相场模型与力模型耦合，分析微观不同压力条件对锂的沉积形貌及内部应力分布的影响. 研究结果表明：在没有外部压力作用时，锂金属电池对外膨胀加速了锂枝晶的持续生长，导致容量快速衰退；模拟数据显示，随着外部压力的逐渐增大，锂枝晶的主轴长度由2.04 μm降低到1.10 μm，宽高比由0.32提升至0.79，这种光滑粗壮的形貌演变显著降低锂枝晶的比表面积，但同时也增加了力学不稳定性. 本文所提供的在不同外部压力下锂枝晶的相图，为锂金属电池压力管理设计提供理论支持.

为研究湍流大气延迟对时序InSAR（合成孔径雷达干涉测量）高精度精细化变形提取的影响，基于湍流大气延迟在时空域上的随机特性和对形变相位的剧烈影响特征，将湍流大气延迟视为时间序列上的粗差，采用Baarda粗差探测方法予以识别和去除，随后利用时空滤波法提取高精度形变信息，并通过模拟和Sentinel-1 SAR实测数据验证方法的有效性. 研究结果表明：与仅使用时空滤波法相比，本文方法获取的模拟数据形变速率残差标准差在稳定区域和形变区域分别降低约25.8%和16.0%；Sentinel-1 SAR数据获取的半变异函数相较于同空间尺度下的原始相位结果降低约74%，优于仅使用时空滤波法的65%. 该方法成功应用于巴基斯坦拉合尔市橙线轨道交通的精细化监测，发现橙线全线约17.6%处于地面沉降强发育区.

隧道钻爆法机械化开挖过程中，压力拱演化机制和发展规律对隧道荷载计算和稳定性判定有着重要的意义. 选取渝昆高铁典型双线隧道为研究对象，应用数值模拟和现场试验等方法，通过拟合压力拱内边界点、外边界点、起拱线和“拱脚”所对应位置的控制点，实现机械化隧道压力拱边界的综合判定，探明钻爆法机械化隧道开挖过程中压力拱的形成及发展规律；同时，基于压力拱特征，推导围岩压力理论计算模型. 结果表明：随着侧压力系数$\lambda $的增大，机械开挖过程中围岩应变能增大区呈现从边墙（侧压力系数$ \lambda = 0.5 $）→洞周开挖轮廓（$ \lambda = 1.0 $）→拱顶（$ \lambda = 1.5 $，距开挖轮廓较远）转移的演化规律；隧道开挖过程中围岩径向与切向应力变化总体呈“缩口喇叭”形状，当$ \lambda = 0.5 $时，洞室开挖面轮廓附近应变能会产生聚集并最终集聚至拱腰围岩内；拱顶围岩压力计算值与现场测试结果误差小于10%；与《铁路隧道设计规范》推荐公式对比，在埋深50 m时，计算值小于隧规值，随着埋深逐渐增大，围岩压力也逐渐增大，这与现场试验结果趋于一致.

为研究高速列车经过钢管混凝土系杆拱桥时对吊杆造成的疲劳损伤，依托广西钦州钦江大桥为背景开展现场动载试验，对桥梁模态、位移、加速度和动应力进行测试；利用有限元软件ANSYS建立桥梁模型，通过对比实测频率、振型来验证桥梁有限元模型的正确性；将桥梁模型与多体动力学软件SIMPACK建立的CRH2列车模型结合，实现车-桥耦合并进行联合仿真，通过将相同工况下的模拟计算结果与实测结果对比，验证车-桥耦合振动系统的可靠性，并在此基础上依据Palmgren-Miner线性疲劳损伤准则，研究不同行车速度和轨道平顺度对吊杆的疲劳损伤. 结果表明：联合仿真计算效率高，其计算结果可靠；系杆拱桥短吊杆相较于长吊杆，对不同车速、轨道平顺度造成的耦合振动更为敏感，列车以190 km/h过桥时对1# 吊杆的疲劳损伤为7# 吊杆的3.5倍；吊杆疲劳损伤度随着车速的增加呈波浪式递增趋势，且存在接近桥梁固有频率下的临界速度；桥梁轨道平顺度的优化与恶化成倍影响着吊杆的疲劳损伤.

针对冷弯薄壁型钢构件局部易屈曲和陶粒轻质混凝土易开裂问题，考虑建筑室内布置美学方面要求，提出一种可预制装配的冷弯薄壁型钢部分包覆轻质混凝土十形柱. 以粗骨料取代率为参数设计并制作4根十形柱，完成低周往复加载试验；基于此，采用有限元软件ABAQUS对轻骨料混凝土强度、钢板强度、钢板厚度和加载角度进行拓展分析. 试验结果表明：4个试件滞回曲线均呈对称饱满的梭形，试件破坏形态呈现压弯破坏；随着粗骨料取代率由0%增大到30%、70%和100%，试件重量分别减轻77、176、252 kg/m³，碳减排量分别降低19.18%、38.11%和49.93%，极限承载力分别降低1.0%、4.7%和9.2%，延性系数先增大1.4%，后降低3.8%和4.2%，耗能分别降低8.6%、2.5%和6.7%；采用粉煤灰陶粒替代普通石子作为混凝土粗骨料对冷弯薄壁型钢部分包裹混凝土十形柱抗震性能影响不显著，但相比于普通混凝土具有巨大的碳排减潜力；提高轻骨料混凝土强度对试件的承载力、延性及耗能性能提升不明显；当钢板强度由Q235提高至Q355时，试件极限承载力提高45.1%；当钢板厚度由4 mm增加至5 mm和6 mm时，试件极限承载力分别提高14.8%和35.5%；试件的最不利加载角度为45°.

为克服超前导洞用于软岩隧道围岩大变形控制时存在的局限性，深入分析软岩大变形特征及其存在的问题，提出基于“超前应力释放 + 环向（滞后）注浆 + 加长锚杆”的变形控制方式. 首先，借助软岩峰后刚度与强度统一劣化模型与统一强度准则得到超前导洞及正洞围岩的弹塑性解；然后，利用FLAC3D有限差分软件实现软岩峰后刚度与强度统一劣化模型的本构开发，得到超前导洞及正洞围岩的变形及应力分布；最后，对软化模量、注浆参数、超前导洞半径和两掌子面间距等影响因素进行分析. 研究结果表明：超前导洞可以有效释放围岩挤压变形，岩体松动破碎是造成释放层及正洞围岩变形过大、稳定性下降的主要原因，环形（滞后）注浆可以有效控制扩挖过程中的围岩松动变形，并改善围岩应力分布，提高围岩承载能力；软化模量取值越大时超前导洞围岩变形越大，注浆参数取值越大时正洞围岩变形越小，增大超前导洞开挖半径、增加两掌子面间距（超前导洞及正洞）均可使初始地应力释放更加充分.

我国地质灾害频发，滑坡灾害因其种类多、察觉难、分布广、危害大等特点，造成的人员伤亡和财产损失位于各类地质灾害之首. 多源监测技术在滑坡预警、防灾减灾过程中起着至关重要的作用. 简要回顾多种滑坡监测技术的产生及发展历程；系统梳理近年来从滑坡的表观长期安全评估、深部牛顿力监测到微震信号感知的多源数据融合监测方法应用等一系列重要进展；概述了卫星监测智能识别技术、空天地一体化复合光纤滑坡监测技术以及NPR （negative poisson’s ratio anchor）深部牛顿力实时监测技术在滑坡识别解译、长期监测、应急响应等方面的应用研究；总结学者在滑坡预警模型的最新成果和主要研究方向，对其评估方法及主要结论进行分类评述；分析讨论以现有滑坡监测数据为驱动，融合各类深度学习方法来预测滑坡的优势和主要存在的问题. 前沿的深度学习算法与滑坡灾变多参量高精度演化特征信息的深度融合，将引领智能化滑坡预警模型的研究迈向新的高度，成为未来探索的核心焦点.

构建精准的尺寸效应预测模型对使用室内试验单元强度设计大尺度构件结构具有重要的工程意义. 对不同高径比红层软岩试样进行无侧限单轴压缩试验，并评价现有尺寸效应模型对本文数据的可靠性；提出参数离散度，定义为每组试样的多个力学特征参数变异系数的均值，对试验结果的离散性进行分析；采用决策树回归、支持向量回归、多层感知机、随机森林回归、极限梯度提升回归5种机器学习模型预测不同尺寸红层软岩及其他岩类的单轴抗压强度，并引入SHAP （shapley additive explanations）方法揭示特征对预测结果的影响及贡献. 结果表明：随着试样高径比的降低，单轴抗压强度$ {\sigma _{\text{P}}} $、峰值轴应变$ {\varepsilon _{\text{P}}} $均逐渐增加，应力-应变曲线会由脆性向延性模式转换；胡麻岭红层软岩很难适应现有基于硬质岩提出的尺寸效应模型；高径比对试样离散度影响显著，离散度会随高径比增加先增加后迅速降低；极限梯度提升回归模型对红层软岩抗压强度的预测精度最高，测试集R²为0.989，多层感知机模型能够预测非标准尺寸煤岩、贫矿、大理岩的峰值应力，误差小于20%；岩石的微观排列更致密会导致模型预测值较真实值偏低；弹性模量权重过高会使模型高估目标值.

支承轴承的动态载荷分布及刚度特性是引起机床振动和切削稳定性的重要因素，为对比分析TBT组合式球轴承左列和右列在不同工况下的动态载荷分布与动刚度特性，本文基于非线性弹性赫兹接触理论及琼斯哈里斯模型，结合滚动体-滚道接触状态判定准则，提出多列组合球轴承五自由度分析模型；采用改进的迭代算法求解，大大提高迭代计算在不同外界条件波动下的求解收敛性，得到恒定预紧力作用下TBT组合式轴承组内轴承动态载荷分布和动刚度特性. 研究结果表明：转速、径向载荷、轴向载荷均会改变组合轴承的载荷分布及动刚度特性，且对左列和右列轴承影响效果不同；转速增加会导致组内轴承内部产生非完全接触区域，使轴承载荷分布发生震荡；相较于单个轴承在等效外界载荷条件下，组合轴承的径向动刚度较轴向动刚度提升效果更明显.

为进一步探究风阻制动装置在速度400 km/h及更高速列车上的协同布局，明确适配现阶段我国标准动车组风阻制动系统的整体制动收益和制动效率，以CR400AF平台动车组车体外形和基础制动系统配置为参考，装配不同数量的“蝶形”风阻制动装置；仿真计算不同工况下装配风阻制动装置高速列车的气动特性，提出适用于风阻制动问题的直接积分法解算方法；将列车在某一初速度工况下单纯依靠风阻制动装置进行制动停车，与列车惰行至停车的制动效果作对比分析；建立列车制动运行方程，采用分段累计法计算风阻制动配合常用制动与紧急制动的制动距离和制动时间. 研究结果表明：风阻制动装置的安装对于提高列车整体气动阻力有明显的制动收益，布置密度越大，前后排风阻制动板间气动干涉效应越显著；采用联合风阻制动的复合制动方式可有效弥补高速阶段黏着制动力的不足，同时，可解决风阻制动低速阶段制动力收益低的问题；联合制动距离与速度平方成正比，制动时间与速度一次方成正比，联合风阻制动可将350 km/h的初速度紧急制动距离缩减至5500 m以内.

针对海洋工程中混凝土材料在硫酸盐环境中的损伤劣化问题，开展在半浸泡环境中不同浓度的硫酸盐溶液侵蚀和高温作用下混凝土侵蚀试验、微观试验. 通过分析混凝土试件质量变化、动弹性模量、侵蚀产物的成分与含量、硫酸根离子含量，结合微观测试，揭示半浸泡和硫酸盐环境下高温-干湿循环作用下混凝土损伤劣化规律. 结果表明：硫酸盐侵蚀初期，硫酸盐侵入浸泡区混凝土内部，促进水化作用，混凝土内部的AFT、石膏会填充初始缝隙，产物起到填充作用及骨架作用；后期产物量继续增大会对混凝土造成破坏，动弹性模量下降12%～30%；吸附区的混凝土同时受到干湿循环和热循环，2种循环会加剧毛细作用、扩散作用，使盐类在混凝土内部易产生结晶，热循环会加速骨料和水泥基体脱离，形成更多的孔隙，有利于盐类继续侵入；硫酸钠的物理结晶前期填充作用对强度有提升，质量提升0.50%～1.75%，但后期的破坏作用更加严重.

为明晰落石冲击力与冲击荷载的关系，定义能反映落石、缓冲土层及结构间相互作用的综合反射系数（其值越大说明对结构的冲击效应越显著），提出基于波动理论的落石冲击荷载计算方法. 通过落石冲击上覆缓冲土层拱形结构试验研究落石冲击荷载的大小和分布特征，得到综合反射系数的取值和影响规律，并利用所提出的计算方法分析落石冲击荷载和落石冲击力的关系；进一步明确结构的落石冲击荷载在横剖面上呈对称抛物线分布，可由拱顶处最大冲击压力峰值和结构跨度控制的二次抛物线曲线方程表征. 结果表明：在落石自由下落高度10 m及缓冲土层厚2.0 m范围内，综合反射系数与缓冲土层厚度呈显著负相关性；缓冲土层厚度2.0 m时其受落石形状及下落高度影响较小，可取0.55；当厚度为1.0 m和0.5 m时，立方体落石的综合反射系数要大于球面体或锥体落石，且与落石下落高度呈正相关性；结构所受落石冲击荷载的合力与落石对缓冲土层的冲击力与缓冲土层厚度和落石形状有关，当缓冲土层厚为2.0 m时二者接近，前者稍小于后者，将落石冲击荷载合力等于落石冲击力对结构设计是偏于安全的，当缓冲土层厚小于2.0 m时则反之，且厚度越小相差的倍数越大；缓冲土层厚1.0 m时，立方体落石冲击荷载合力较落石冲击力平均增大约20倍，而球顶锥体的增大约3倍，缓冲土层厚0.5 m时，两种形状的落石冲击荷载合力较落石冲击力平均增大分别约30倍和10倍；相同条件下，立方体落石的冲击荷载合力大于球顶锥体的，且随落石下落高度增大或缓冲土层厚度减小，立方体与球顶锥体相差倍数越大.

用于健康监测的自感知混凝土材料是结构工程领域的新兴研究热点，但其工程应用和产业化进程还面临着一些挑战. 为进一步促进自感知混凝土在结构健康监测领域的推广和应用，介绍不同导电功能填料的掺量比例、形状特征、二次改性及与其他种类填料混杂等因素对自感知混凝土性能的影响，并回顾自感知混凝土功能填料的重要和阶段性成果. 自感知功能填料的测试与标定规范尚需完善，不同的测试设备和方法会对检测结果产生明显影响，无法保证结果的可比性；有关自感知功能填料的环境适应性评估较为缺乏，复杂环境条件(温度、湿度、腐蚀等)对材料耐久性和使用寿命的影响很大，材料在实际运营下的长期稳定性欠缺研究；批量生产过程中的品质控制未得到重视，大规模生产的原材料和工艺差异会严重影响产品性能的一致性；实际工程应用案例较少，开展多参数实时监测与多功能耦合的智能自感知混凝土在大型桥梁、隧道等结构中的运营试验，能进一步补充自感知混凝土的相关数据，具有良好的研究前景.

震后迅速获取同震滑坡分布及灾情评估对于应急救援和重建工作至关重要，采用IDNPM （InSAR data-newmark physical fusion driver model）方法对2023年12月18日甘肃积石山地震引发的滑坡进行快速评估，以期迅速精准掌握滑坡灾害的宏观分布. 首先，通过时序SBAS-InSAR揭示该地区有着严重的冲沟发育和溯源侵蚀现象，这些地质特征为滑坡提供了有利的孕育环境；然后，运用IDNPM方法对积石山地震进行滑坡快速评估，预测出赵木川村、塔沙坡村、大河家镇等地的陡峭斜坡及沟壑两侧为地震诱发滑坡的高风险区域；最后，综合实地考察、数值模拟及卫星识别技术，验证该模型在实际应用中的可靠性. 结果表明：全区共有2.657%的高风险区，需要重点关注此类区域；对已发生崩滑的坡体紧急清理和加固，对于未发生滑移的区域，应采取监测和评估措施，以防范可能发生的震后次生滑坡事件；研究成果可为受灾区的灾后应急救援和恢复重建工作提供有力的数据支撑.

为提升重大自然灾害下跨区域应急救援响应效能，考虑地区受灾差异性，对跨区域应急物资联合调度进行优化. 首先，提出差异化灾情分级策略，构建综合评价体系，运用CRITIC-TOPSIS法确定各区域灾情风险等级；然后，构建上层最小化应急总响应调度时间、下层最大化公平性的双层规划模型，上层引入天牛须变量搜索改进粒子群算法求解，得到供应点到集散中心的最短时间及运输物资量，为下层提供物资分配的基础数据和时间约束；下层采用NSGA-Ⅲ算法求解，其结果会影响上层模型中物资在受灾点的分配情况，从而可能导致上层模型重新调整供应点到集散中心的运输方案，以达到整体的优化目标. 最后，以5•12汶川地震为案例仿真模拟，结果表明：在应急总响应时间上，考虑灾情分级方案比未考虑灾情分级方案缩短2.53%；在公平性方面，考虑灾情分级方案下的各级受灾点需求满足率与灾害等级呈正相关，更好地体现了差异化分级施策和应急物资调度公平性.

桩网复合地基可以有效降低道路工程工后沉降，近年来常用于对我国沿海机场飞行区的跑道和机坪系统进行地基处理. 然而，目前关于桩网复合地基的研究多集中于工前静承载特性，缺乏跑道下地基工前沉降完成后，飞机滑行荷载作用对跑道桩网复合地基影响的定量评价研究. 本文通过改变填土层厚度、桩间距、飞机机型等参数，基于动载影响系数、工后差异沉降比和土拱度退化系数等指标，利用有限元软件ABAQUS对飞机滑行荷载作用下跑道桩网复合地基的受力变形特性进行数值分析，量化飞机滑行荷载对跑道桩网复合地基承载和沉降特性的影响. 研究表明：当填土层厚度由4.5 m减小至1.5 m时，土拱削弱约3.3%至15.1%；当桩间距由6d减小至3d时，土拱削弱约7.8%至12.0%，软土层位置处的工后差异沉降比可能超过规范建议值；填土层厚度越小、桩间距和飞机重量越大、起落架荷载越集中，飞机滑行荷载作用后的土拱弱化越明显.

为提升古桥裂缝检测的精度与效率，解决传统传感器检测方法易导致信息缺失及二次损伤的问题，本文提出一种基于改进YOLO11与SegFormer的裂缝识别与测量方法. 首先，针对YOLO11模型参数量大、推理速度受限的缺陷，提出YOLO-CD（you only look once-crack detect）目标检测模型：通过StarNet轻量化主干网络降低计算成本，结合HSANet颈部网络增强裂缝边缘细节保留能力，并设计优化空间上下文（optimized spatial context detection head，OSCD）检测头优化多尺度检测效率；其次，提出改进的SegFormer-HF语义分割模型，通过特征融合模块（FFM）与高低频分解块（HLFDB）抑制下采样信息丢失，提升裂缝分割的语义一致性；最后，提出先检测后分割的联合方案，结合骨架线算法实现裂缝长度与宽度的自动化计算. 基于研究获取的古桥裂缝数据集进行实验，结果表明：YOLO-CD模型的F1分数、mAP50与mAP50-95分别为67.8%、71.5%与46.4%，浮点运算量（GFLOPs）较YOLO11了降低47.6%；SegFormer-HF的F1分数、mIoU与mPA分别为91.50%、90.51%与85.15%，优于现有的主流模型. 研究证明了该方法在兼顾检测速度与精度的情况下，模型更小、检测效率更高，可适合部署于摄像头和无人机等移动设备.

三轴矿用自卸车中、后桥为主要承重桥，其输出特性影响车辆的行驶稳定性. 为解决矿用自卸车的承载问题和提高车辆的行驶稳定性，本文提出一种液压互联悬架；采用阻抗传递矩阵法推导悬架的压力—流量关系式，得到1/2车辆机械—液压耦合方程；通过求解系统状态矩阵实现对车身—车轮运动模态的完全解耦，并开展路面障碍试验对悬架的工作特性进行研究. 分析结果表明：所提悬架系统能够降低车身垂跳运动的固有频率，增大阻尼比，使车身垂跳振动快速衰减，且改善了中、后轮的动载荷分配情况；当车辆以15 km/h速度驶越120 mm高的三角形障碍物时，其2个油气缸产生的最大压差达1.15 MPa，峰值响应出现在0.3 s内，有效实现负载均匀；2个油气缸位移量近似相等而方向互逆，很好地起到位移补偿作用，有助于维持行驶过程中的车身姿态.

为解决重载列车在复杂环境中运行时易因司机经验不足而导致控车难的问题，基于大秦线Locotrol同步控制原理，建立多机牵引的重载列车多质点动力学模型；针对主控机车设计控制器，将主控机车受到的车钩力、运行阻力及外界干扰等时变量的总和视为总未知量，同时，将总未知量的加速度作为扩张状态设计扩张状态观测器，对其进行实时估计与补偿；引入快速终端滑模控制对自抗扰控制中的非线性误差反馈控制率进行改进，并利用改进的自适应趋近率调节滑模趋近运动的动态品质；以编组形式为“1 + 105 + 1 + 105 + 可控列尾”的重载列车为例，结合大秦线的实际线路数据和金牌司机的驾驶经验进行仿真分析，并与传统方法进行比较. 仿真结果表明：与传统滑模自抗扰控制方法相比，所提控制方法主从控机车的控制力抖振现象降低23.7%，跟踪精度提升19%，跟踪误差可被限定在（−0.7，0.7） km/h.

为了研究道砟颗粒的破碎面数目对道床直剪性能的影响规律，首先，对光滑的河卵石进行破碎，得到拥有不同破碎面数量的道砟集料；其次，针对以上工况在不同垂向应力下开展直剪试验，得到剪切过程中道砟集料的应力应变关系和变形特性；最后，通过公式计算，得出道砟集料的峰值抗剪强度和内摩擦角随垂向应力的变化规律. 研究结果表明：在强度特性方面，道砟破碎面数量为0、1、2、3个时，同一垂向应力下道砟集料的剪切强度和内摩擦角在一定范围内会随着道砟破碎面数量的增加而增加，剪切强度依次提升14.7%～25.6%、12.2%～27.4%、6.0%～10.1%；对于变形特性，道砟集料的剪缩特性会随着破碎面数目的增加而增加，最大增加了76.4%，而剪胀特性会随着破碎面数目的增加而减少，最大减少20.8%.

为有效表征高速列车碰撞过程中车端接触与车钩失稳力学响应，建立一种适用于薄壁结构纵向冲击的接触力计算方法，该方法考虑车辆错位对接触力及接触力矩的影响，构建针对不同制式钩缓装置在压溃行程结束后的载荷特征表征方法；基于上述2种方法形成一种考虑车端接触与车钩失稳的列车三维碰撞动力学模型；对比2种工况下动力学模型与有限元模型的计算结果. 研究结果表明：所提车端接触力计算方法能较好反映不同薄壁结构在不同冲击速度下的接触力响应，与有限元结果最大相对误差为9.83%；钩缓装置载荷特征表征方法能有效区分不同制式车钩压溃后的载荷特性；所构建的列车三维碰撞动力学模型在车辆速度响应、碰撞界面力响应、车体垂向响应等关键指标上，与有限元计算结果吻合良好.

针对跨中集中力作用下抛物线两铰拱出现复杂非线性行为的现象，提出揭示其非线性行为规律的理论方法. 基于笛卡尔直角坐标系下拱结构非线性应变-位移关系，推演跨中集中力作用下抛物线两铰拱面内非线性平衡微分方程组及其高精度近似解析解；通过对该高精度近似解析在间断点处极限的分析，揭示跨中集中力作用下抛物线两铰拱复杂非线性现象的共性规律：1）当且仅当修正长细比大于等于极值型临界长细比时，跨中集中力作用下抛物线两铰拱发生极值型非线性行为，且极值型非线性平衡路径上出现多个极值点现象，极值点数量与参数k呈正相关；2）跨中集中力作用下抛物线两铰拱发生极值型非线性行为时，极值型非线性平衡路径经过特定点，特定点坐标固定且不随修正长细比变化而变化；3）当且仅当修正长细比大于等于分支型临界长细比时，跨中集中力作用下抛物线两铰拱发生分支型非线性行为，分支型非线性行为出现多条平衡路径现象. 通过与有限元结果对比表明：本文方法的跨中竖向集中力作用下抛物线两铰拱非线性平衡路径近似解析具有较高精度，揭示跨中集中力作用下抛物线两铰拱复杂非线性行为规律与有限元结果吻合较好，最大相对误差为9.05%，满足工程精度需要.

为增强路径诱导策略的针对性，提升路径诱导策略的效率和可实施性，本文提出一种基于区域高速公路多层网络和道路车源信息的路径诱导模型. 首先，基于复杂网络理论构建区域高速公路多层交通网络，通过识别高速公路网络中的拥堵路段并定位车源，对车源进行聚类以进一步确定发布路径诱导信息的位置；然后，运用社会公益系数控制出行成本函数，建立参数可变的路径诱导模型，以平衡个人和社会利益；最后，构建一个路径诱导信息发布框架，研究实施路径诱导方案时使用诱导路径的出行者占比对系统的影响. 研究结果表明：所提模型针对少部分出行者进行路径诱导，其平均出行时间仅增加2.1 min，而所有出行者的平均出行时间下降9.1 min；生成的路径诱导方案对出行者的不利影响较小，能够在考虑个人公平性的基础上有效减少系统总出行时间，为缓解高速公路交通拥堵提供更高效可行的方案.

锂离子电池的浮充工况广泛存在于备用电源、通讯基站等场景，是一种状态趋于稳定的特殊工况；然而，这种稳定性却对该工况下电池内短路定量诊断带来挑战. 本文提出一种基于间歇式充电的锂离子电池组早期内短路定量诊断方法，该方法利用重复的“充电-断电”过程，根据充电电量与漏电量的关系计算出等效漏电流，实现内短路的快速定量诊断. 仿真与实验结果表明：对于500 Ω级别的电池微短路，所提出方法的诊断误差小于2%，检测时间约为33 min，实现对浮充电工况下电池内短路的早期高精度定量诊断；在诊断100 Ω级别中，所提出方法相较于常规恒压源方法内短路的精度提高超16倍以上，且计算负担低，对提高电池组安全性具有重要意义.

为提高柔性作业车间调度系统在扰动事件发生时的稳定性与响应效率，实现基于具身智能体的柔性作业车间多智能协同调度方法，首先，根据柔性作业车间调度问题特点，通过对具身智能体的构成要素、关系及属性的分析与抽象，提出柔性作业车间具身调度智能体元模型，实现具身调度智能体的统一建模；其次，在对元模型实例化后，设计分布式多智能体调度策略集合，构建具身多智能体调度系统，并结合Q博弈协商机制实现了多智能体的协同调度；最后，以某小型结构件车间为例，与现有多智能体调度方法进行对比. 研究结果表明：在新订单到达和机器故障扰动下，调度方案稳定性分别平均提高42.75%和42.88%，智能体间通讯量分别平均减少58.33%和62.5%，计算响应时间分别平均减少32.27%和33.28%.

针对高速动车组轴箱内置式转向架抗侧滚刚度不足问题，提出采用液压互联单元替代传统减振器的一系悬挂构型，可在不增加悬挂垂向刚度的前提下提升抗侧滚刚度. 首先，推导油液压力、流量和输出力平衡方程，基于SIMPACK建立车辆系统非线性动力学模型，并通过MATLAB/Simulink建立液压互联单元仿真模型，实现车辆-液压互联单元系统的联合仿真；开展液压互联单元准静态特性测试和整车滚振台架动力学试验，验证了仿真模型的准确性；针对车辆多种运行工况，仿真分析液压互联单元关键参数对车体侧滚角、脱轨系数和平稳性指标的影响规律；开展线路动力学试验，验证车辆通过曲线时动力学性能的改善效果. 研究结果表明：液压互联单元的侧滚刚度明显大于传统液压减振器，车辆曲线通过时车体侧滚角可降低0.5°以上，有利于缩窄动态限界和保障倾覆安全性；线路试验表明，液压互联单元与传统油压减振器两种方案的各项动力学指标相当，通过液压互联单元解决转向架抗侧滚能力不足问题是可行的.

为研究高速列车制动动态过程对简支梁桥墩墩顶纵向力的影响规律，首先，采用多体系统动力学仿真方法计算获得高速列车轨面制动力时程曲线；然后，对WJ-8型小阻力扣件进行纵向阻力试验，揭示加载频率和竖向荷载对扣件纵向阻力特性的影响规律；最后，将车轮竖向力和纵向力作为移动集中荷载作用于钢轨上，考虑不同扣件所分担的不同程度动态竖向力及对应的随竖向力而变化的扣件纵向阻力，建立了高速铁路多跨简支梁梁轨纵向相互作用有限元模型，；采用动力时程方法分析了不同制动停车位置和不同跨数对梁轨动力响应的影响，并与静力计算结果进行比较. 结果表明：扣件纵向阻力受加载频率影响不大但对其承受的竖向力敏感；制动停车位在最后一跨桥台位置时，钢轨纵向力及墩台顶纵向力达到最大；随着跨数增加，钢轨纵向力及墩台顶纵向力均增加，但在8跨之后几乎不再变化；静力分析和动力分析所得钢轨纵向应力和位移最大量值存在差异，对应的动力放大系数约为1.05；受列车纵向制动力最大的桥墩的动力放大系数约为1.07，而受力较小桥墩的动力放大系数达到了1.93.

为揭示覆盖型岩溶降水引发的土洞洞内气压变化规律及其致陷机理，基于气体短管淹没出流理论，提出椭球形土洞内气体渗流流量、气压及稳定性系数的计算方法，并基于有限差分数值解编制相应的MATLAB程序；通过岩溶土洞降水致陷的室内模型试验验证计算方法的可行性. 算例分析结果表明：土洞气体状态参量（流量与气压）及其稳定性系数在降水过程中经历了从初始状态到降水前期剧变、过降水后期缓变的过程，最终逐渐恢复至起初状态；降水土洞的最大峰值流量与椭球土洞短半轴长$ b $正相关，与长、短半轴长之比（$ a / b $）及拱高负相关；最小峰值气压均与$ a / b $、$ b $及拱高正相关；最小峰值气压抵达时间与拱高正相关，与$ a / b $负相关，$ b $影响甚小；降水土洞最小峰值稳定性系数与$ a / b $及拱高正相关，与$ b $负相关；最小峰值稳定性系数抵达时间与拱高正相关，与$ a / b $则负相关，$ b $影响甚微.

为提高竖井掘进机真空气力出渣系统的输送效率，解决出渣系统参数与岩渣参数不匹配导致的输送效率低下的问题，基于单因素分析法和正交试验法研究输送系统参数对出渣效率的影响. 首先，基于流体力学原理，建立真空气力出渣系统参数与压力损失的计算模型，确定系统关键参数；利用Fluent软件模拟真空气力出渣过程，并以岩渣出口速度和气体平均压降作为出渣效率的考量指标；采用单因素分析法，研究管道内径、气体流速、岩渣粒径和岩渣密度4个因素对输送效率的影响规律；进一步，运用正交试验法开展多因素分析，并应用非支配排序遗传算法获得帕累托前沿解集；最后，开展真空气力出渣系统的输送效率试验. 研究结果表明：气体流速和岩渣粒径对岩渣出口速度的影响最显著，管道内径和气体流速对气体平均压降的影响最显著；气体平均压降与岩渣出口速度难以同时达到最优，岩渣出口速度的最小值对应最佳经济输送点，得到的输送参数优化组合为岩渣粒径10 mm、管道内径150 mm、气体流速40 m/s. 研究成果可为竖井掘进机真空气力出渣系统的施工应用提供参考.

为研究土-结构相互作用和塔线耦合作用对输电塔整体可靠度的影响，建立随机风荷载作用下考虑土-结构相互作用的输电塔-线耦合系统简化力学模型，其中，输电塔、绝缘子、导线和基础4个结构采用多质点力学模型进行模拟，地基土对耦合系统动力响应的影响采用S-R （swing-rocking）模型进行模拟，耦合系统所处随机风场则采用谱表示-降维方法进行模拟；其次，基于耦合系统简化力学模型和概率密度演化方法（PDEM），提出适用于考虑土-结构相互作用的输电塔-线耦合系统整体可靠度分析方法；最后，以某特高压交流输变电线路的直线塔为例，分别计算塔顶位移的概率密度函数、均值和标准差，并以塔顶位移极值为控制变量求解耦合系统的整体可靠度. 分析结果表明：考虑塔线耦合作用后，塔顶位移响应极值的分布函数明显右移，结构失效概率由1.605 × 10⁻³⁸增加至0.932；考虑土-结构相互作用后，塔顶位移响应极值的分布函数轻微右移，结构失效概率有所增加，与固定端工况相比，中硬土、中软土和软弱土工况下的结构失效概率增幅分别为4.44%、5.22%和11.76%；与蒙特卡洛方法相比，所提方法可高效获得塔顶位移的概率信息，其计算时间仅为蒙特卡洛方法的1/33，而均值与标准差的二范数相对误差在3%以内.

超高延性混凝土具有优异的应变硬化和多裂缝开裂特性，在抵抗冲击荷载等方面具有巨大的应用潜力. 为研究超高延性混凝土（UHDC）拉伸性能的应变率效应，在从准静态到冲击状态范围内的11种应变率（0.0001～ 189.0700 s⁻¹）条件下进行直接拉伸试验，分析应变率对UHDC拉伸应力-应变曲线形态、裂缝开裂模式以及拉伸性能指标的影响，进一步建立拉伸性能指标动态增长因子关于应变率的表达式；此外，分析拉伸速率对纤维-基体界面黏结性能的影响，从而进一步解释UHDC拉伸性能的应变率效应. 结果表明，UHDC变形能力随应变率的增加呈下降趋势，但在应变率达到102.0000 s⁻¹时，依然具有显著的应变硬化和多缝开裂能力，拉伸应变可达4%；平均裂缝宽度基本不随应变率变化，保持在100 μm左右，显示出UHDC优异的裂缝控制能力；拉伸性能指标动态增长因子与应变率的关系曲线呈现明显的两阶段特性.

为构建古代砖石拱桥的预防性保护监测系统，开展面向风险识别的监测方法研究. 首先，采用残损评定等级、Von Mises应力和构件重要性分别作为残损最严重、受力最不利、构件最重要3项原则的量化表示；其次，基于残损矩阵、受力矩阵和重要性矩阵求解了卢沟桥64个构件的监测目标值；最后，制定卢沟桥基于三原则的传感器优化布置方案. 研究结果表明：该方法能够定位待监测的高目标值构件，并且监测信息可提取卢沟桥的结构季节性波动规律和累积损伤风险；除沉降项目基本不受季节变化影响，其余监测项目存在明显的季节性波动规律，波动波峰位于每年6月—7月，波谷位于每年1月；应变传感器的冬季与夏季峰值之比为1.577，东起第7孔位移传感器的冬季与夏季峰值之比为0.849，东起第9孔位移传感器的冬季与夏季峰值之比为1.206，横桥向倾斜传感器的冬季与夏季峰值之比为1.549，季节性波动比率平均介于20%～60%. 沉降传感器监测到东起第5桥墩沉降量为第9桥墩的1.156倍；靠近拱桥中部或位于损伤严重构件的传感器在同类型传感器中具有更大的峰值. 研究结果可为古代砖石拱桥的预防性保护监测提供科学基础.

列车运行引起的振动噪声问题日益突出，传统调谐质量阻尼器（TMD）难以实现针对钢轨的轻质宽频减振，鉴于此，引入惯性放大机制（IAM），利用惯容实现TMD的更大有效工作质量，从而增强对轨道结构振动的抑制；利用能量法与虚拟弹簧法提出一种新的复能带特性求解方法，基于该方法建立配置有IAM-TMD的钢轨结构的复能带分析模型，并利用有限元求解结果验证模型的准确性；在此基础上，以复能带特性作为评价指标，探究IAM对传统钢轨TMD减振效果的影响机制，分析IAM质量比、杠杆角度、阻尼系数对钢轨结构内振动波传播的调控作用. 结果表明：复能带虚部能够详细地描述带隙内部波传播的衰减过程；应用α=0.05，θ=10°的IAM后，原TMD作用下的Bragg带隙由925～1260 Hz拓宽为881～1320 Hz，复能带虚部增大，衰减能力增强；IAM-TMD的减振效果与质量比、阻尼系数成正比，与杠杆角度成反比. 利用复能带特性对IAM进行了分析研究，其研究成果可为钢轨减振提供一种新的思路.

为研究核安全级仪控系统中控制保护柜的内部热学特性及其关键芯片（CPU与FPGA）的稳态温度（SST）变化规律，在不同环境温度下对该控制保护柜开展了试验研究，并采用有限元方法模拟试验过程，通过对比试验结果验证了数值模型的准确性；在此基础上，利用有限元模型计算得到100组随机工况下CPU和FPGA的SST值，并采用M-SVR、XGBoost、ANN及BRR 4种算法对不同工况下CPU和FPGA的SST进行学习预测. 研究结果表明：1） 在环境温度为20 ℃时，CPU和FPGA的SST分别为37.5 ℃和33.5 ℃；当环境温度为55 ℃时，相应的SST上升至为72 ℃和68 ℃；有限元分析结果能够很好地模拟试验现象，计算所得芯片的SST同试验结果吻合较好. 2） 4种算法模型均能够对芯片SST进行预测，其中ANN算法在测试集上的预测性能最佳，其MSE值小于0.15%，R²大于0.99，泛化能力最强；相比之下，其他3种模型对高SST样本表现出较好的预测性能，但对低SST样本的预测误差较大，尤其是XGBoost模型，其预测误差高达3.65 ℃. 本研究为核安全级控制系统的芯片SST预测提供了一种新方法.

高速地铁进入隧道产生的初始压缩波传播到隧道出口时会产生微压波并引发噪声，某些情况下还会出现音爆现象，给当地居民带来严重的环境问题. 为有效控制隧道出口的微压波噪声，对微压波噪声的声学特性进行数值模拟研究，并提出一种针对低频微压波噪声的声学抑制结构. 首先，采用大涡模拟（LES）方法获取隧道出口的近场非定常流场数据，使用Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H)声学类比来预测微压波噪声的声源类型；其次，基于非定常流场数据采用声学有限元法（AFEM）计算微压波噪声的远场辐射，并分析隧道洞口声学结构对微压波噪声的减缓效果；最后，通过动模型试验验证数值方法的准确性. 结果表明：当列车速度为160 km/h时，隧道出口微压波噪声中偶极子噪声占据主导地位；偶极子噪声以半椭球面的形式向外辐射，其能量主要集中在20 Hz频率以下，峰值频率为4 Hz；偶极子噪声沿隧道出口方向上的衰减满足指数衰减规律；隧道洞口增设声学结构后微压波噪声有明显降低，隧道洞口外不同纵向平面上的噪声声压级降低约3 dB，标准测点（20 m和50 m）处的声压级分别降低3.54 dB和2.62 dB.

形态学滤波是一种用于轴承故障诊断的有效方法，能够从嘈杂的振动信号中恢复瞬态脉冲特征，其中结构元素形状和长度的选择对形态学滤波性能有着至关重要的影响. 为解决这个问题，提出一种基于中值滤波的增强时变结构元素，以更准确地匹配和提取隐藏在嘈杂信号中的周期性瞬态特征；此外，将功率谱（即自相关信号的频谱）应用于滤波信号，以进一步增强故障相关分量并消除宽带噪声污染；最后，提出一种结合增强时变结构元素和功率谱的轴承故障诊断方法——增强时变形态学滤波. 对仿真数据和2个铁路轴箱轴承试验台测量数据的分析结果表明：相较于对比方法，增强时变形态学滤波具有优异的故障特征提取性能，能够在复杂噪声干扰下准确识别轴承的内圈、外圈和滚动体故障，并取得更高的性能量化指标和更少的计算消耗.

针对重庆地铁小半径曲线有/无轨缝区域存在的2种不同钢轨波磨现象（无轨缝区域的波磨为发生在内轨上的短波波磨，有轨缝区域的波磨为发生在内轨上的长短波波磨），本文基于摩擦耦合振动理论开展2种钢轨波磨现象成因的对比研究. 结合现场调研，针对小半径曲线有/无轨缝区域，建立轮轨系统有限元模型，采用复特征值分析法对比分析2种区域轮轨系统的稳定性；采用瞬时动态分析法探究轨缝不平顺和钢轨波磨不平顺影响下轮轨系统的动态响应. 结果表明：轮轨系统在小半径曲线有/无轨缝区域均存在摩擦自激振动，主要频率分别为 479.26 Hz 与 477.65 Hz，可诱导波长30～40 mm 的短波波磨；轨缝不平顺会增大轮轨系统动态响应，引发的反馈振动主要频率为112.79 Hz，进而诱导波长150～160 mm 的长波波磨；短波波磨不平顺的反馈振动仅起到加剧自身波磨深度的作用，并未诱导新波长波磨产生.

声学超结构因其独特的波操纵特性在车辆噪声、振动和声振舒适性（NVH）领域备受关注，但被动式声学超结构的低频带隙带宽窄且不可调，限制了其进一步的发展和应用. 为克服此难题，提出电控型声学超结构以灵活调谐带隙，并建立相应的电学孪生理论. 从经典的机电类比理论出发，基于有限差分法对Kirchhoff-love薄板建立了二维孪生电路；在此基础上，串联LCR谐振回路以形成超结构单元的孪生电路，引入可调电容以实现对电学带隙的调谐；从孪生电路中衍生出一种具体形态为螺旋型的电控超结构，并进行了仿真验证和应用实验. 结果表明：孪生电路可视为超结构在电学域中的精确映射，通过电控方式可有效调节超结构等效刚度，进而实现带隙调谐，其调谐规律可通过孪生电路进行高效预测与分析；所设计的螺旋型电控超结构对电动座椅的阶次跟踪降噪效果显著，在200～460 Hz的宽频范围内声压级平均下降约7.4 dB(A). 所提出的孪生电路有助于电控超结构的机电一体化设计，同时也为不同形态的电控超结构研究提供了理论范式.

红外成像技术广泛应用于军事和民用领域，其中红外小目标检测作为应用中不可或缺的环节，具有重要的实际价值. 针对现有方法无法有效区分类目标稀疏结构与真实目标的问题，本文提出一种融合时域局部空间熵与空域多尺度特征的红外小目标检测算法. 在时域分支上首先设计基于图像块相似性度量的密度峰值聚类算法，定位红外小目标候选区域，减少对背景的冗余计算. 进一步地，提出一种基于帧间局部差异的时域局部空间熵，充分挖掘目标与背景熵值在局部区域的不同变化特性，解决类目标稀疏结构引起的虚警问题. 此外，引入空域多尺度特征提取分支，构建时空融合特征，降低候选区域定位中的漏检率，提高对不同尺度小目标的检测能力. 在5组不同场景的序列上与9种算法进行对比，本文所提出方法的BSF （background suppression factor）均优于其他方法的，在表现最好的序列5上其BSF值是次优方法的2.02倍，且在ROC （receiver operating characteristic curve）曲线中4组序列上表现为最优. 综上所述，相比于其他方法，所提出方法能够在类目标稀疏结构干扰下精准检出小目标.

航路交叉口的管制调配一直是影响空管效率的核心问题，以往研究多是针对少量架次航空器进行分析，本论文在航迹运行（trajectory based operations，TBO）环境下，基于自主改航对航路交叉口处交叉航班流的预先冲突解脱方法进行研究. 首先，基于航空器间水平安全间隔，转换计算航空器过交叉口时应保持的最小纵向时间间隔；其次，提出占用时间窗概念，建立基于占用时间窗的冲突检测模型，并考虑航班流通过时间最短制定综合通行原则，判定冲突中需要改航的航空器；最后，针对航班流通行中传统启发式算法时效性不足的问题，利用转弯角限制缩减可行解空间，并建立以改航时间最短为目标的改航点搜索模型，提高求解速度和搜索精度. 以我国东北部典型高空扇区为例，验证所提方法在实际交叉航路运行下的有效性. 仿真结果表明：所提冲突解脱方法的多米诺效应指数（domino effect parameter，DEP）相较于传统等待解脱方法降低了64.7%，且传统方法的解脱总用时为所提冲突解脱方法的7.6倍，所提解脱方法对空域稳定性的影响更小，解脱效率更高.

玄武岩纤维泡沫混凝土可作为无砟轨道路基新型填料，为分析其动力性能，通过室内动三轴试验，获取玄武岩纤维泡沫混凝土的动力学基本参数；进一步，构建玄武岩纤维泡沫混凝土无砟轨道路基的足尺室内模型，揭示其在周期荷载作用下的动力学响应；此外，建立玄武岩纤维泡沫混凝土的车-轨-路三维有限元计算模型，分析路基结构在高速行车条件下的变形特性. 研究结果表明：掺入玄武岩纤维后，泡沫混凝土的动力学性能得到增强，玄武岩纤维掺量为0.6%时，达到最优配比，相较于未掺加玄武岩纤维的泡沫混凝土动强度提高90.8%，阻尼比提高46.2%，动模量提高98.1%；玄武岩增强泡沫混凝土无砟轨道路基的整体性较好，荷载能够较为均匀的向下扩散，路基表层动应力最大值为19.37 kPa；通过数值模拟分析，路基振动在高频荷载作用下能够更快恢复平稳状态，在高速行车条件下玄武岩纤维泡沫混凝土路基表面的最大沉降为0.30 mm，相比于传统路基结构，玄武岩纤维泡沫混凝土路基在列车荷载作用下，振动响应频率高，产生的噪声更易控制.

随着我国电气化铁路规模持续扩大，光伏-储能装置接入牵引供电系统逐渐成为实现电气化铁路节能减排的有效方式. 为保障多变电所互联牵引供电系统能够平稳且经济地运行，提出一种基于技术-经济评价体系的光伏-储能系统容量优化配置方法. 该方法首先对牵引负荷运行特性与混合储能介质充放电特性开展分析，据此划分系统的运行工况，并对不同工况下的功率分配进行控制，进而给出考虑节能和三相电压不平衡度的能量管理策略；其次，在综合考虑系统稳定运行边界及经济效益的基础上，以全寿命周期净收益、能量利用率和负序容量为优化目标，定量评价系统运行的技术-经济效果；进一步建立基于所提能量管理策略的光伏-储能系统容量配置双层优化模型，以能量管理层日运行效果对容量优化配置层参数进行迭代修正；最后，以国内某高速铁路为例开展算例分析. 仿真结果显示：所提出方法能有效实现光伏-储能系统在多个互联变电所间的最优配置，总成本降低21.18%，能量利用率达74.61%，且三相电压不平衡度符合国标2%的上限要求.

为解决铁路站场接触网点云噪声分布不规律及语义分割难度大的问题，提出一种智能提取方法，以增强接触网异常检测能力. 首先，对站场接触网场景数据进行深入分析，构建导线及钢轨顶面点云提取的知识框架；其次，考虑站场接触网点云空间特征，设计站场关键要素点云的分割与融合滤波方法；然后，建立站场接触网强空间语义约束规则，提出知识引导的导线特征智能精细提取方法；基于此，采用WHU-TLS等站场点云数据集，搭建实验平台并开展实验分析，实验结果表明：在部分点云缺失以及噪声干扰等复杂环境下，本文方法易于操作且自动化程度高，相比传统导线特征提取方法耗时最少，100 m范围内站场接触网导线特征提取的平均精度达到 ±5 mm，能够有效支撑铁路站场接触网几何特征的智能检测.

为减少起伏地形下传感器节点的部署数量，首先，采用数字高程模型与Delaunay三角剖分对起伏地形表面建模，确定节点部署问题解空间；然后，建立节点部署算法搜索维度与网络覆盖率之间的函数关系，以网络连通为约束、网络覆盖率最大化为目标，并基于改进海洋捕食者算法，搜索形成候选个体集；再以收益遗憾最小化为准则，使用候选个体衍生新个体；最后，将网络覆盖率、网络密度作为指标构建筛选函数，选出最佳新个体并纳入到部署节点集合. 仿真结果表明：在地形粗糙度为1.9、目标覆盖率为80.0%～100.0%时，与同类部署算法相比，所提算法的节点部署数量降低2.9%～69.1%；在地形粗糙度为1.3～2.5、目标覆盖率为100.0%时，所提算法的节点部署数量降低3.1%～74.0%，网络生命周期有所延长.

为明确自动化初始信任水平对城市轨道交通驾驶任务接管绩效、工作负载和视觉行为的影响，设计并验证自动化初始信任问卷，使用问卷筛选显著初始信任水平被试进行模拟驾驶试验；通过记录常用制动和紧急制动时间反应接管绩效，使用NASA-TLX （national aeronautics and space administration task load index）问卷计算工作负载，并分别采集轨道路面和驾驶界面2个区域的扫视次数、总注视次数、注视时间和平均注视时间以分析视觉行为差异. 试验结果表明：不同初始信任水平的参与者接管绩效不存在显著差异；高初始信任水平参与者相比低信任水平参与者整体工作负载低21.39%，身体负荷低34.24%和挫折程度低31.96%；初始信任水平显著影响视觉行为，低信任参与者趋向于活跃的视觉搜索行为，轨道路面的注视次数、轨道路面和驾驶界面的扫视次数分别高出28.14%、41.78%和42.91%；而高信任参与者趋向于固定的视觉凝视行为，轨道路面的平均注视时间高出40.74%. 研究可为城市轨道交通驾驶安全干预提供理论参考和实践依据.

针对智能网联车辆（connected and automated vehicles, CAV）之间车车（vehicle-to-vehicle, V2V）通信失败情况下采用车载传感设备感知前车运动状态的场景，分析传感噪声对智能网联车队安全风险的影响. 首先，基于智能驾驶员模型（intelligent driver model, IDM）构建CAV车辆动力学模型，提出CAV车辆感知前车运动状态的2种模式；随后，分析出现噪声的原因，并采用自适应卡尔曼滤波算法（adaptive Kalman filter, AKF）对噪声进行处理；最后，开展智能网联车队头车突然减速（极端场景）和基于NGSIM （next generation simulation）的实车数据集（常规场景）仿真实验，采用替代安全评价指标TIT （time integrated time-to-collision）与TET （time exposed time-to-collision）分析不同位置车辆退化和不同车间时距下的车队某一时间段内整体安全风险以及噪声影响. 实验结果表明：去噪声后的TIT和TET均出现显著下降，车队安全风险随车辆退化位置靠后和车间时距增大逐渐降低；当车辆2退化、车间时距为0.6 s时，车队安全风险最大，车辆4及之后的车辆退化时，车队严重和中度安全风险达到最低，此时传感噪声影响不明显，车队安全风险只与车间时距有关.

长大隧道恶劣环境与复杂交通网络为多工种施工车辆的安全、效率和有序运输带来诸多挑战. 针对目前隧道内部运输组织管理仍停留在宏观组织策略层面，缺乏对施工车辆时刻表和运行路径做出精细化决策的问题，本文提出考虑交通冲突的长大隧道内部多工种施工车辆的时刻表和运行路径优化模型，在疏解隧道内部车流间交通冲突的前提下最小化施工车辆的总运行（行驶）时间，以提高生产效率和保证系统安全；在此基础上，将优化模型进行线性化处理，重构为整数线形规划模型，通过Gurobi求解器进行求解. 研究结果表明：隧道运输组织方案在优化前后，车辆的总运行（行驶）时间保持512 min不变，而交叉冲突从19个减至0个，相向冲突从2个减至0，即优化方案在不增加施工车辆总运行时间的前提下，完全避免了交通冲突，保证施工车辆的运输安全，具备可实操性.

为有效解决高速公路巡查里程长、管控难度大等问题，对现有双向长短记忆网络（BiLSTM）文本分类模型及卷积神经网络（CNN）风险预测预测模型进行适用性改进，分析挖掘历史道路交通事故文本数据，引入道路区段划分方法以准确预测高速公路行车风险分布，实现高速公路行车安全科学管控. 首先，基于自注意力机制改进的双向长短期记忆网络（BiLSTM-AT）对交通事故文本进行分类，得到每条事故对应的事故风险等级；其次，在ArcGIS中区段划分高速公路，统计每个区段内的行车风险等级并进行核密度分析，将文本分类结果可视化，展示不同区域的风险大小；最后，基于长短记忆网络（LSTM）的卷积神经网络（CNN-LSTM）对分类后的风险等级进行时间序列预测，得到未来高速公路行车风险的空间分布，得到并绘制高速公路行车风险等级云图. 研究结果表明：在事故文本分类方面，BiLSTM-AT模型的分类准确率达到95.03%，较BiLSTM和GRU分别提高0.91%和0.67%；在风险预测方面时，CNN-LSTM的平均相对误差和均方根误差分别为0.04和0.07，相较于次优的LSTM模型分别下降了9.05%和6.84%. 本文提出从事故文本分类、区段划分、行车风险预测到结果可视化紧密相接的方法，可有效对交通事故文本中的行车风险信息进行提取及分析，为优化高速公路巡查路线及重点区段的交通管控提供参考.

混凝土表面裂缝检测为桥梁结构的运维提供关键技术资料与决策要素，然而，裂缝识别作为结构裂缝检测的重要步骤，存在裂缝目标识别与裂缝信息提取集成度不高的问题. 为此，提出一种基于计算机视觉与混合测量技术的结构裂缝识别方法. 首先，利用YOLOv8 （you only look once version 8）目标识别算法，实现结构裂缝的快速识别与定位；其次，基于稠密深度反向投影网络（D-DBPN）和UNet网络构建SR-UNet裂缝分割模型，并引入边界损失对原有损失函数进行改进，降低正负样本不平衡的影响，实现像素级裂缝提取；然后，结合连通域去噪、边缘检测等形态学技术，采用基于最短距离法与正交骨架法的混合方法对裂缝进行像素宽度测量；最后，利用LabelImg软件制作包含3 123张裂缝图像的识别定位数据集进行模型训练与测试. 研究结果表明：YOLOv8模型在裂缝测试集上的准确率为83.41%，召回率为84.93%，F₁分数为84%；裂缝像素宽度混合测量方法的拟裂缝宽度测量结果与人工识别方法基本一致，相对误差低于7.1%；本文方法能够实现裂缝识别定位、裂缝分割和像素宽度测量的一体化处理，对桥梁裂缝检测的发展具有较强的研究价值与应用前景.

针对模拟植物生长算法(PGSA)以固定步长搜索难以收敛于全局最优解、对初始生长点选取依赖性强和生长空间巨大的局限性，提出自适应变步长搜索、高斯扰动变异和生长空间筛选3种机制的新策略，建立基于多机制融合的模拟植物生长算法(多机制融合PGSA)，进一步采用多机制融合PGSA对弦支穹顶结构进行预应力优化，并与其他优化算法进行对比. 结果表明：与原PGSA相比，引入自适应变步长搜索机制，可避免算法陷入局部最优解，引入高斯扰动变异机制，可解决由于初始生长点的选取不当而造成优化结果不佳的问题，引入生长空间筛选机制，可在算法收敛后有效终止生长，显著缩小生长空间(降幅最大达97.64%)；与其他优化算法相比，多机制融合PGSA的迭代次数最少(仅为45次)，且优化得到的支座平均水平径向反力绝对值最小(仅为0.004 kN)，验证了该算法的适用性.

针对400 km/h速度等级高速铁路车轮多边形和钢轨波磨安全限值缺乏的问题，提出确定轮轨周期性短波不平顺安全限值的3个原则：基于《TB 10761—2013高速铁路工程动态验收技术规范》规定的轮轨垂向力不超过170.00 kN、基于由武广线实测数据拟合得到的弹条与钢轨振动加速度关系以及弹条共振疲劳断裂时由弹条加速度确定的钢轨振动加速度小于3 250.00 m/s²、基于轮轴至少服役30年换算确定的轮轴疲劳损伤寿命超过1 200万公里. 依据以上3个原则建立CR400BF型高速动车组的车辆-轨道刚柔耦合动力学模型，开展CR400BF动车组受大幅值轮轨周期性短波不平顺耦合激励时的轮轨力、钢轨振动加速度、轮轴疲劳损伤寿命计算；在此基础上，研究时速400公里高速铁路轮轨周期性短波不平顺的安全限值. 结果表明：120～200 mm波长、0.020 mm幅值的钢轨波磨与0.025 mm幅值的14～22阶多边形耦合激励时，轮轨力不超过170.00 kN；120～200 mm波长、0.040 mm幅值的钢轨波磨与0.020 mm幅值的14～22阶多边形耦合激励时，钢轨振动加速度不超过3 250.00 m/s²；在120～200 mm波长、0.040 mm幅值的钢轨波磨与0.030 mm幅值的14～22阶多边形耦合激励时，轮轴疲劳损伤寿命超过1 200万公里. 因此，建议将时速400 km/h高速铁路的轮轨周期性短波不平顺的安全限值定为0.020 mm，与时速350公里限值一致.

揭示红层土石混合体颗粒破碎行为及强度产生机制对四川盆地红层土石混合体路用性能具有重要意义. 引入相对粗砾比概念，通过15组大型三轴试验，利用数字图像处理技术统计红层土石混合体的分维数，定义描述其颗粒破碎行为的相对分维比，探究含石量和相对粗砾比对红层土石混合体强度和颗粒破碎行为的影响. 结果表明：黏聚力关于含石量和相对粗砾比呈指数型增长，黏聚力随含石量和相对粗砾比的增大而增大；内摩擦角正切值关于含石量和相对粗砾比分别呈现正弦型增长和负指数型增长，内摩擦角正切值趋平于下界tan 31.69°；红层土石混合体的相对分维比关于含石量和相对粗砾比分别呈正切型增长和负指数型增长；含石量的提高使红层土石混合体更为密实，同时也会维持内摩擦角基本不变，而相对粗砾比的提高可以减缓块石颗粒破碎，降低红层土石混合体的内摩擦角，提高其黏聚力.

实现地铁钢轨波磨的快速辨识与精准定位，可以方便地铁运维部门制定合理的维修计划，对于节省地铁工务作业具有重要意义. 本研究利用低成本的便携式车载传感终端，快速检测地铁列车在全线的车体振动与噪声数据；在此基础之上，考虑到地下环境中难以获取稳定的GPS信号，采用基于纵向加速度二次积分、车体摇头角速度与线路平面曲率匹配的多源数据融合方法，实现对振噪检测数据的精准里程定位；进一步，结合现场波磨检测结果，提出了波深指数的振噪声纹特征，辨识钢轨波磨，并利用分位数回归建立起波深指数与波磨波深之间的关联关系. 研究结果表明：基于波深指数的波磨辨识和定位结果与现场结果一致，波磨主要波长集中在40 mm，并且随着噪声波深指数的增大，钢轨波磨的波深呈现出“扇形”式增长，符合分位数回归特征，可进一步估算在不同分位数下波噪管理标准.

川西北地区千枚岩土石混合体分布广泛，在降雨条件下开挖边坡极易大面积失稳，对该地区交通工程施工和运营安全构成了重要威胁. 土石混合体渗透特性显著影响开挖边坡稳定性，而扁平状千枚岩块的空间定向性是影响千枚岩土石混合体渗透性的关键因素. 本文基于千枚岩岩块的空间定向特征，采用自行研发的大型渗透仪开展不同含石量、岩块粒径等条件下的千枚岩土石混合体渗透特性试验，研究含石量、岩块粒径对此类混合体渗透性的影响. 结果表明：当含石量从0%增至35%时，土石混合体渗透系数降低49.28%，临界和破坏水力梯度分别升高159.38%和54.17%，难以发生管涌破坏现象；当岩块粒径从20～40 mm增至60～80 mm时，其渗透系数增大34.62%，临界和破坏水力梯度分别降低23.15%和10.3%，更易发生管涌破坏等现象；可为川西北地区千枚岩土石混合体的水力特性评价及开挖边坡稳定性分析提供参考.

为满足高铁混凝土修补砂浆性能需求，制备不同掺量硅灰石晶须硫铝酸盐水泥砂浆，测试其抗折强度、抗压强度和收缩率，并采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）进行表征观察. 研究结果表明：砂浆强度随硅灰石晶须掺量增加先增大后减小，在掺量为10.0%时，抗折强度、抗压强度均达到最大值，收缩率最小；掺量不大于10.0%时，砂浆强度提高，收缩率减小，主要归因于晶须拔出、断裂、桥接作用和晶须-水泥共同拔出，而受晶须对水泥水化反应影响较小；掺量过大，晶须发生团聚增大砂浆孔隙，反而导致强度降低；硫铝酸盐水泥砂浆掺入适量晶须，可改善修补砂浆多方面性能，具有用作高铁混凝土修补材料的潜质.

冻融循环是影响北方灰岩质文物的主要因素之一，普遍诱发多种表层风化病害，严重威胁文物的长久保存. 针对新鲜灰岩开展浸水冻融模拟风化试验，综合多种表征技术获取物理力学性质指标发展规律，结合孔隙结构变化从宏观和微观尺度定量揭示灰岩的冻融损伤机制，并通过熵权-线性加权法实现灰岩风化的综合评估. 结果表明：冻融循环50次后，纵波波速、表面硬度显著下降，损失率均在10%以上，毛细吸水系数提升了1倍以上；单轴抗压强度衰减率为30.6%，循环次数越大灰岩压缩后的结构完整性越差；灰岩孔隙主要由介孔（0.1 ～ 1000.0 μm）组成，冻融循环导致孔隙数量和体积增加，同时伴随颗粒磨损以及裂隙扩张；力学性能的半衰期是衡量灰岩抗冻融能力的重要参数，基于无损指标构建的多元回归模型能够有效预测单轴抗压强度变化；毛细吸水系数对风化损伤的响应最为敏感，引入完整度指标，有助于从多维度实现建筑灰岩风化等级的量化评估. 研究成果为灰岩材料的科学认知和文物风化的现状评估提供了理论依据和实践指导.

为提高装配线的生产效率和灵活性，考虑多人共站与工人熟练度差异，分析多技能工人共站装配线再平衡问题，并对相应的求解算法进行设计. 首先，提出工人熟练度和综合影响系数的概念，分别用于量化工人差异和多人共站的效应，并以此建立多目标优化模型；其次，针对不同规模的算例，提出ε-约束法和一种贪婪启发式与邻域搜索相结合的两阶段算法进行求解；最后，通过消融实验与算法对比实验进行验证. 研究结果显示：在小规模问题的测试中，模型的2种求解结果仅在一个数据上相差0.3%，验证了模型的准确性；在消融实验中，任意一种策略的舍弃均会导致求解结果变差，证明了各算法策略的有效性；而在大规模问题的对比中，所提算法相较于经典的多目标优化算法NSGA-Ⅱ和MOEA/D，在多数算例上均显示出显著优势，证明了所提算法在解决该问题上的优越性.

为优化有砟道床的劣化评估与养护维修，针对道砟颗粒破碎过程及破碎机理的研究具有重要价值. 通过对单个道砟颗粒进行单轴压碎实验，确定破坏所需的等效应力，依据道砟颗粒的破碎过程和加载力对其受载变形行为进行分析；通过激光光栅扫描道砟颗粒的几何外形，使用最小外接矩形法对其进行规定，同时，采用刚性块进行道砟颗粒填充，并与传统球颗粒填充方式作对比，分析了使用刚性块所构造道砟颗粒的破碎过程以及道砟颗粒内部微裂纹萌生情况；此外，研究不同几何外形道砟颗粒的离散元接触参数，采用遗传算法优化的神经网络模型（GA-BP）预测不同等效粒径道砟颗粒对应的黏结强度. 研究结果表明：在离散元中，道砟颗粒的黏结强度随着等效粒径的增加而增加， 当等效粒径为[25，39)、[39，48)、 [48，56)、[56，64)、[64，80) mm时，对应的平均黏结强度分别为151.85、159.45、166.71、175.29、185.29 MPa.

为研究不同玄武岩纤维（BF）掺量下风积沙混凝土（ASC）轴心受压力学性能，试验以0%纤维掺量的混凝土为基准组，设计不同纤维掺量（0.05%、0.10%、0.15%和0.20%）的风积沙混凝土（BF-ASC），分析BF体积分数对风积沙混凝土轴心抗压强度、峰值应力、峰值应变和弹性模量的影响. 结果表明：混凝土峰值应力和弹性模量均随着纤维体积分数的增加呈现先增大后减小的趋势，当BF掺量为0.10%时，其峰值应力和弹性模量分别为基准组的115.6%和112%；峰值应变和韧性指数则随纤维体积分数增大而增大，掺量为0.20%时，其峰值应变较基准组增长34.92%，韧性指数增长7.2%；BF-ASC应力-应变全曲线变化同普通风积沙混凝土都经历了弹性、塑性和破坏3个阶段；依据Carreira and Chu模型及过镇海模型对BF-ASC本构关系进行分段描述，其上升段符合Carreira and Chu本构模型，下降段符合过镇海模型；对考虑BF掺量的BF-ASC单轴受压本构模型进行回归分析，相关系数均大于0.98，该本构模型与试验曲线吻合度较高.

为实现古石拱桥数字化建模与性能评估，基于无人机倾斜摄影和图像轮廓提取技术开展古石拱桥逆向建模方法研究. 首先，使用无人机采集石拱桥的多视角序列图像；其次，基于运动恢复结构（SfM）和多视图立体匹配（MVS）算法，构建石拱桥的三维（3D）实景模型；接着，基于石块与砂浆存在色差和石块几何规则性的特点，提出色差强化与小面积杂质滤除策略，改进Canny边缘检测，引入循环识别四边形与形状优化改进多边形逼近算法，实现表面轮廓的自动化识别；然后，基于地面控制点标定真实尺度，利用提取的轮廓坐标参数化建模，生成有限元模型；最后，使用提出方法对透龙桥进行建模和性能分析，并与试验结果进行对比. 研究结果表明：透龙桥3D实景模型表面未检出明显病害，最大尺寸误差为0.8%；有限元模型的挠度最大计算误差为2.1%. 该方法能够准确反映古石拱桥的几何形态和力学性能，为其数字化保护与性能评估提供技术支持.

焊接构架式转向架是近年开发的新产品，其运行的安全性与可靠性至关重要，本文针对该型转向架焊接构架进行了疲劳可靠性评估. 基于等效结构应力（ESS）方法和主S-N曲线模型提出焊接结构疲劳寿命评估流程，进一步推导多载荷作用下的焊接结构应力状态确定公式；依据BS EN15085-3：2007标准中铁路车辆焊接结构设计要求，结合有限元模型仿真与疲劳试验数据，全面分析转向架构架焊接接头的应力状态和疲劳寿命；通过建立含焊缝细节的有限元模型模拟实际运行条件下的受力状态，使用疲劳试验大纲提供的载荷谱进行疲劳寿命仿真计算，并根据标准确定焊接接头的应力状态等级，以此评估焊缝的质量等级和检查等级；依据EN13749：2011标准进行了转向架构架的疲劳试验. 结果表明：ESS方法结合BS EN15085标准能够精确预测焊接接头的疲劳寿命，转向架构架关键焊缝的总损伤均小于1，满足疲劳寿命设计要求；转向架构架疲劳试验结束后，进行磁粉探伤均未发现裂纹，满足疲劳强度试验要求；基于等效结构应力计算构架焊缝的应力因数最大值为0.939，根据每个关键焊缝的应力因数值明确了构架焊缝应力状态等级，为焊缝质量和检查等级的优化提供了依据.

为研究装配式减振轨道应用于地铁道岔区的动力性能，基于考虑了约束效应的板-垫层间接触关系以及道岔区轮轨多点接触理论，以某典型装配式轨道为例，对其在列车荷载作用下的混凝土强度和极限弯矩承载力开展安全性能检算；建立了车-岔-隧耦合动力分析模型，在地铁道岔区采用不同板厚和刚度的装配式减振轨道条件下，利用自编联合仿真程序研究了列车过岔时系统动力学响应和减振效果情况. 研究结果表明：装配式减振轨道在地铁A型车的荷载条件下，轨道板、自密实混凝土层的最大拉应力分别为2.48、1.89 MPa；道岔区各轨道板纵向和横向钢筋的正截面极限弯矩承载力均大于横向荷载弯矩和纵向荷载弯矩；列车以55 km/h的速度通过道岔区，轨道板厚度从180 mm增加到300 mm时，各减振轨道的插入损失分别为8.1、9.3、10.0、10.7 dB，动力响应均满足安全性能要求；当板厚为260 mm，减振垫刚度从0.01 N/mm³增加到0.04 N/mm³时，各工况的插入损失分别为15.0、10.0、8.0、5.2 dB；刚度为0.01 N/mm³时，尖轨和心轨垂向位移分别为4.1 mm和5.2 mm. 综合安全性能、经济效益和减振效果，建议装配式减振轨道板厚为220～260 mm，减振垫刚度为0.019～0.030 N/mm³.

为解决分批稀疏码（BATS 码）在现有外码分块编码方案下，由于外码随机分批而导致的数据重复译码及资源浪费问题，系统地研究基于外码分块编码方案的 BATS 码理论批次数优化与动态适应性问题. 首先，在已知丢包率的条件下，构建 BATS 码批次数消耗分析模型，并推导得出最优度值的计算方法，以此应对现有方案在计算理论批次数以及确定最小化批次数消耗的最优度值方面所面临的挑战；其次，针对信道丢包率未知的场景，提出一种基于强化学习的BATS码动态度优化方法，借助智能学习机制，在丢包率未知的情况下实时获取度值；最后，通过仿真实验对所构建的理论模型和提出的动态优化方法进行评估. 理论分析结果显示，所构建的基于外码分块的传输模型及其理论批次数计算公式，能够精准计算批次数消耗并确定最优度值. 仿真结果进一步证明，在丢包率未知的场景下，所提出的强化学习优化方案的平均批次数消耗低于固定度值方案，且在动态信道环境中能够保持良好的性能表现.

为研究复掺钢纤维和多壁碳纳米管(MWCNTs)的超高性能混凝土(UHPC)在不同循环应力幅值下的自感知性能，对钢纤维体积掺量为2%、不同MWCNTs掺量下的UHPC在不同循环应力幅值下的自感知性能进行试验研究. 结果表明：UHPC的初始电阻率随MWCNTs掺量的增加先升高后降低，加入0.15%的MWCNTs能提高UHPC的导电性；MWCNTs的加入可以提高试样的重复性，当MWCNTs掺量为0.15%时，试样具有最优的重复性，重复性系数为0.019，且交流电阻变化率与应力之间具有较优的线性关系，线性度为0.97；试样 UHPC0、UHPC0.05的应力灵敏度和应变灵敏度随应力的增加先增加后减小，而试样UHPC0.1、UHPC0.15的应力灵敏度和应变灵敏度则随着应力的增加呈逐渐减小的趋势；试样UHPC0.15在不同循环应力幅值下最高应变灵敏度和应力灵敏度分别为71.6%和0.16%/MPa，均出现在应力为10 MPa时；当MWCNTs掺量为0.15%时，UHPC具有最优的自感知性能.

为研究轴压比对钢壳−组合索塔滞回性能的影响，基于无纵筋的组合索塔构造，以轴压比为研究参数设计3个滞回试件，测试得到各试件的滞回曲线、破坏特征以及应变发展，总结试件在大偏心破坏下的力学行为；采用ABAQUS软件建立有限元模型作进一步分析，探明索塔截面发生界限破坏的条件；提出界限破坏下截面的轴压与弯矩计算公式，并探讨截面中含钢率与混凝土强度对界限破坏轴压比的影响规律. 研究结果表明：大偏心破坏下，截面的刚度、峰值承载力和耗能性能随轴压比的增大而提升，当轴压比由0.056增大至0.166时，试件的刚度与抗弯承载力提升了20%；组合索塔截面的界限破坏条件为受拉侧边缘钢壳屈服的同时受压侧边缘混凝土压溃，界限破坏下截面具有最高的抗弯承载力与刚度；提出的计算公式能较为准确地评估界限破坏下截面的轴压比与抗弯承载力，含钢率和混凝土强度的提升均将使截面界限破坏轴压比下降；组合索塔截面界限破坏轴压比位于0.44～0.56，更适用于轴压比较大的大跨度悬索桥桥塔.