牵引供电系统是高速铁路能量供给的核心，其能量传输与防护技术直接关系到列车的运行安全与服役性能，从弓网受流、接地回流及过电压防护3个维度，系统综述了高速铁路牵引供电能量传输及系统防护研究进展. 弓网受流方面，分析弓网电弧特性与演化机理，探讨复杂环境对弓网电弧行为及受电弓碳滑板烧蚀的影响，总结弓网结构优化与接触界面调控等防治方法. 接地回流方面，阐述“车-轨”接地回流的电路耦合、电磁感应耦合机理，分析接地电流对轴承和钢轨的电蚀危害，归纳接地电流与接地电位的优化抑制策略. 过电压防护方面，梳理操作过电压、弓网燃弧过电压、轮轨滚动燃弧过电压和雷击过电压的产生机理，分析过电压对牵引变压器一、二次侧设备及车载传感器的危害，总结针对不同类型过电压的抑制方法及设备终端防护措施. 最后，对当前研究存在的不足进行了总结，提出未来应聚焦弓网电弧源头抑制、接地系统仿真优化、过电压多级协同防护，结合数字孪生与智能监测技术，提升牵引供电能量传输的安全性与可靠性.

针对“双碳”目标下综合能源系统在电碳多元市场机制协同下经济与减排效益不明确的问题，面向含氢能子系统的综合能源系统，提出一种融合中国核证自愿减排量（CCER）、绿色电力证书与绿电交易的多元市场协同优化调度方法. 首先，构建电-氢综合能源系统架构，建立各设备的数学模型并深入分析系统内部能量流与碳流关系；其次，考虑系统可再生能源的内部消纳与外部供应，基于电-碳-氢耦合特性量化系统实际核证减排量，提出系统参与CCER、绿证与绿电多元市场的协同交易方法；基于全生命周期评估方法，建立了涵盖设备生产、运输建设、运行投产和退役处理全阶段的碳排放核算模型；最后，以系统运行成本最小为优化目标，构建考虑阶梯式碳交易成本的综合能源系统优化调度模型，采用混合整数线性规划方法求解，并通过算例验证所提方法的有效性. 研究结果表明：多元化市场交易实现了激励效应叠加，系统总成本较基准场景降低19.38%，达成了系统“降本-减排-消纳”的协同优化.

针对电流源型逆变器（CSI）空间矢量脉宽调制（SVPWM）中开关信号无法通过数字调制信号与载波信号直接比较生成、需额外引入硬件逻辑转换电路导致可靠性下降与信号延时的问题，提出一种面向CSI的SVPWM直接数字式实现方法. 首先，分析所有开关状态形成的基本矢量空间分布，给出参考电流矢量的扇区判断方法；以前3个扇区为例，推导相邻矢量的占空比计算方法，总结所有扇区的矢量选择与占空比计算表达式，并对过调制区的占空比进行修正；然后，将单位载波周期内矢量作用顺序映射为开关动作信号，总结不同扇区下数字信号处理器（DSP）动作限定寄存器与比较值寄存器的配置方法；最后，设计控制系统环路结构，在3 kW实验平台上对所提方法进行验证，并与采用逻辑硬件转换电路的方案进行稳态性能对比. 实验结果表明：所提方法能够使DSP输出正确的开关信号波形，电流总谐波畸变率（THD）仅为0.99%，5次与7次谐波含量分别为0.100%与0.105%；而采用硬件逻辑转换电路方案的电流THD为1.46%，5次与7次谐波含量分别为0.180%与0.160%. 所提直接数字式SVPWM实现方法正确可行，由于避免了信号传输延时，具有更优越的稳态性能.

为解决无人机（unmanned aerial vehicle, UAV）边缘计算网络在地面无线基础设施失效时，因通信条件差、设备能量受限而导致通信质量、任务卸载性能与计算效率不佳的问题，以智能反射面（intelligent reflecting surface, IRS）和无线能量传输（wireless power transfer, WPT）技术为支撑，研究UAV边缘计算网络并提出相应优化方案. 一方面，采用 IRS 技术，通过实时调控反射信号相位，使信号指向目标方向以优化无线链路通信质量，进而增强计算任务卸载能力. 另一方面，利用 WPT 技术向无线设备供给临时能量，为设备执行计算任务处理提供能源支撑. 在该网络下，通过迭代优化的方法，对频谱资源、无线设备的CPU频率和发射功率、WPT和计算任务卸载之间的时间分配、IRS反射系数以及UAV飞行轨迹进行分析和推导，并对网络的计算速率进行优化设计. 仿真实验结果充分验证了所提方案对网络整体计算性能的有效提升. 在计算速率指标上，本文所提方案较各类UAV飞行方案提升至少34.3%，较多种任务处理机制提升至少15.3%，较不同优化方案提升至少15.9%. 上述结果表明，该方案能够显著改善UAV场景的边缘计算性能，可为UAV边缘计算网络提供高效可靠的无线设备能量保障与计算任务协同处理方案.

多云天气会导致多时相遥感图像（multi-temporal remote sensing image，MTRSI）存在云覆盖与信息缺失问题，进而影响后续应用效能. 近年来，基于低秩矩阵/张量分解和稀疏正则化的去云方法，忽略了图像不同波段间与不同时间维度间的一致性特征. 为此，本文在低秩矩阵分解框架下，提出了基于因子组稀疏正则的新型MTRSI去云模型. 该模型利用低秩矩阵分解刻画干净图像的全局时空相关性；通过对多维度数据对应的因子施加组稀疏正则，精准捕捉与约束跨波段、跨时间的空间平滑区域一致性. 进一步地，设计一种内嵌交替方向乘子法的近端交替最小化算法，将原始优化问题分解为低秩约束与稀疏正则项优化两个子问题，通过交替迭代更新，实现对原始问题的高效求解. 在仿真实验中，相较于次优方法，所提去云方法的平均峰值信噪比提升了18.01%，平均光谱角制图减少了43.01%，平均结构相似度增加了4.1×10⁻³，平均相关系数增加了2.3×10⁻³，所需运行时间减少了78.43%；同时，在真实场景实验中也取得了更好的去云效果.

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.

为保障全断面隧道掘进机（tunnel boring machines，TBM）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.

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.

为探究跨座式单轨车辆转向架的稳定性问题，基于轮轨接触关系下轮胎力学特性的空间激扰，对跨座式单轨车辆转向架系统进行Hopf分岔特性分析. 首先，建立考虑空间激扰的三自由度车辆转向架非线性动力学模型；其次，采用Hurwitz稳定性判据求解转向架系统的临界速度，引入中心流形稳定性指标判断系统的Hopf分岔类型，并利用MATCONT工具包对理论分析结果进行数值验证；最后，探讨不同空间激扰条件对转向架系统稳定性的影响. 研究结果表明：在低速运动状态下转向架以2.4 Hz的侧滚运动为主，中高速运动状态下主要表现为摇头和侧滚的耦合运动为主，频率在1.3～2.4 Hz；当速度达到163.563 24 km/h时，系统发生超临界Hopf分岔，出现稳定极限环，且在速度为163.563 60 km/h时发生鞍结分岔，系统又出现不稳定极限环；空间激扰作用下，转向架的临界速度随导向轮径向刚度和稳定轮径向阻尼的增大而减小，随导向轮径向阻尼、稳定轮径向刚度以及走行轮径向刚度和阻尼的增加而提高；此外，转向架结构参数的改变可引发系统超临界与亚临界Hopf分岔之间的迁移，为避免亚临界Hopf分岔导致系统运动状态突变，应合理设计转向架的结构参数.

高速铁路无缝道岔与相邻轨条的连接质量是确保列车平稳运行的关键结构，而焊接是广泛存在于高速道岔区的主要连接方式之一. 为研究焊接不平顺引起的轮轨冲击问题对高速道岔行车安全性和稳定性的影响，基于显式积分算法构建了考虑实际焊接接头不平顺的轮轨冲击模型；分析了不同焊接不平顺下的轮轨动态响应在时、频域的分布特性，并结合现场试验对仿真结果进行了验证；探明了高速条件下焊接接头几何不平顺对轮轨动态冲击行为和钢轨受力特性的影响. 研究结果表明：轴箱加速度时频图主要存在3个明显的高频振动能量峰，其频率主要集中在300、750 Hz和1200 Hz附近；结合高速铁路维修规则，基于动力学仿真结果确定了400公里时速条件下高速铁路焊缝限值，1 m直尺测量矢度条件下，凸型焊接接头不平顺限值为0.174 mm，凹形焊接接头不平顺限值为0.340 mm.

柱塞泵在运行过程中，其缸体和主轴花键副的碰撞行为会加剧花键的齿面磨损，降低其运行可靠性. 为预知主轴花键的使用寿命，本文结合Archard模型和SWT （Smith Watson topper）模型，对柱塞泵不同出口压力下花键副的微动损伤和疲劳寿命进行分析. 首先，通过有限元法建立轴向柱塞泵缸体-主轴花键副微动损伤有限元模型；其次，基于建立的有限元模型，对不同出口压力工况下的柱塞泵齿面Ruiz微动损伤参数的分布进行分析，并预估其花键齿面的微动磨损增量；最后，结合P-M （Palmgren Miner）规则，加上循环疲劳载荷的响应，得到预测的轴向柱塞泵的齿面疲劳寿命. 研究结果表明：柱塞泵花键齿面最大Ruiz损伤参数主要集中在花键齿面端部；柱塞泵花键两端的损伤较为严重，中部的损伤较轻，花键前端和后端的磨损量比中部的磨损量分别高出114%和62%；柱塞泵出口压力的变大会加剧齿面磨损，大大减少花键副使用寿命，出口压力为30 MPa时的寿命相较于20 MPa时的寿命降低60%. 研究结果对柱塞泵花键运行的可靠性和后续的优化分析具有一定指导意义.

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 （field programmable gate array））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 （multi-output support vector regression）、XGBoost （extreme gradient boosting）、ANN （artificial neural network）及BRR （Bayesian ridge regression） 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.

为探究持续制动条件对车轮踏面最大温度及温差的影响，明确车轮热负荷特性，以闸瓦-车轮踏面摩擦副为研究对象，基于1∶1 制动试验台开展超长大坡道持续制动试验；通过改变制动压力、制动速度及制动持续时间3个关键参数，分析制动过程中踏面温度的分布规律. 结果表明：制动速度由40 km/h增至70 km/h时，在制动0～1200 s、1200～2400 s、2400～3600 s 3个阶段，各阶段的最高温度分别升高97%、118%和86%，最大温差分别增大113%、150%和128%，增加制动速度对前2个阶段的温差增幅影响大，制动初始摩擦面温度较低，闸瓦接触区域耐磨而不容易增加接触面积；在制动速度70 km/h条件下，制动压力由3 kN增至7 kN时，踏面最高温度由321 ℃增至436 ℃，增幅为36%，增加制动压力提高了摩擦功率，放大了局部接触状态对摩擦温度的影响，进而加剧踏面温度分布不均；在制动压力3 kN条件下，速度由40 km/h增至70 km/h，踏面最高温度由176 ℃增至328 ℃，增幅为86%，增加制动速度在提升制动能量的同时增大了制动功率，导致高温区域大幅扩展. 本文所研究内容对于机车车辆在超长大下坡道踏面制动性能的分析及运行方案的研究具有一定借鉴意义.

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.

针对具有复杂气液界面拓扑变化的两相流动问题，构建一种能够兼顾计算效率与界面解析精度的数值模拟方法. 首先，采用具有树状数据结构的四叉树/八叉树笛卡尔网格进行空间离散，利用其层级结构实现动态网格自适应；其次，在自适应网格框架下实现连续表面力（CSF）模型，通过对体积分数进行两次卷积模糊化处理，平滑地将表面张力分布至界面邻域，并结合分段线性界面重构技术准确追踪气液界面；随后，建立网格加密准则，同时考虑基于流场速度小波分析的离散误差和界面处的曲率分布，以实现对流场剧烈变化区域及相界面的动态加密；最后，通过经典气液两相流算例验证算法的准确性与可靠性. 研究表明：在表面张力Laplace律验证中，采用界面曲率为细化准则时，其内外压力差计算误差仅为3.0%，远优于基于体积分数准则的7.5%～24.0%误差，且精度与均匀细网格相当；所提方法较均匀细网格可降低约一个数量级的计算耗时；在表面张力波计算中，数值解与正则模态理论解的均方根误差可低至1×10⁻⁵量级；在双元液滴正碰模拟中，准确复现了实验中观测到的哑铃形与菱形变形序列，并捕捉到气膜破裂及微小气泡形成等复杂界面拓扑演化细节.

为统一描述砂土和黏土在广义应力路径下的力学响应，在具有状态参数的砂黏统一本构模型（CASM）的基础上，结合次加载面理论和变换应力法，提出一种适用于广义加载条件的统一临界状态本构模型（CASM-SG模型）. 该模型基于原始CASM模型，结合次加载面概念建立一种与土体初始状态相关的塑性内变量，并利用变换应力法成功将原先由三轴压缩实验确定的二维屈服包面拓展到三维应力空间；构建广义应力条件下CASM-SG模型的应力剪胀关系和硬化准则等完整本构框架，并基于一致性条件推导出其塑性模量与弹塑性刚度矩阵的显式表达式；采用新提出的模型对Hostun砂土和Fujinomori黏土在排水与不排水三轴压缩及拉伸条件下的力学行为进行模拟. 模拟结果显示：CASM-SG模型能够较为准确地捕捉砂土和黏土在不同应力路径下的力学行为；对于Fujinomori黏土，三轴拉伸强度相对三轴压缩强度降低了24%左右，CASM-SG模型能够精确捕捉这一特征；相比原始CASM模型，该模型仅增加了2个具备明确物理意义的材料参数，但体现出良好的精度与简洁性兼顾的建模优势.

为研究带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩（GET桩）的抗拔特性，开展室内砂土模型箱抗拔试验. 首先，通过连接PVC管和扩大件组装成带扩大桩靴的预制桩模型；然后，在桩身布设应变传感器，并在桩顶安装加荷装置和重力传感器；随后，通过在桩顶施加荷载获得不同桩型的抗拔曲线；最后，对比等截面桩、带扩大桩靴桩和带扩大桩靴桩侧灌浆桩的抗拔承载特性，并讨论扩底和灌浆对抗拔承载特性的影响. 试验结果表明：GET桩有效提升桩的抗拔承载力，在小位移下，扩大桩靴的存在使桩的抗拔承载力较等截面桩提高1倍，而桩侧灌浆使得其提升5～6倍；此外，GET桩改变了等截面桩的侧摩阻力发挥特性，扩大桩靴能提高总侧摩阻力的发挥速度和最大值，并在抗拔过程中提供一定的桩端摩阻力，灌浆能增强桩侧和桩端的阻力，为桩体的上半段总侧摩阻力提供初始总侧摩阻力，并倾向于将更多的荷载分配给扩大桩靴.

为研究土层倾角对边坡动力失稳的影响，基于振动台模型试验，研究不同土层倾角的层状堆积体基覆型边坡在地震作用下的失稳特征和动力响应规律. 通过改变基覆界面倾角，设计表面为直线形、凹形、凸形的3类边坡，在此基础上开展边坡振动台模型试验，得到3种变倾角边坡的失稳模式；并通过考虑边坡破坏的加速度放大效应，结合土体应力状态与摩尔-库仑强度理论，探究边坡动力响应机理及边坡失稳临界条件. 试验结果表明：凹形边坡在破坏时破坏特征集中在上部土层，凸形边坡集中在下部土层，直线形边坡则是出现上部土层拉裂、下部土层剪切滑移的破坏模式；相同震级下，凹形边坡加速度放大系数最小，直线形边坡、凹形边坡与凸形边坡的加速度放大效应分别集中在坡顶、坡肩与坡顶后缘位置；随着变倾角系数的增大，边坡失稳临界加速度相应增大. 研究结果可为层状堆积体基覆型边坡工程的抗震设计、稳定性评价和防灾减灾提供科学依据.

组构各向异性是影响砂土力学特性的重要因素，进而对盾构隧道开挖过程中地层扰动产生显著影响. 为探究组构各向异性对砂土地层扰动特性的影响，基于二维离散元方法，创建具有重叠的类椭圆簇颗粒，长轴取向被特定排列以形成不同各向异性的砂土试样，长轴取向与水平沉积方向为层理角；进行二维代表性体积单元（RVE）代表单元体双轴实验，并将数值模拟所得到的峰值摩擦角与已有文献中的实验结果进行对比验证；生成具有不同层理角的地层，隧道开挖地层损失依据Park地层损失假定. 模拟结果表明：当在各向异性地层中进行盾构隧道开挖时，隧道中轴线两侧扰动范围出现不对称效应；地表沉降曲线分为影响区、扩展区与削弱区，层理角对地表沉降的影响仅表现在影响区、扩展区；地表沉降槽中最大沉降的最大值出现在层理角为0° 的试样中，为0.037 m；层理角为45° 的试样中最大沉降最小，为0.011 m；随着层理角增大，45° 左侧的最大沉降呈线性上升趋势，右侧呈线性下降趋势；隧道主应力的偏转与位移偏转造成的不对称效应一致；层理角为0° 和90° 的试样中，接触法向分布的主方向未发生改变.

大跨度桥梁易发生低风速涡激振动，会导致桥梁结构疲劳和影响行车舒适性，基于尾流振子模型和变阻尼系数电涡流阻尼器开展桥梁涡激振动半主动控制研究. 首先，建立桥梁尾流振子无量纲涡激力模型，并基于遗传算法采用试验数据拟合获得模型参数；接着，设计可变间距滚珠丝杠电涡流阻尼器装置，并通过COMSOL模拟获得装置阻尼系数、阻尼力与轴向速度-气隙的对应关系；然后，应用遗传算法优化所选的线性二次型控制算法（LQR）和滑动模态控制算法（SMC）半主动控制参数；最后，以黑白水河大桥为研究背景，对比研究无控、LQR和SMC半主动控制的抑涡效果. 研究结果表明：桥梁尾流振子涡激力模型能很好地描述桥梁涡振特性；在最大涡振风速16.5 m/s，LQR与SMC半主动控制能将桥梁振幅控制在无控振幅的4.95%，远小于规范限值；整体上，LQR和SMC控制减振效果差别不大，但LQR控制策略下阻尼器气隙不变，而SMC控制策略下阻尼器气隙会周期性改变，气隙不变更有利于工程实现.

为简化钢壳-混凝土组合索塔结构构造并提升建造效率，对新型的带肋直钩钢筋剪力键进行研究. 首先，对该新型剪力键设计推出与拔出荷载试验，得到各试件的剪切承载力、拔出承载力及相应破坏特征；其次，结合有限元软件进行分析，建立试件破坏模式与承载力之间的对应关系；最后，在分析模型基础上，进一步探讨埋深对剪力键性能的影响，并提出直钩钢筋剪力键的剪切与拔出承载力计算式. 研究结果表明：直钩钢筋剪力键在剪切荷载下表现为加劲肋屈服，在拔出荷载下表现为混凝土冲切破坏，并伴随着直钩钢筋屈服，破坏模式的不同使剪力键的承载力差距最大可达5倍；推出荷载下钢混黏结力占总承载力的30%；直钩钢筋的位置决定了其在拔出荷载下的受力特点及失效模式；减小直钩钢筋与加劲肋间距后，剪力键的拔出承载力提升了35%，增大1倍剪力键埋深后，拔出承载力提升了1倍.

为探明板式橡胶支座在老化情况下的摩擦滑动性能，基于支座规范中抗剪老化的有关规定，对支座开展热老化试验及拟静力试验. 首先，构造桥梁工程中真实的支座工作状态；其次，通过老化箱对支座样本进行热空气加速老化处理，并通过压剪机对支座进行水平循环拟静力加载；最后，对比分析支座试件在不同加载条件下的变形状态、滞回行为及相关力学响应. 研究结果表明：在加载过程中老化试件的剪切变形程度较大，滑动程度较小，滞回环较狭长；支座的滑动位移与面压、加载速率呈负相关；支座剪切刚度随等效剪切应变先减后增，老化试件的剪切刚度降低，等效刚度增大；在支座使用阶段平均面压10 MPa时，2类试件的摩擦系数差异不大，均低于规范建议值0.20；老化试件的摩擦系数普遍大于未老化试件，而耗能不充分；未老化试件存在性能变化点，整体力学行为为三折线趋势，而老化试件的摩擦滑动行为稳定，在0～250%等效剪切应变过程中未出现突变点.

为优化T型加固斜材构件的加固方案，通过理论分析、试验研究和有限元分析研究构件的结构和材料参数对加固后承载力的影响. 首先，基于组合梁理论，建立T型加固截面的理论模型，进而分析T型加固的抗弯刚度提高程度；其次，进行单面连接角钢T型加固的偏心受压静力试验；最后，通过有限元模型分析长细比、宽厚比和材料强度对夹具数目选择的影响. 研究结果表明：T型加固的抗弯刚度提高程度随着荷载的增大而减小；夹具数目减小会导致垂直于构件变形方向的相对滑移；针对试验构件，夹具数目越多承载力越大，最大加固效果为100.4%；针对斜材的T型加固方案，长细比低于150时选用2个夹具即可，反之，则需要3个夹具；宽厚比和材料强度不会对夹具的选择造成影响.

针对线路故障影响下考虑转线换乘的列车运行调整问题，以线路故障触发的列车连带总晚点时间最短与转线换乘失败客流数最少为双重目标，构建铁路线路故障影响下的列车运行调整优化模型；鉴于模型为大规模混合整数规划模型，设计基于高斯游走的改进粒子群求解策略；以京广高铁上行方向部分区段和郑徐高铁下行方向部分区段构成的路网构建测试场景，并运用IPS&GW算法对不同列车运行恢复策略下（策略Ⅰ～策略Ⅳ）的列车运行调整优化模型进行求解. 结果表明：相较策略Ⅰ，故障扰动时长在10～30 min之间波动时，策略Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所产生的列车连带晚点时间分别下降82.5%～86.6%、70.5%～81.49%、55.8%～58.7%，滞留旅客总数分别下降28.3%～39.1%、57.3%～61.9%、88.4%～89.4%；且在不同扰动情景下均能通过增加一定的列车总晚点时间来换取换乘失败旅客数量的明显减少. 将本文所提出的IPS&GW算法与传统PSO （particle swarm optimization）算法进行对比，前者在目标函数收敛速度方面表现出优势，且能够达到恢复列车图定运行要求、减少换乘枢纽站滞留旅客数量.

运营中断是城市轨道交通实际运营过程中不可忽略的安全因素. 针对城市轨道交通单向运营中断下的列车运行调整问题，本文提出“反向运行 + 小交路”组合调整策略. 从乘客时间价值的角度出发，以乘客在站等待时间最小为优化目标，分中断阶段和恢复阶段建立单向运营中断下城市轨道交通列车运行调整两阶段模型；考虑到模型复杂度以及调整问题对求解效率的需求，设计适用于所构建模型的不同交路选择自适应大规模邻域搜索算法，实现对大规模算例的有效求解. 案例研究表明：单向运营中断条件下基于“反向运行 + 小交路”策略组织列车运行调整，比采用反向运行策略的乘客等待时间减少5.19%；相较于封闭中断方向线路，可使全线乘客的在站等待时间减少19.80%，且上下行方向的运输服务更加均衡；此外，当中断持续时长超15 min时，与封闭中断方向线路相比，采用“反向运行 + 小交路”策略组织列车运行调整可以取得更好效果.

随着智能技术不断发展，交通系统向着自主化、无人化的运转方式转变. 为明确不同自主化水平ATS （autonomous transportation system）的技术特点与功能优势，通过量化ATS的代际演进标准、评估系统拓扑结构和模拟分析ATS代际演进路径，将ATS解构为系统、场景、功能、技术、服务共5个层次；针对交通场景、交通主体、交通服务之间的链路关系，以各功能所需技术类型及其发展水平的量化值为链路路阻，基于经典网络理论提出面向ATS的分层可演进架构模型；以道路交叉口场景下的优先通行服务为例，通过调查问卷标定链路路阻，深入剖析ATS交通主体间的作用关系、功能实现和信息流动. 研究结果表明：增加互操作链路可以显著提升ATS的自主化水平，其中，“人类参与度将降至10%以下”将成为完全自主化水平达成的关键节点；本文所提出的分层可演进架构模型为ATS代际演进提供了量化分析框架，填补了现有理论在系统级动态演进建模方面的空白. 研究成果可为交通管理部门制定ATS发展规划提供决策支持，为技术研发优先级设定提供量化依据.

针对自主式交通系统中自动驾驶车辆的换道决策难题，提出一种基于不完全信息动态博弈的换道决策模型. 基于博弈论思想，明确换道意图判断、博弈换道条件以及模型求解等核心问题，并建立相应的博弈框架；为优化收益函数，构建一个综合考虑安全性、效率性和舒适性的多目标收益函数，选择合适的特征对各目标收益进行量化处理，并结合逆强化学习方法从NGSIM （next generation simulation）数据中学习权重分配，确保决策的多维度考量. 实验结果显示：无论是在博弈成功还是失败的交通场景中，所提模型都能有效提升决策的安全性和效率；相较于传统的防御型换道模型，该模型在提高行驶效率方面表现更为优越，展现了其在自动驾驶换道决策中的实用性和优势；此外，通过SUMO （simulation of urban mobility）仿真验证，模型在真实高速公路场景中表现出良好的安全性和通行效率，能有效适应交通流变化，保障车辆安全高效行驶，验证了其在自动驾驶换道决策中的实用价值.

针对城市交通拥堵态势传播问题，从微观层面提出一种车道级的元胞传输模型（micro cell transmission model，Micro-CTM），结合大语言模型（large language model，LLM）的多模态语义认知优势，构建车道级交通拥堵态势演化模型（coupled map lattice-driven lane congestion evolution model，CML-LCEM）. 首先，构建一种融合混合专家架构大语言模型的交通流特征辨识框架，通过跨模态语义对齐及模型微调方法实现城市交通多模态语义认知；其次，结合转移熵研究车道元胞间状态因果关系，构建车道级交通拥堵演化模型，预测拥堵态势关键元胞；最后，在北京市高级别自动驾驶示范区局域路网开展实验，划分多类型元胞并验证模型对车道级饱和度及拥堵传播的刻画能力. 研究结果表明：本文方法在高峰时段车道级预测精度较传统模型提升显著，对关键元胞的提前干预可降低车辆平均行驶时间达28.3%，为智能交通系统的实时拥堵预警、疏导策略制定及车路云一体化应用提供了数据驱动的大模型解决方案.

交叉口作为自动驾驶汽车的典型应用场景，其复杂的交通参与者交互模式和多模态的行为轨迹特征给自动驾驶的预测系统带来了严峻挑战. 针对现有无地图轨迹预测方法在车辆交互建模精度不足、运动方向特征刻画粗糙以及长时序预测稳定性有限等问题，提出一种基于时空特征增强的多车轨迹预测方法（wave-enhanced spatio-temporal transformer，WAGT）. 首先，构建基于图神经网络的空间交互建模框架，通过加权邻接矩阵刻画车辆间的交互强度；其次，引入基于波叠加机制的双通道特征增强模块，从振幅与相位角度自适应建模车辆横纵向运动差异；最后，设计融合时间感知位置编码的Transformer编解码器，以缓解长序列预测中的位置混淆与误差累积问题. 实验基于中国信号交叉口数据集SIND （signalized intersection dataset ）对所提方法性能进行量化评估，并与多种无地图轨迹预测模型进行对比，实验结果表明：本文方法在不同预测时域内均取得最优性能，其中相较于代表性图交互模型（GRIP），在平均位移误差（ADE）、最终位移误差（FDE）指标上分别降低39.70%、22.90%，验证了在复杂交叉口场景下的预测精度与鲁棒性优势.