为探求侧风下的拱桥变形对列车平稳性的作用机理，通过风-车-桥耦合系统得到跨中横、竖向位移，分析不同风速、车速下的列车行车平稳性，量化桥梁变形对风-车-桥系统中列车横、竖向加速度的贡献；结合车体加速度响应的敏感波长及桥梁变形的时频特性，分析桥梁变形对行车平稳性影响机理. 结果表明：桥梁竖向位移差异较横向位移差异较小，且主要位移由车致桥梁变形产生，最大幅值达到了−9.2 mm；在列车及风荷载作用下，桥梁横向及竖向位移较为显著，但其对列车平稳性的影响主要体现在交界墩位置处，约为其余位置响应的4倍；除交界墩区域，桥上列车的行车平稳性主要由风致列车振动及轨道不平顺决定；车体横向及竖向加速度功率谱密度分布与轨道不平顺的波长密切相关，其对应的敏感波长区间均小于120 m；车体横向及竖向加速度主要受车辆荷载作用引起的桥梁变形影响，而风荷载引起的桥梁变形主要分布于主跨范围内，波长大于120 m，因而未对列车车体加速度产生显著影响.

斜拉索是斜拉桥的主要承重构件之一，其外层护套病害容易渗透影响索内钢丝健康，采用视频图像法智能识别出拉索表观病害意义重大. 从传统图像检测和深度学习两方面系统地综述了基于图像识别的斜拉索表观损伤识别方法，以及各个方法的基本原理和应用效果，对目前的检测实例进行深入分析；介绍一些前沿深度学习方法，为拉索表观检测提供参考；归纳各类方法的主要特点，对目前检测中存在的问题进行了探讨和展望. 以深度学习模型为主的图像识别方法具有较好的识别准确率和算法鲁棒性、较强的学习能力和适应性，综合图像缺陷识别效果最优，但仍存在检测精度和速度难平衡、图像数据需求大和标注成本高等难点. 为此，可以采取提高图像质量、构建更多半监督和无监督相关的深度学习模型、提升检测模型学习能力等手段改善检测方法.

为研究磁浮轨道梁动力响应的变化规律，将磁浮列车简化为移动的均布荷载，采用解析法得到简支轨道梁动力响应的解析解，并讨论轨道梁最大值随车速、跨度等参数的变化规律，推导磁浮轨道梁动力响应的极值条件，利用有限元方法和车-桥耦合振动方法进行验证. 结果表明：列车与轨道梁跨度比值较大时，随列车速度的增加轨道梁跨中最大响应以波动形式增加，最大响应存在极值，轨道梁响应随轨道梁跨度、质量等参数也有类似规律；当车速和跨度的乘积为特定常数，或轨道梁一阶竖弯频率与跨度的乘积为车速特定倍数时，轨道梁产生消振现象.

为研究栓钉在工程用水泥基复合材料（ECC）中的抗剪性能，开展模型试验研究与有限元数值分析. 基于推出模型试验，明确ECC中栓钉的破坏模式，通过参数化有限元数值分析，进一步阐明栓钉直径、栓钉长径比、栓钉抗拉强度、ECC抗压强度对连接件抗剪性能及其失效模式的影响规律，并在上述研究的基础上，建立适用于ECC中栓钉抗剪承载力的计算方法. 研究表明： ECC中栓钉抗剪强度与推出模型的失效模式紧密相关，当推出模型的破坏模式表现为ECC压溃时，连接件的抗剪强度取决于ECC的抗压性能；当推出模型的破坏模式表现为栓钉剪断时，连接件的抗剪强度取决于栓钉的抗拉强度与ECC的抗压性能；提高ECC抗压强度与减小栓钉长径比均有利于提升连接件的抗剪刚度，但栓钉的抗拉强度对连接件的抗剪刚度影响较小；当栓钉长径比小于4.60时，栓钉抗剪强度随长径比的减小有所降低，建议采用长径比大于4.60的栓钉作为钢梁与ECC桥面板的剪力连接件.

为研究非线性气动力跨向振幅依存性和跨向相关性对桥梁涡振响应的影响，首先，引入由振幅多项式表达的桥梁非线性气动力模型；其次，在二维涡振分析方法的基础上，通过理论分析提出同时考虑气动力的跨向振幅依存性和跨向相关性的三维涡振振幅响应分析方法；最后，以主跨1700 m的大跨度悬索桥为例，通过风洞实验识别其主梁在不同风攻角下的竖向涡振非线性气动力参数，进而分析不同风攻角下一阶正对称竖弯模态下的涡振振幅响应. 研究结果表明：当气动力沿跨向完全相关时，在气动力跨向振幅依存性的影响下，三维分析方法得到的各风速涡振响应明显大于二维分析，约大19%；当气动力沿跨向不完全相关时，三维分析的涡振振幅响应比不考虑相关性时降低明显，其中大部分风速下的降低范围为16%～30%，个别风速下约降低70%；证明了考虑气动力跨向不完全相关性和跨向振幅依存性对准确预测大跨度桥梁涡振响应的重要性；本文提出的分析方法对于扭转涡振及高阶模态下涡振分析同样适用.

为探究冻融以及冻融-弯曲荷载耦合作用对聚丙烯纤维水泥基复合材料（PP-ECC）梁抗弯性能的影响，设置7种试验工况，采用三分点加载方式对PP-ECC梁抗弯性能进行研究，分析冻融及冻融-弯曲荷载耦合作用下PP-ECC梁的荷载-跨中挠度曲线、抗弯承载力及裂缝发展形态差异；基于计算假定和正常环境下PP-ECC梁抗弯承载力的计算模型，结合PP-ECC材料冻融劣化机理，推导出PP-ECC梁在冻融环境下抗弯承载力计算模型；在此基础上引入持荷损伤系数γ，建立冻融-弯曲荷载耦合作用下PP-ECC梁抗弯承载力计算模型. 研究结果表明：不同持荷比的PP-ECC梁极限抗弯承载力在冻融循环作用下出现不同程度降低，500次冻融循环后，持荷比为0、0.25、0.50的PP-ECC梁极限抗弯承载力分别降低了28.70%、27.09%、35.69%；受拉区PP-ECC材料开裂后不退出工作仍能协同受拉钢筋参与全截面受力；PP-ECC 梁在达到极限状态时，受拉区呈多条裂缝稳态发展模式，且随冻融损伤加剧，梁体最大裂缝宽度增大，裂缝数量减少；单一冻融以及冻融-弯曲荷载耦合作用下的PP-ECC梁仍满足平截面假定；基于平截面假定建立的冻融和冻融-弯曲荷载耦合作用下PP-ECC 梁的抗弯承载力计算模型吻合度分别在0.88～1.06和0.96～1.10.

为研究在低周反复荷载下超高性能混凝土（UHPC）预制管混凝土组合柱的抗震性能，进行共计3根UHPC预制管混凝土组合柱和1根钢筋混凝土柱的拟静力试验，分析在不同UHPC强度和核心混凝土有无配筋情况下，各组合柱试件的破坏模式、位移延性、耗能能力、刚度退化等方面抗震性能. 分析结果表明：UHPC预制管混凝土组合柱试件的滞回曲线较为饱满，破坏形态基本相同，均为整体压弯破坏；与传统钢筋混凝土（RC）柱相比，UHPC预制管混凝土组合柱刚度、屈服荷载、延性性能均有提升；随着UHPC强度增大，组合柱试件的滞回曲线更为饱满，耗能能力增强，残余位移小，水平峰值荷载和位移延性系数分别提高了20.60%和6.40%，表现出良好的整体抗震性能；采用ABAQUS程序建立组合柱的有限元分析模型，计算结果与试验结果吻合良好；轴压比、长细比、UHPC强度是影响UHPC预制管混凝土组合柱抗震性能的重要参数，可为同类工程设计提供参考.

为掌握新型高强钢丝布增强超高性能混凝土（UHPC）的约束效应，研究高强钢丝布面密度和层数变化对约束混凝土柱轴压性能的影响规律. 首先，利用混凝土泊松比、延性指数和韧性指数对高强钢丝布增强UHPC的约束效应进行评估；其次，考虑高强钢丝布与UHPC提供的约束力，建立复合约束层的侧向约束力模型；最后，基于Ottosen破坏准则和有效约束指标，建立约束混凝土轴压本构模型. 研究结果表明：约束柱受压时呈明显的延性破坏，高强钢丝布增强UHPC约束体系可有效抑制裂缝发展，减缓加载后期试件刚度退化；与未约束柱相比，约束柱极限承载力、峰值压应变和峰值应力的最大增幅分别为147.0%、104.0%和58.0%；当高强钢丝布层数从1层增加至2层，面密度增加至3.3倍时，约束柱极限承载力、峰值压应变和峰值应力分别提高了8.4%、29.3%和15.8%，延性指数和韧性指数分别提高了50.3%和44.2%. 对比经典约束混凝土轴压本构模型，本文建立的模型结果与试验结果吻合度较高.

为研究砂土中能源桩在热冷循环温度作用下的承载能力，开展不同密实度奉浦砂土中细长能源桩的离心机模型试验. 试验中进行20次热—冷温度循环作用，获得能源桩轴力、侧摩阻力、单桩承载力等的变化规律，并进行对比研究. 试验结果表明：随着温度循环次数增加，能源桩桩身轴力均逐渐衰减并趋于稳定，且中密砂中能源桩最大轴力衰减值远高于密砂中能源桩；在热冷温度循环过程中，中密砂中能源桩桩身中下部存在中性点，在冷循环过程中中性点以上存在正的附加侧摩阻力，下部存在负的附加侧摩阻力，而在热循环过程中中性点以上存在负的附加侧摩阻力，下部存在正的附加侧摩阻力；密砂对能源桩下部存在明显的约束作用，使其在冷循环过程中全桩身相对桩周土体存在向下的位移趋势，产生全桩身正的附加侧摩阻力，而热循环过程中产生负的附加侧摩阻力；长期循环荷载作用使得能源桩的桩基承载力发生折减，与相应原型桩相比，埋设于中密砂和密砂中的能源桩承载力分别减小了7.3%和15.6%；密砂中的原型桩及能源桩承载力均高于中密砂中原型桩约11%；当实际工程中能源桩处于不同密实度的砂土层中时，需采取合理的措施，以满足能源桩的承载要求.

为研究轴心受压冷弯薄壁不等肢卷边角钢屈曲性能和承载力设计方法，采用试验和有限元程序分析其屈曲性能和极限承载力，并基于直接强度法提出承载力设计建议方法. 首先，开展32根不同截面、长细比和宽厚比的冷弯薄壁不等肢卷边角钢轴压试验；随后，采用ABAQUS有限元软件对冷弯薄壁不等肢卷边角钢在不同宽厚比、肢宽比、长细比等条件下的屈曲性能和承载力进行参数化分析；最后，基于试验和有限元分析结果提出轴心受压冷弯薄壁不等肢卷边角钢构件承载力计算的修正直接强度法公式. 结果表明：宽厚比较小，试件易发生弯扭屈曲，宽厚比较大，试件易发生局部屈曲（或弯扭）和局部相关屈曲；构件极限承载力随长细比增大而降低，随着宽厚比的增大，承载力增长趋势逐渐减缓；提出的修正直接强度法计算轴心受压冷弯薄壁不等肢卷边角钢构件承载力的可靠度指标均值均大于3.2，建议方法准确且安全可靠.

为研究城市分岔隧道中纵向通风和空气幕的协同作用对控制隧道火灾烟气的影响，基于1∶10小尺寸分岔隧道火灾实验，综合考虑纵向通风、空气幕射流速度、角度和厚度等变量，对纵向通风和空气幕协同作用下的分岔隧道沿程温度和最高温度进行分析. 首先，通过57组小尺寸隧道火灾实验，分析空气幕的防烟隔热效应；然后，根据隧道火灾顶棚最大温升的无量纲经验相关公式，在固定热释放速率47.9 kW下，构建空气幕和纵向通风协同作用下的最高温升模型；最后，将不同工况下的最大温升实验值与所构建的最高温升理论模型预测值进行对比验证. 研究表明：空气幕可以有效地帮助纵向通风降低主隧道温度，最高可降低420 ℃，同时可有效防止烟气进入分岔隧道；当空气幕射流速度较小时，纵向风速的增加，能有效防止烟气在分岔口积聚，提高空气幕对烟气的阻隔效率，隧道分岔点处烟气温度最高可降低170 ℃；最高温升理论模型与实验结果之间的误差小于10%.

建立合理准确的管棚理论分析模型并对其进行求解，对推动管棚预支护技术的进一步发展具有重要意义. 本文在隧道开挖、支护的施工过程以及未开挖段由于掌子面扰动而导致管棚约束反力有所降低的基础上，建立了基于Euler-Bernoulli梁理论的管棚荷载结构模型，同时引入Pasternak弹性地基模型来确定初期支护及掌子面前方岩体对管棚的约束反力，推导出每一循环隧道开挖支护过程中管棚的受力和变形解析表达式，并通过叠加法求解掌子面掘进至任意位置时管棚的受力和变形分布；通过案例比对，验证了本文建立模型的合理性和有效性. 研究结果表明：管棚钢管环向间距越小、直径越大越有利于提升管棚的预加固能力；管棚合理搭接长度为1.8 m.

为深入研究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道的防护效果，基于室内模型试验，建立离散元仿真分析模型，从细观层面探究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道与周围土体系统的力学响应与变形行为，揭示不同管道埋深与不同筋材埋深条件下，加载板荷载-沉降关系曲线、模型内部颗粒间接触力、颗粒位移与管道垂直径向变形等发展演化规律. 研究结果表明：当管道埋深H较浅时（H=1.5D，D为管道模型外径），其极限承载力小于管道埋深较大的工况，虽然相同荷载作用下加载板沉降较小，但管道垂直径向变形较大；对管道上方进行土工格栅加筋后，模型系统承载力显著提高，管道垂直径向变形减小；土工格栅埋深越浅，加筋效果越显著，当土工格栅埋深从0.75B减小至0.25B时，极限承载力提高约57.2%，管道径向变形减小约27.9%. 本研究从细观层面揭示了管道、土体与土工格栅之间的相互作用机理，实现土工格栅加筋防护埋地管道力学与变形行为的可视化.

松散颗粒堆积体在自然界和工业生产活动中广泛存在. 为研究其力学性质和失稳过程，基于声发射（acoustic emission, AE）技术探究松散体剪切过程的声学特征演化规律. 首先，分析松散颗粒在不同剪切速率下的AE特征参数；其次，结合加载过程的力学特征对AE演化阶段进行划分；最后，利用频谱变化和小波包能量占比进一步验证松散颗粒剪切破坏的AE演化规律. 结果表明：能量和振铃计数随剪切过程而逐步增大，且剪切速率越快，能量和振铃计数增幅越大；小事件数与大事件数的比值（b值）在剪切过程中逐渐降低，剪切速率越大，b值越小；不同速率下的颗粒抗剪强度约为140 kPa，剪切力峰值集中在400 N左右，振铃计数、AE能量与b值在剪切运动过程中的变化与剪切破坏阶段密切相关；频谱重心会随剪切过程逐步降低，从大约350 kHz降低至250 kHz，同时，较低频带能量占比增加、较高频带能量占比减少，导致频谱重心不断下移.

为解决城市轨道交通土建工程传统造价预测模型缺乏决策信服力的问题，首先，运用特征选择与知识判断方法提取城市轨道交通土建工程造价关键影响因素并建立工程案例数据库；然后，通过粒子群优化（PSO）聚类算法筛选相似案例，采用基于灰狼优化算法（GWO）的极限学习机（ELM）建立土建工程造价非线性预测模型并设计双环境对比实验；最后，将Sobol’ 全局敏感性分析和Curve Fitting分析用于模型解释性反演，并以成都市轨道交通10号线1期工程为例验证模型优越性. 研究结果表明：模型平均绝对误差与均方根误差分别为0.113 9和0.127 4，平均绝对百分比误差为4.14%，非线性造价预测模型预测效果优于线性模型，同时采用因素优化与案例聚类方法所得预测效果更好；全局敏感性分析发现，地下线长度和地下车站数的总敏感度明显高于其他因素，可作为方案优化重点调节因素；采用Curve Fitting分析提高了机器学习智能预测模型作用机理“黑箱”效应33.70%～64.52%的解释性.

新型电缆贯通供电系统能够实现长距离输电、减少电分相数目，但两级供电模式将导致该系统结构复杂. 为研究电缆贯通供电系统短路特性，首先，建立单位长度的牵引电缆和接触网-钢轨的二端口网络参数，将各个子网络级联等效成1个二端口网络，进而转化为Ⅱ型电路，实现牵引电缆和接触网-钢轨任意长度的分布参数建模；由于接触网短路后导致机车电压下降，基于车网耦合关系采用迭代计算求解短路电流电压，仿真验证计算方法的准确性. 最后，解析不同短路类型的电气特性，重点分析分布电容对短路电流、电压的影响. 研究结果表明：分布电容会引起短路电流增大，且在不同短路情况下均造成牵引变压器输出电压增加；接触网短路电流由两侧牵引变压器共同提供，距短路点越远提供的电流越少；电缆相间短路对非故障回路机车运行影响最大.

针对中性点接地变压器直流偏磁电流受轨道交通动态杂散电流泄漏和段场接地影响的问题，综合考虑多列车运行工况，建立杂散电流分布扩散的车-地-网耦合模型，并采用复镜像法计算大地电位；定义接地网的自电阻系数和互电阻系数，建立直流偏磁电流与大地电位的耦合关系，根据杂散电流侵入路径的拓扑结构，构建大地电位和直流偏磁电流的场路耦合模型；设计轨道交通杂散电流侵入电网的缩比模拟试验，并通过试验与模型计算进行验证. 研究结果表明：试验结果和模型计算之间的最大误差为8.41%；钢轨对地过渡电阻从3.00 Ω·km增大到15.00 Ω·km，直流偏磁电流的绝对平均值减小82.4%；在车辆段和正线之间采用阻断式连接装置比采用单向导通装置减小23.45%的直流偏磁电流.

随着电动汽车爆发式发展，充电负荷的冲击性与电网支撑能力的矛盾突出. 为此，提出一种基于供需双方博弈视角的电动汽车充放电（vehicle to grid，V2G）优化策略. 首先，结合用户充放电行为特性，构建使电动汽车充放电与基础负荷互洽的电能价格分享机制；然后，针对聚合商电能定价与电动汽车用户充放电行为选择过程中的领导-追随者博弈关系，建立优化模型，领导者层面以聚合商收益最大化为目标，追随者层面以电动汽车用户用电成本最小化为目标；最后，利用搜寻者优化算法分别求解双方的优化目标，进行博弈循环直到均衡，从而得到最优的电能定价策略和电动汽车充放电策略. 仿真结果表明：所提出的充放电策略能使电动汽车充放电负荷对基础负荷曲线起到削峰填谷作用，使基础负荷曲线方差减小56.6%，峰谷差减少28.0%，同时，电动汽车用户的充放电成本减少40.4%，而聚合商收益增加约40.1%.

为设计高效稳定的演化算法，将方程求根的不动点迭代思想引入到优化领域，通过将演化算法的寻优过程看作为在迭代框架下方程不动点的逐步显示化过程，设计出一种基于数学模型的演化新算法，即不动点演化算法 （fixed point evolution algorithm，FPEA）. 该算法的繁殖算子是由Aitken加速的不动点迭代模型导出的二次多项式，其整体框架继承传统演化算法（如差分演化算法）基于种群的迭代模式. 试验结果表明：在基准函数集 CEC2014、CEC2019上，本文算法的最优值平均排名在所有比较算法中排名第1；在4个工程约束设计问题上，FPEA与CSA、GPE等多个算法相比，能以较少的计算开销获得最高的求解精度.

基于一阶逻辑的自动定理证明器（ATP）在知识表达和自动推理研究中占据重要地位，而启发式策略则是提升ATP性能的关键研究方向. 主流的启发式策略通常通过描述子句属性来确定属性优先级，从而选择子句，但属性优先级受人为因素影响，且评估子句耗时较长. 为此，本文基于矛盾体分离（S-CS）规则，提出一种新的多属性决策（MCDM）子句评估方法. 首先，利用熵权法对子句属性进行客观赋权；其次，结合偏好顺序结构评估法（PROMETHEE Ⅱ）对子句进行评估，得到子句的完全排序；最后，将提出的MCDM方法加入自动定理证明器CSE 1.5 （contradiction separation extension 1.5）、Vampire 4.7和Eprover （E 2.6）中，分别形成新的证明器MCDM_CSE、 MCDM_V和MCDM_E. 对MCDM_CSE测试了国际定理证明器问题库TPTP （Thousands of Problems for Theorem Provers）中一阶逻辑格式的定理，并对MCDM_V和MCDM_E测试了2022年CADE （Conference on Automated Deduction）竞赛例（一阶逻辑组）. 实验表明：MCDM_CSE比CSE 1.5多证明了151个定理（来自TPTP），并且能够证明Vampire 4.7无法证明的5个定理、E 2.6无法证明的41个定理以及Prover9无法证明的293个定理；在更短的平均时间内，MCDM_V比Vampire 4.7多证明了6个定理（来自CADE 2022），MCDM_E比E 2.6多证明了8个定理.

在数字孪生技术中，复杂模型和生产逻辑的运行会消耗大量资源，且硬件能力与用户需求存在差异，进而导致模拟精度和实时性难以得到保证，降低系统可用性. 为此，提出一种可视化与逻辑运算协同处理的数字孪生制造装备实时同步计算框架. 首先，根据车间多维度信息构建设备数字模型，考虑硬件能力和用户个性化计算需求，提出可配置、自适应的系统环境映射方法以修正模拟保真度，确保孪生装备的实时准确运行，并以光照环境映射为例说明其流程；然后，提出基于仿真的六自由度机械手运动逻辑解算算法，将渲染帧时作为仿真时钟推进步长，保证模型运动准确以及可视化与解算同步，并将算法泛化，以应用到其他多体设备中；最后，基于Web设计并开发数字孪生车间建模仿真云平台，以六自由度机械手与某转向架构架加工车间为应用对象对所提方法进行验证. 结果表明：随着映射保真度自适应下降，模拟响应速度提升45%，同时GPU和CPU的资源利用率有效降低；证明本文所提方法可实现资源合理配置与系统高效计算，并减少误差累计，是一种高可用的实时协同计算方法.

钢轨波磨作为地铁线路的典型钢轨损伤形式，其高发区段常伴随着扣件弹条断裂问题，严重影响列车的运营安全. 其中，科隆蛋扣件小半径区段是钢轨波磨的高发区段. 为探究科隆蛋扣件弹条的断裂机理，首先结合现场调研，构建包含完整科隆蛋扣件的轮对-钢轨-扣件系统有限元模型；然后，从共振响应的角度探究轮轨摩擦耦合振动激励下科隆蛋扣件弹条的共振响应；最后，从疲劳寿命角度，对比有无波磨区段科隆蛋扣件弹条的疲劳寿命情况，并以此量化不同弹条的疲劳损伤情况. 研究结果表明：在钢轨波磨高发区段，轮轨摩擦耦合振动主频与科隆蛋扣件弹条一阶约束模态一致，轮轨摩擦耦合振动引起的弹条共振是科隆蛋扣件断裂的主要原因；钢轨波磨加剧了轮轨摩擦耦合振动，使得科隆蛋扣件弹条寿命相较无波磨区段下降99.04%，仅为设计寿命的3.11%；此外，科隆蛋扣件小半径曲线区段低轨工作边一侧的弹条更容易发生疲劳失效，失效位置位于其弹条后拱端内侧.

为了分析运行效率更高的双源动车组在青藏线（格尔木—拉萨段）运行的可行性，建立机车动力学模型并进行了验证；采用动力学方法研究了双源动车组机车（动车）和青藏线成熟运营的HXN₃内燃机车在直线段、曲线段和坡道上的牵引黏着系数、牵引力、蠕滑率与速度之间的关系；通过对比2个机车的动力学响应，验证牵引工况下双源动车组的黏着特性. 通过分析可以发现：1） 机车的牵引黏着系数与机车的牵引力成正比，当车速在40～120 km/h时，双源动车组机车的黏着系数由0.19降低至0.09，黏着富裕度则由59.0%提高至85.7%；2） 在直线段和坡道情况下，双源动车组的黏着富裕度均大于HXN₃机车，对适应恶劣外界环境引起的轮轨黏着下降能力更强，对高原环境的适应性更优；3） 曲线段，忽略结构引起的黏降差异，R300 m曲线时，双源动车组和HXN₃型机车的黏降幅度分别为6.3%和6.8%，R800 m曲线时，HXN₃型机车曲线黏降幅度为3.0%，而双源动车组低于限值，可以保证有足够的黏着.

针对经典元胞自动机交通流模型中元胞尺寸难以准确表达车辆间位置关系的问题，提出通过细化元胞尺寸对基于元胞自动机的双车道模型（symmetric two-lane cellular automaton，STCA）进行改进的方案. 首先，分析城市道路双车道环境下的位置、速度、加速度以及车辆间的相互影响，并基于元胞自动机搭建相应数值模型，特别地，针对现有基于元胞自动机的交通流模型与实际车辆行驶现象不符的问题，改进其道路尺寸和元胞表征形式，建立精细化元胞自动机车道模型；其次，结合实际车路环境，对STCA模型中的道路堵塞、换道等行为重新定义，并将车道规则与精细化车道模型相结合，建立新的交通流模型STCA-CH；最后，与STCA、STCA-I、STCA-S、STCA-M模型相对比，通过分析在不同车辆密度下的平均速度、平均流量、换道频率及时空图，验证STCA-CH模型有效性. 结果表明，STCA-CH模型的换道频率相较于STCA-M模型提高约21.14%，最大平均流量较STCA-I、STCA-S和STCA-M模型分别提升约25.76%、11.30%和3.75%.

有效辨识关键节点对增强网络韧性、提高运行能力具有重要意义，为提高航路网络关键节点识别的准确性，提出基于TOPSIS （technique for order preference by similarity to an ideal solution）-灰色关联分析法的综合评价方法和航路网络节点分级方法. 首先，从复杂网络统计特性、交通流量特性、脆弱性3个方面构建航路网络关键节点评价指标体系；通过引入相对熵改进逼近理想值排序法，并结合灰色关联分析法综合评价航路点重要程度，采用基于K-means聚类方法有效划分航路节点等级；最后，以民航空管实际运行数据为实例，开展关键节点识别. 研究表明：相较于单一指标，所建航路网络节点评价指标体系获得的评价结果更加全面；改进TOPSIS-灰色关联分析方法相较于传统TOPSIS法评价结果更加准确；所提识别方法发现了我国华东地区典型繁忙航路网络中有29个关键节点，其在网络结构及交通流量方面具有关键作用.

为准确掌握城市交通拥塞源内在的主要参数及扩散传播规律，以实现交通拥塞源科学管控. 首先，引入用于大气污染物扩散的高斯烟羽模型并进行改进，将城市交通拥塞源划分为连续交通流和一系列间断性交通流，实现高斯烟羽模型结构解析；其次，利用Griewank、Schaffer和Rastrigin 3种测试函数对“单点源”参数反演算法进行测试，最终选用人群搜索算法；最后，通过交通拥塞源观测数据，从3个维度评估5种典型目标函数在不同参数数量（单、两、三）下的性能差异. 研究结果表明：在单参数情形下，基于单位面积交通密度偏差平方和目标函数稳定性较好；反演源强相对偏差绝对值置信区间为38.38% ± 9.94%，小于50.00%实验次数占全部实验次数的84.52%，各目标函数稳定性均较好；在两参数反演源强情形下，基于对数变换单位面积交通密度均方根误差目标函数准确性最高，反演源强相对偏差绝对值置信区间为51.42% ± 9.84%，小于50.00%实验次数占全部实验次数的92.16%，在反演位置方面，基于单位面积交通密度偏差平方和目标函数准确性最好（反演位置偏差的绝对值为37.22 m ± 10.64 m），基于相关系数的目标函数稳定性最强（变异系数为0.022）；三参数情形下，准确性反演结果和两参数较一致，除对数变换目标函数外各目标函数源强稳定性均较差，但位置稳定性均较好.