车辆轨迹数据蕴含着丰富的时空交通信息，是交通状态估计的基础数据之一. 为解决现有数据采集环境难以获得全样本车辆轨迹的问题，面向智能网联环境，构建了混合交通流全样本车辆轨迹重构模型. 首先，分析了智能网联环境下混合交通流的车辆构成及其轨迹数据采集环境；然后，提出了基于智能驾驶员跟驰模型的车辆轨迹重构模型，实现了对插入轨迹数量、轨迹位置和速度等参数的估计；最后，设计仿真试验验证了模型在不同交通流密度和智能网联车（connected automated vehicle，CAV）渗透率条件下的适用性. 试验结果表明：CAV和网联人工驾驶车（connected vehicle，CV）的渗透率为8%和20%时，该车辆轨迹重构模型在不同交通流密度下均能重构84%以上的车辆轨迹；重构轨迹准确性随着CAV和CV渗透率的增加而提高；当交通密度为70辆/km，且CAV渗透率仅为4%的情况下，模型也能重构82%的车辆轨迹.

为了明确山区公路回头曲线上的车辆轨迹特性和驾驶行为偏好，通过实车路试采集了自然驾驶习惯条件下回头曲线路段上的车辆行驶轨迹线和轮迹线-车道线的横向距离等参数，基于实测数据计算了轨迹曲率，分析了轨迹曲率与道路设计曲率之间的关系，确定了轨迹曲率变化模式，提出了轨迹等效半径的概念，研究了回头曲线路段的切弯行为和典型过弯方式. 研究发现：1） 回头曲线的入弯、弯中和出弯均可见严重的车道偏离. 2） 入弯时汽车在缓和曲线之前便已进入曲线行驶状态，出弯时车辆轨迹曲率在驶出缓和曲线之后的直线上降低至0，轨迹曲率的变化率要低于缓和曲线的曲率变化率；左转轨迹的曲率变化率要低于右转轨迹的曲率变化率. 3） 左转轨迹曲率的幅值回头曲线中部低于或者接近道路设计曲率，右转轨迹曲率则高于道路设计曲率. 4） 左转弯的轨迹等效半径要高于弯道设计半径，右转弯轨迹半径最小值和均值普遍则低于设计半径. 5） 驾驶人可以通过不同的切弯方式来实现回头曲线路段轨迹半径的增加和最大化，但需要侵占对向车道. 6） 驾驶人切弯时，左转弯的轨迹半径增量要高于右转弯的轨迹率半径增量，即车辆左转驶入回头曲线是更容易取得切弯效用；在大头线、平头线和小头线（转角分别大于、等于和小于180°） 3类回头曲线中，小头线和大头线上的切弯效果更明显.

将自动驾驶汽车（autonomous vehicle，AV）与分时租赁、点对点（peer-to-peer，P2P）租赁模式相结合，为出行者提供新型的出行方式. 为探究出行者租赁自动驾驶汽车的行为特征，分析出行者对AV分时租赁、AV P2P租赁、私家车、公共交通的选择意愿及其影响因素. 基于出行方式选择意愿的调查数据，将结构方程模型（structural equation model，SEM）与多项Logit （multinomial Logit，MNL）模型相结合，建立同时标定显变量与潜变量参数的结构方程-多项Logit （structural equation-multinomial Logit，SE-MNL）模型，对比分析了MNL与SE-MNL模型的参数标定结果. 研究结果表明：在95%的置信水平下，显变量中的出行费用、车内时间、驾照情况、出行目的、婚姻状况以及潜变量中的便捷性、安全性、乘车体验、舒适性对出行者选择AV分时租赁或P2P租赁的影响都是显著的；SE-MNL模型的拟合度较MNL模型高出2%～3%.

无人驾驶汽车对出行者出行选择行为具有重要影响，进而可以影响到城市交通需求、城市空间布局和城市规划. 基于扩展技术接受模型和考虑不同出行者偏好的异质性，建立带潜变量的随机系数Logit模型，研究出行者的出行特征、心理潜变量和个体的社会经济属性对无人驾驶汽车选择行为的影响. 结果表明：与传统的多项Logit模型相比，带潜变量的随机系数Logit模型拟合度更高；不同的出行者对出行费用的偏好具有异质性，在效用函数中，出行费用服从正态分布；无人驾驶汽车选择行为不仅受到出行特征和社会经济属性的影响，而且还受到感知信任、社会规范和行为意向等心理潜变量的影响；降低无人驾驶汽车的出行费用可以提升出行者选择无人驾驶汽车出行的概率.

为研究不同连接方式装配式混凝土桥墩的抗震性能，进行了2根装配式混凝土桥墩（连接构造分别为钢管剪力键和灌浆套筒）和1根现浇整体式混凝土桥墩的拟静力试验，分析对比试件的滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化和耗能能力，采用ABAQUS通用程序建立有限元模型，并开展了有限元参数分析. 研究结果表明：3类桥墩试件水平荷载-位移滞回曲线较饱满，具有良好的抗震性能，均为整体压弯破坏，无明显的强度退化，累积耗能能力相近；在不同轴压比、长细比、混凝土强度和钢筋强度条件下，带钢管剪力键的装配式混凝土桥墩的水平峰值荷载和位移延性系数均优于传统灌浆套筒连接的装配式桥墩，提高幅值分别为4%～32%和8%～36%；轴压比、长细比、钢管剪力键嵌入深度和钢管直径是影响钢管剪力键连接的装配式混凝土桥墩抗震性能的重要参数.

为研究钢筋混凝土中钢筋锈蚀的无损及定量监测方法，分析地球背景磁场和环境干扰磁场的影响，探讨钢筋的锈蚀率与磁场梯度张量局部模量的理论公式. 通过8根钢筋进行通电加速锈蚀试验模拟钢筋不同程度的锈蚀. 研制钢筋锈蚀监测系统，测量锈蚀前后钢筋的磁感应强度，采用磁场梯度张量局部模量反演钢筋的锈蚀率. 试验结果表明：在钢筋锈蚀后测试的磁感应强度曲线发生非等距离的偏移，磁感应强度绝对值相比锈蚀前有增大也有降低，没有一致性的规律；在锈蚀后钢筋磁场梯度绝对值及局部模量的平均值减小；在钢筋锈蚀的磁场监测中，钢筋自身的磁场梯度及局部模量远远大于环境磁场，环境磁场的梯度及其局部模量可忽略不计；8根试件的计算锈蚀率与试验中实际失重率的最小误差为0.22%，最大误差为9.40%，误差的平均值为3.92%，误差的标准差为3.32%.

为探究土工格栅对受黏土污染道砟力学特性的影响，通过对4种法向压力、3种黏土污染程度下土工格栅加固的道砟试样进行一系列直剪试验，对比分析土工格栅对道砟试样剪切强度和剪切变形的影响，研究了考虑黏土污染情况下土工格栅对道砟的加固效果. 研究结果表明：土工格栅增大了洁净及受黏土污染道砟试样的剪切强度，当污染指标VCI （void contamination index）为20%时提升峰值剪切强度最大达到24%；道砟剪切强度表现出典型的非线性特征，非线性强度准则拟合参数与道砟污染程度利用指数函数拟合，拟合结果可作为实际工程受污染道砟强度估计的依据；土工格栅可减小试样的最大剪胀量，同时可减小约0.7°～3.7° 的峰值剪胀角，并且在VCI为20%时土工格栅加固的效果最为明显.

为了探究钢棒加强式轨枕的纵横向阻力机理、分担以及钢棒插入深度和砟肩宽度的影响规律，为川藏铁路长大坡道韧性和稳定性增强提供新方法，通过进行一系列纵横向阻力试验得到了钢棒加强式轨枕纵横向阻力的总体特性和分担情况；通过改变钢棒插入深度和砟肩宽度探究了两者对钢棒加强式轨枕纵横向阻力的影响规律. 结果表明：与普通轨枕相比，钢棒加强式轨枕的纵横向阻力都有提高，当砟肩宽度为500 mm，堆高为0，钢棒插入深度为400 mm时，钢棒加强式轨枕纵横向阻力比肩宽为500 mm、堆高为150 mm条件下普通轨枕分别高39.2%和53.7%，枕底部分横向阻力分担比普通轨枕提升8%，纵向阻力提升26%；钢棒插入深度对道床阻力影响较大，在砟肩宽度为500 mm、堆高为0 时，插入深度由100 mm变至400 mm，相较于普通轨枕肩宽为500 mm、堆高为150 mm的工况，纵向阻力增幅由5.1%变至39.2%，横向阻力增幅由6.1%变至53.7%；砟肩宽度变化时，纵向阻力变化较小，横向阻力变化较大.

为研究铁路有砟道床板结对其自身动力特性的影响，利用离散单元法并考虑道砟颗粒的真实外形建立了板结道床的仿真分析模型，分析了脏污板结及板结程度对有砟道床动态响应的影响，并探讨了板结引起道床弹性损失、刚度变大的细观机理. 研究结果表明：道床板结会增大道床中道砟颗粒的振动水平，并且板结越严重影响越明显，板结可将道砟颗粒的振动加速度增大20%～30%；板结会加强列车荷载对道床的冲击作用，增大道砟颗粒之间的接触力容易引起道砟颗粒破碎劣化；板结会放大不同位置处道床工作性能的差异，增大道床刚度的不均匀性；道砟颗粒之间的脏污板结材质会抑制道砟颗粒的相对移动，可将道砟颗粒的滑动分数降低至正常的50%左右，减小列车荷载作用下道床整体的宏观变形，从而呈现出刚度增大的特性.

强度衰减是滑坡高速远程运动的重要原因，为了探明滑体强度衰减对滑坡运动能力的影响，以意大利Vajont高速滑坡为例，结合现场调查以及滑坡历史资料，基于岩土体剪切强度衰减理论，利用非连续变形分析（DDA）方法，探讨滑带强度衰减、滑体强度衰减及其共同作用对Vajont滑坡独特运动堆积特征的影响. 研究结果表明：滑带和滑体强度衰减的共同作用造成了Vajont滑坡显著高速运动和独特堆积特征，滑带强度衰减对滑坡运动速度起主导作用，当滑带强度衰减为15.8° 时，监测块体最大速度为5 m/s，当滑带强度衰减为6.9° 时，监测块体的最大速度为19 m/s；滑体强度衰减则对其高速持时具有显著影响，进而大幅提高滑坡运动的远程能力，当滑体强度为40.0° 时，监测块体水平最大位移为140 m，当滑体强度衰减为14.0° 时，监测块体水平最大位移为260 m；数值模拟过程中滑坡呈现出“一体化”运动特征，此特征可用来解释在实际滑坡堆积体高速远程运动过程中保持良好层序的原因.

随着越来越多的隧道工程穿越滑坡区，滑坡与隧道相互作用过程的研究尤为重要. 为研究不同滑带角度滑坡对隧道衬砌结构受力的影响，以大（同）准（格尔）铁路南坪隧道为例，采用室内模型试验、数值模拟的方法，对0°、10°、20°、30°、40°、50°不同滑带角度条件下滑坡推力作用下隧道衬砌结构受力的影响特征及变化规律进行研究. 研究结果表明：滑带角度越小，隧道变形越大，作用在隧道衬砌结构上的弯矩、剪力及土压力越大，并在拱脚处出现最大值，形成隧道拱结构左右受力不对称特征，呈现偏压现象；通过计算隧道拱结构左右两侧的竖向偏压应力比显示，在拱肩位置且滑带为0时，偏压应力比为1.17，随着滑带角度的增大，隧道衬砌拱结构左右应力差越来越小，趋于平衡拱；在拱脚位置，偏压应力比随滑带角度的增大而逐渐增大，隧道衬砌拱结构左右两侧所受应力差越来越大，趋向于偏压隧道，最小偏压比和最大偏压比分别为1.08、1.87.

为了解深埋式桩板结构桥-隧过渡段的动力特性及过渡性能，在沪昆高铁某工点过渡区（含隧道口、过渡段及桥台）开展现场动力响应测试，分析不同车型、车速及行车方向等工况下过渡区的动力响应分布规律；并建立考虑车辆-轨道-路基耦合振动数值模型，研究过渡区的线路平顺性及桩板结构过渡段的动应力分布. 研究结果表明：不同车型列车激励下，过渡区振动加速度及动位移有效值的最大值分别为0.85 m/s²、0.034 mm，过渡段的振动水平要比隧道及桥台的更低；过渡段动力响应有效值随车速增大而增大，其增幅比隧道与桥台的更小；行车方向对过渡段与桥台连接区域的动力响应影响较大，对其他断面影响微弱；列车以300 km/h车速经过该过渡区时，过渡区钢轨挠度最大变化率约为0.149 mm/m，车体竖向加速度最大值为0.74 m/s²；桩板结构的存在能够将列车荷载传递至深部地基，使浅层地基土体承受的动力作用降低.

边坡倾倒变形过程中岩层弯折带的发育特征与演化规律是研究该类边坡变形破坏的地质过程与力学行为的关键. 为了揭示坡角变化对弯折带发育规律的影响，以澜沧江古水水电站坝前倾倒变形体为原型边坡，概化设计3组不同坡角的试验模型，通过离心模拟试验，尝试再现反倾层状岩质边坡倾倒变形的演化过程，分析边坡内部岩层弯折带的发育特征. 研究结果表明：边坡倾倒变形主要发生在倾倒折断基准面上方，基准面与层面法线的夹角位于12°～16°，该值不随坡角的改变而发生变化；边坡倾倒变形时，弯折带由坡脚开始以参差阶坎状的形式向坡顶延伸直至贯通，坡度陡的边坡会在一级弯折带上方的已倾倒岩体中产生新的次级弯折带，边坡倾倒折断模式由单级折断逐渐转为多级折断；弯折带孕育过程可概化为3个阶段：岩层弯曲变形、坡脚破裂-弯折带向坡顶延伸、弯折带贯通-坡体临界失稳；坡角变化对边坡倾倒变形发育特征有较大影响，随着坡角的增加，边坡倾倒变形范围扩大，程度加剧.

超大型沉井基础受尺寸巨大、地质条件复杂等因素影响，在施工阶段具有较高的安全及质量风险. 为准确有效地实现大型锚碇沉井基础施工过程的风险评估，采用工作分解结构-风险分解结构（WBS-RBS），并结合专家调查法进行施工全过程风险识别；基于分解结构估测风险事件概率及损失等级从而确定初始风险分解矩阵，通过模糊层次分析（FAHP）法分析各类风险权重对其加权修正，并以修正风险矩阵值评估风险等级；采用该风险评估方法开展连镇铁路五峰山长江大桥北锚碇沉井基础施工风险评估. 研究结果表明：基于WBS-RBS法及专家调查法识别出“井壁开裂”等158项风险源；逐项计算初始风险值、综合风险值权重，并按等级划分标准评估出修正风险值大于1.696的“沉井突沉”“几何偏斜”等重大风险源共16项；针对重大风险源提出施工专项方案、实时施工监控及风险预案等措施控制. 为该沉井基础工程施工风险控制提供了依据，并为类似工程风险评估与控制提供借鉴.

为深入探讨层状黏性土中静压桩的贯入机制，结合离散元PFC^2D软件在处理大变形、非线性等问题的优势，考虑到接触黏结模型对模拟土体的优越性，建立了静压桩贯入层状黏土中的离散元模型，实现了离散元中静压桩的贯入过程；探讨了静压桩贯入过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力以及桩侧径向压力随贯入深度的变化规律，从细观层次上分析了不同桩径的静压桩贯入层状土中土体接触力链的分布特征，明确了沉桩过程中土体位移的变化规律. 试验结果表明：随着桩径的增大，土层的变化对压桩力的影响逐渐减小；桩侧摩阻力和桩侧径向土压力的变化规律相似，在同一贯入深度处均出现明显的退化现象；不同土层接触力链的表现形式不同，桩端位于粉质黏土层时，桩端的影响范围约为7D （D为桩径），桩端位于粉土层时，桩端的影响范围约为9D；粉质黏土中土颗粒主要以径向位移为主，而在粉土层中土颗粒位移受其上下土层的软硬程度制约.

开挖面前方地层水压力及渗水量值是水下隧道工程重要参数，也是开挖面支护力设计、超前堵水加固参数设计的重要指标. 针对以往二维渗流模型分析水下隧道开挖面前方三维渗流场的局限性问题，首先，建立考虑开挖面前方渗流等势面为空间曲面的水下隧道三维渗流解析模型；其次，推导以开挖面所在平面为分界线的全部未开挖区半地层空间的水头分布函数，得出开挖面渗水量及前方地层孔隙水压力计算公式；最后，分析超前加固厚度、土体与超前加固渗透系数相对值等因素对开挖面前方水压力及渗水量的影响. 分析结果表明：与以往考虑开挖面正前方为二维渗流场的理论模型相较，三维解析模型能更好地反映开挖面前方空间渗流形态，且涌水量与水压力计算结果误差在5%以内；当掌子面前方加固范围为2倍洞室直径，超前加固区与地层相对渗透系数取值50，为安全合理的超前堵水加固参数.

针对高寒地区公路系统遭遇雪灾规模大、持续时间长的特点，以黑龙江地区公路系统及其常遭遇的风吹雪灾害为研究对象，从灾害发生机理探究灾害形成的宏观条件；基于概率论思想，通过影响因素的联合概率密度函数，将致灾因子发生可能性、危险等级及危险强度三者联系在一起，阐明了致灾因子的危险性评价理论；在公路系统脆弱性评估的基础上，构建了适用于寒区公路系统的风吹雪灾害风险评估体系. 通过此体系对黑龙江省2017年2月份内的风吹雪事件进行评估，并将预测结果与省气象信息中心发布的道路预警进行对比. 结果表明：研究区公路网在评价时段内相对风险等级最高的是鹤岗-伊春线、绥化-大庆线的绥化段、哈同公路的哈尔滨和佳木斯段以及牡丹江市周边，其相对风险概率大于0.69，需要对此路段多加关注. 该研究在一定程度上为今后寒区公路网的雪灾救援及物资配置提供了参考，使得寒区防灾减灾任务更加具有针对性.

F级粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土，即GPC-10（矿渣掺量10%，80 °C高温养护）和GPC-50（矿渣掺量50%，标准养护）力学性能良好，为进一步研究其抗碳化性能, 首先，对这两种地聚物混凝土进行了快速碳化试验，并与作为对照组的普通水泥混凝土(OPCC)进行了比较，通过抗压强度和劈裂抗拉强度评价了碳化对混凝土的损伤；其次，为分析损伤原因，分别通过X射线能谱分析（EDS）和压汞测试（MIP），对碳化后的成分和孔结构进行了研究；最后，建立了两种地聚物混凝土的碳化模型. 研究结果表明：相比OPCC，地聚物混凝土的抗碳化能力薄弱，尤其是钙含量较高的GPC-50，其主要产物C—A—S—H会与CO₂反应而发生分解，导致孔隙率增大，进而加快了碳化速率，且碳化深度与时间呈线性关系；OPCC、GPC-10以及GPC-50的28 d碳化深度分别达到了2.0、9.2、18.8 mm.

直线拟合在曲线拟合研究及工程实践中受到广泛关注，常用的普通最小二乘和正交最小二乘忽略了坐标分量误差相关性的存在. 基于此，首先论证了在铁路线路整正中全站仪测量坐标点的纵横坐标间存在误差相关性，同时线路中直线的拟合受到相邻线元的约束；然后，基于极大似然估计及拉格朗日条件极值原理，推导出了顾及约束和坐标分量误差相关性的直线拟合通用模型，并给出了高斯-牛顿迭代算法搜索最优解；最后，采用了实测的数据进行了验证及测试. 试验结果表明：该方法能在任何误差分布情况下考虑约束估计直线参数及其精度；考虑坐标相关误差时，参数估计精度在约束及无约束下分别提高了9.2%和2.7%；高斯-牛顿算法在约束及无约束情况下分别仅6次及3次迭代就搜索出最优直线.

为提升协同式自适应巡航（cooperative adaptive cruise control，CACC）系统在由自动网联汽车（connected automated vehicle，CAV）和人工驾驶汽车（manual vehicle，MV）构成的混行交通流下的驾乘舒适性，提出考虑驾乘舒适性的双层控制策略（dual-layer control strategy considering ride comfort，RC-DCS）. 上层控制器从宏观角度出发，采用两状态空间模型调整跟车间距及车速，并利用代价函数改善车队的整体稳定性和舒适性；下层控制器从微观角度出发，优化单车的油门和制动踏板切换逻辑，稳定实际加速度输出，降低车辆频繁加减速引起的自身俯仰. 试验结果表明：RC-DCS在跟随MV工况中跟车间距误差和加速度分别降低了72.44%和24.87%；在MV插入CACC车队工况中通过增大跟车时距0.4 s以减少加速度波动；在跟车、紧急制动、旁车切入3种典型工况中，单车加速度标准差分别降低了9.6%、10.4%、2.9%.

为了研究抗蛇行减振器参数匹配规律以兼顾不同轮轨接触状态下高速列车横向稳定性，针对国内运行典型结构参数的高速列车，建立车辆横向动力学简化模型，分别考虑到高、低锥度两种轮轨接触状态下车辆的横向稳定性，采用多目标优化方法对抗蛇行减振器刚度和阻尼值进行多参数优化，并分析最优抗蛇行减振器参数的影响因素. 结果表明：优化的抗蛇行减振器阻尼值主要取决于车辆二系横向阻尼，得出了两类阻尼值的抗蛇行减振器选配类型，即当二系横向阻尼较小时，转向架单侧需匹配较小阻尼值600～1000 kN•s•m⁻¹，或当二系横向阻尼较大时，匹配大于4 000 kN•s•m⁻¹的抗蛇行减振器；抗蛇行减振器刚度显著影响不同轮轨接触状态下的车辆稳定性，减小抗蛇行减振器刚度有利于低锥度状态车辆稳定性，反之亦然.

为了认识刚性接触网系统接触线和受电弓滑板异常摩耗的机理、提高刚性接触网系统摩擦元件的使用寿命，根据地铁刚性接触网系统的工作条件，使用环-块式载流摩擦磨损试验机，对刚性接触网系统的载流摩擦磨损性能进行了试验研究. 试验电流为0、400 A （DC），滑动速度为60 km/h，接触法向力为30 N，滑动距离为900 km. 在试验过程中测量了弓网之间的滑动摩擦因数、滑板磨损量、滑板温度、电弧电流和电压等参数，计算了滑板的磨损率和电弧能量. 试验结果表明：试验得到的滑板磨损率与实际地铁线路刚性接触网滑板的磨损率接近；直流电流对滑板的磨耗和温度有严重的影响，有电流时（400 A）滑板磨损率和温度分别是无电流时滑板磨损率和温度的53.0倍和7.4倍；引起滑板严重磨耗的原因主要是电弧烧蚀和黏着磨损.

为全面掌握高速动车组用ER8C和ER8车轮服役性能，使用OBLFQSN750型电火花直读光谱仪等设备分别实测了新旧车轮材料的化学成分、常规力学性能、疲劳特性、冲击性能及韧脆转变温度、断裂韧性、疲劳裂纹扩展门槛值和疲劳裂纹扩展速率等，并进行了金相组织观测，综合评价分析了两种材质车轮服役性能. 结果表明：1） ER8C材质车轮比ER8材质车轮中Si含量高2.74倍，Mn含量高1.29倍，Cr+Mo+Ni总含量低45%，C含量略低，其抗拉强度和屈服强度提高5%，疲劳强度提高15%. 2） 车轮显微组织为珠光体+少量铁素体，踏面下相同深度，ER8C材质车轮中铁素体更均匀细小，晶粒度大于8.5级，ER8材质车轮铁素体粗大，晶粒度为8级. 3） ER8C材质车轮韧脆转变温度为84.30 ℃，ER8材质车轮韧脆转变温度为71.97 ℃，车轮运用工况处于两种材质的脆性区. 4） ER8C材质车轮断裂韧性比ER8材质车轮高约6%，其阻止裂纹产生的能力优于ER8材质车轮；ER8材质车轮裂纹扩展门槛值比ER8C材质高17%，其阻止裂纹扩展的能力优于ER8C材质车轮；两种材质车轮的裂纹扩展速率相当. 5） 服役过程中ER8C材质车轮踏面垂直磨耗速率略大于ER8材质车轮.

从工业设计视角对城市轨道列车进行研究，有助于提高列车的安全性、舒适宜人性、美学和文化特性，使其成为提升城市形象的一张靓丽名片. 首先，结合相关标准，阐述了我国6类城市轨道列车的主要外形特征；然后，概括提出了城市轨道列车端车和中车车体造型设计、车体涂装设计时应重点考虑的共性约束因素和关键参数取值范围，总结给出了城市轨道列车外观设计的相关要点；接着，围绕司机室驾驶界面和客室旅客界面，对我国城市轨道列车车内环境设计研究进行了综述，明确了这两大界面设计各自研究的现状及侧重点；最后，对我国城市轨道列车工业设计领域的研究进行了总结和展望，指出应进一步加强列车-线路-人文多要素耦合理论与设计方法、列车车内空间及界面系统优化设计与综合评价技术和列车车内视觉环境评价与优化设计的研究.

为了更科学全面地对列车碰撞能量方案进行配置和评价，以列车最大平均加速度、最大瞬时加速度和能量利用率为评价指标，利用序关系分析法和熵值法得到的主、客观指标权重推导出更加合理的综合权重系数；采用非线性加权综合法融合权重信息和评价指标信息，获得了列车一维碰撞能量管理综合评价模型；采用此模型对某型列车的15种能量配置方案进行综合评价. 研究结果表明：此模型综合评价结果与各指标性能变化幅度分析结果一致，具有较好的适用性和可靠性；方案4为最优方案，其最大瞬时加速度指标性能比方案8下降14.03%，但最大平均加速度指标性能和能量利用率指标性能分别比方案8提升了4.92%和19.44%；该结果既体现了对安全性影响最大的最大平均加速度指标的重要性，又综合考虑了与经济性相关的能量利用率指标.

为了平衡混沌系统的复杂性和效率之间的关系，将分段Logistic映射（piecewise Logistic map，PLM）引入到二维耦合映像格子（2D coupled map lattices，2DCML）模型中. 采用暂态转换以使模型的输出序列服从均匀分布，进而得到T2DCML模型，基于此模型提出了一类图像加密算法. 在加密算法中，利用模型输出的伪随机序列构造两个初等变换矩阵，对图像进行置乱操作；然后再从模型中提取状态值的比特构造整数序列，对置乱后的图像进行扩散操作；经过若干轮的置乱与扩散操作，产生最后的加密图像. 仿真实验及性能分析表明：该算法的相关系数的绝对平均值为0.001 3，信息熵为7.999 3，像素变化率（number of pixel change rate，NPCR）和统一平均变化强度（unified average change intensity，UACI）分别为99.63%和33.60%，能够有效满足图像在网络中安全传输的需求.

针对激光雷达动态障碍物检测与跟踪过程中聚类适应性差、实时性低和跟踪准确度不高等问题，提出一种自适应的密度聚类算法和多特征数据关联方法，分别用于检测和跟踪. 首先，对激光雷达采集的点云进行路沿检测、感兴趣区域提取和地面分割等预处理，去除无关点云；然后，基于自适应的密度聚类算法对非地面的点云进行聚类，完成障碍物点云检测；最后，利用加权多特征数据关联算法结合卡尔曼滤波器实现对动态障碍物跟踪. 通过实验表明：本算法能够根据10 Hz的激光雷达数据实现对障碍物准确、稳定的检测和跟踪，且聚类时间缩短32%.

以节省逆变回馈装置投资成本和提高再生制动能量利用率为目标，建立了城轨牵引供电系统逆变回馈装置定容选址优化模型. 将考虑逆变回馈装置周期性间歇工作制的城轨牵引供电系统交直流混合潮流算法与带精英策略的快速非支配排序遗传算法（fast non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ，fast NSGA-Ⅱ）相结合，求解多目标函数的Pareto解集；并采用基于信息熵的序数偏好法（technique for order preference by similarity to ideal solution，TOPSIS）筛选逆变回馈装置定容选址的最优方案. 以广州地铁某线路为算例进行仿真验证，结果表明：优化方案相对该地铁工程实际逆变回馈装置配置方案，其装置投资成本节省70万元，系统级节能率提高3.25%，投资回报周期相应缩短.