高速公路交通事故的严重程度受多种因素共同影响，其中事故发生前的短时交通流特征作用尤为关键。为系统分析短时交通流状态对事故严重程度的影响，本文基于广东省2021-2022年南二环高速、济广高速和西部沿海高速三条高速公路的历史交通事故数据、ETC门架通行数据及气象数据，构建了考虑均值异质性的随机参数Logit模型，以探讨事故影响因素的异质性特征。本研究从道路特征、环境特征、交通流特征和事故特征四个方面筛选出29个潜在变量，分别采用标准多项Logit模型、随机参数Logit模型以及考虑均值异质性的随机参数Logit模型对事故严重程度进行建模。通过伪决定系数、赤池信息准则和贝叶斯信息准则对比分析模型拟合优度，结果显示，考虑均值异质性的随机参数Logit模型在拟合优度方面表现最优，能够更精准地捕捉事故影响因素的异质性特征。本文进一步基于变量的平均弹性系数评估不同因素对事故严重程度的影响，结果表明：在99%的置信水平下，道路特征、环境特征、事故特征和交通流特征等22个参数变量对事故的严重程度均存在显著影响，其中双向六车道、能见度增大等因素显著降低了事故的严重程度，路政救援处理时长、大型车平均速度、大型车比例、大型车与小型车速度差等变量的增大显著增大了事故的严重程度。本研究的结论可为高速公路事故预防和管理提供科学依据。

明晰自动驾驶车辆交通事故机理是有效防控安全风险的重要前提。自动驾驶车辆交通事故诱因分析通常基于小样本和不平衡数据进行建模，但这类模型对于少数类预测精度低。基于数据增强的分析框架可以提高模型对于少数类的预测精度。通过表格数据生成对抗网络(Conditional GAN for Generating Synthetic Tabular Data，CTGAN)、联合生成对抗网络(Copula Flows for Synthetic Data Generation，CopulaGAN)以及合成少数过采样(Synthetic Minority Over-sampling Technique, SMOTE)、自适应过采样(Adaptive Synthetic, ADASYN)技术增加样本量，平衡数据集；再基于合成数据确定最佳的机器学习分类算法；最后结合SHAP框架，量化事故关键诱因的重要度，能够准确分析自动驾驶事故关键诱因。结果表明：CTGAN可以有效解决小样本和不平衡数据集分类性能差的问题；CTGAN与随机森林分类算法结合进行模型训练，能够显著提高模型对自动驾驶事故的预测性能；路面状况、夜间行车以及交叉口和街道化程度是导致自动驾驶车辆事故的关键诱因。研究成果可以为自动驾驶车辆测试场景搭建以及现役道路基础设施改造提供参考依据。

重型长途货车驾驶人在高速公路驾驶时易发生疲劳，威胁行车安全。为探究重型货车驾驶人在高速公路连续驾驶过程中的疲劳特征及其变化规律，特开展货车驾驶人高速公路连续驾车实车实验。使用摄录机与眼动仪对驾驶人的行为动作及眼动指标进行记录，并通过函数拟合、驾驶人行为特征分析、多层感知器模型（Multilayer Perceptron, MLP）构建方法进行分析。研究结果表明：货车驾驶人连续驾车时间安全阈值介于3.6至3.7小时之间；在被动疲劳方面，依据平均眨眼时间判断驾驶人产生疲劳感在48.69% 的情况下可比驾驶人出现主动疲劳干预行为提前5至15分钟。观察后视镜和做与驾驶无关的小动作两种行为的次数与平均眨眼时间具有相关性，使用其替代眼动指标对驾驶过程中的被动疲劳检出率可达到80.2%。研究结果可为重型货车驾驶人疲劳的视频监测与提示以及提升货车行车安全性提供参考。

为研究复杂山区桥隧连接段风场空间特性变化规律，选取G318与S217交界处直径8km范围内的山区地形为研究背景，基于数字高程模型建立5种长度桥隧连接段的山体模型，利用数值模拟方法，得到16种来流工况下桥隧连接段处风场空间分布特性。研究结果表明，在山体坡度近似不变的条件下，受实际复杂地形影响，不同长度的桥隧连接段处的横桥向风速、竖直风剖面与风攻角特性存在一定的差异，但总体趋势相近；来流垂直于桥隧连接段时，受到峡谷加速效应在跨中处风速达到最大，这种加速效应随着桥隧连接段长度的减小而增大，其余工况来流受两侧高陡山体的折减效应而减小，在顺桥隧连接段时风速最小；高陡山体与河道弯曲影响竖直方向横桥向风速分布，在高程较低的峡谷内部，桥隧连接段长度越短，影响越大；风攻角特性也受地形影响变化较大，总体表现出以负攻角为主。复杂山区桥隧连接段风场数值模拟研究得到的变化规律，可为桥隧连接段处的行车安全性研究提供一定的指导和参考作用。

探明路面和轮胎因素与抗滑性能间的相互关系，对于降低因路面抗滑性能不足引发的交通事故率具有重要的意义。通过现场标准测试获得100个真实水泥混凝土刻槽路面测点的三维点云数据以及对应附着系数，并经过水平校正和降噪处理后逆向建模，建立了保留路面纹理的路面模型。然后，在ABAQUS中装配建立轮胎—路面模型。最后，通过对比有限元反演值与试验测量值，验证了模型的有效性，并分析了路面纹理、胎压、速度对路面抗滑性能的影响。结果表明：随着路面峰顶点密度（S_pd）的增大，附着系数在高速和低速状态下均呈现上升趋势，且低速时受峰顶点密度（S_pd）影响更为显著；随着轮胎胎压的上升，各个测试点的附着系数均存在较为一致的下降趋势，附着系数降低幅度差异不显著。相较于速度，轮胎胎压对附着系数的影响较不显著；随着速度的升高，路面附着系数趋于稳定值，该稳定附着系数由路面的宏观纹理决定，而速度本身对附着系数的影响则相对有限。

本文基于分离式霍普金森压杆试验方法对装配式混凝土构件新旧混凝土界面连接的动态性能进行了研究。试验参数包括：平均凹槽深度和数量、新旧混凝土界面的倾斜角度、三种不同混凝土强度等级组合和是否植筋。研究结果表明：试验的冲击气压、试件界面倾斜角度等因素对试件的破坏模式具有显著影响，可以根据破坏模式将试件分为五类。随着冲击气压增加，不同界面倾角类型试件的应变率逐渐增大。随着应变率的增大，各试件的峰值应力都呈增大趋势，界面倾角为40°、凹槽深度大、凹槽数目多、新混凝土强度等级越高的试件，其峰值应力相对越大。随着应变率的增大，各试件的界面剪切应力也相应增加。界面倾角为40°试件的交界面所受剪切应力较大。植筋能在一定条件下提高试件的峰值应力。在无植筋试件中，推导了静载未开槽、静载开槽、动载开槽试件的界面承载力公式，与试验对比结果良好。

作为典型的非连续介质，离散颗粒材料的蠕变行为对滑坡、泥石流等地质灾害的形成与演化具有重要影响。然而，关于颗粒粒径与偏应力之间的交互作用机制及其对蠕变行为影响的系统研究仍显不足。为揭示颗粒粒径与偏应力对蠕变行为的耦合作用机制，本研究开展了多工况下二氧化硅圆珠颗粒的室内蠕变试验，系统分析了不同粒径与偏应力对颗粒材料蠕变特性的影响规律。基于Derec蠕变模型并结合试验结果，构建了颗粒材料蠕变状态的定量化计算模型，阐明了粒径对系统蠕变参数的调控机制。研究结果表明，颗粒系统的蠕变行为本质上是颗粒内部变形与其抵抗变形能力之间动态平衡的体现。蠕变参数通过调控颗粒间滑移与爬行行为，对系统的蠕变特性产生显著影响。具体表现为，随着颗粒粒径的增大，系统的蠕变值显著提高，更易进入类液态的流动状态，同时系统的抗变形能力减弱，并表现出对偏应力更高的敏感性。同时发现，颗粒粒径与系统初始状态参数及特征应变呈正相关关系，而与黏滞系数、临界蠕变速度及临界蠕变应力呈负相关关系。

借助直剪和固结试验获得残积土在干湿循环和施工振动作用下强度和变形的规律及劣化后参数预测模型并开展某地铁基坑开挖精细化数值模拟。试验分析发现：黏聚力c随干湿循环次数n和振动时间t的增加呈非线性衰减，内摩擦角φ随n增加呈波动上升，振动作用对φ的影响随n增加而减小；未经历振动时随n增加，压缩系数a_v1-2呈线性增长，参考切线模量缓慢减小；经历振动后a_v1-2呈波动变化，参考切线模量呈先快速减小、再缓慢减小、最后逐渐增大。考虑干湿循环和施工振动影响将基坑划分为6个影响区并采用劣化后对应的土体参数开展基坑开挖精细化数值模拟，结果表明：考虑干湿循环和施工振动影响后的地表沉降、地下连续墙水平位移模拟结果更接近现场监测值，可为残积土基坑设计施工提供了有效技术指导。

针对准双曲面齿轮参数设计不当，造成接触特性对安装误差极为敏感，并产生振动噪声等问题，提出了面向安装误差敏感度降低的齿轮优化设计方法。首先，提出了考虑安装误差的齿面接触特性评价模型，包括接触区域面积变化量、接触迹线中心值偏移量、传动误差曲线转换点幅值变化量。然后，提出了可降参的NURBS曲面拟合方法，开展TCA接触分析，建立了安装误差、齿面预设控制参数、齿面加工参数、和接触特征参数的映射关系。进而，揭示了安装误差对齿面接触特性的影响规律，构建了单项接触特征参数对安装误差的综合敏感度模型，以敏感度分析结论为基础，提出了总体接触特性对安装误差的敏感度评价方法。最后，以敏感度最低为优化目标，采用遗传算法开展了齿面预置参数的优化设计。以两组典型工况为例，通过优化前后的啮合特性对比分析发现，优化后的齿面接触区域面积、接触迹线中心点坐标与传动误差的变化量对安装误差的敏感度均有所下降。论文提出的齿面优化设计方法，可以有效改善齿面接触特性对安装误差极为敏感的问题，降低传动中的振动和噪声。

本文旨在提升车辆变速器运行过程中的传动平稳性，针对其中的拉维娜式行星齿轮传动系统，深入分析变速器中的拉维娜式行星齿轮传动系统的非线性振动特性，建立了一种多非线性因素耦合的拉维娜式行星齿轮传动系统动力学模型。该模型考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差、动态啮合力以及时变摩擦力等非线性因素。在此基础上，推导出系统的非线性动力学微分方程组，并采用Runge-Kutta数值积分方法对系统微分方程组进行迭代求解，获取在不同外部激励频率条件下的系统动态响应特性。通过时间历程图、频谱图、时域图、相图以及Poincare图等方式揭示系统的复杂非线性动力学行为。在保持其他系统参数不变的前提下，进一步采用分岔图与空间瀑布图分析外部激励频率对系统振动响应的影响。研究结果表明：随着外部激励频率的变化，系统的振动响应经历了混沌状态到周期分岔，最终演变为稳定的单周期运动特征。本研究为调节外部激励参数以抑制非稳态振动、提升传动系统平稳性提供了理论依据和工程参考。

RV减速器相比传统行星与谐波减速器具有更高的功率密度，广泛应用于航空航天特种装备、工业机器人、高端数控机床等领域。但在特殊极端环境下，尤其是在高低温服役环境下，RV减速器中的部件对加工精度要求极高，微米级的误差就会使加载条件下的多齿啮合转变为多齿干涉，进而影响各零部件的润滑，最终造成磨损失效。然而目前针对特殊极端工况下RV减速器磨损行为的研究还存在不足，未建立有效的磨损预测模型。结合摩擦学理论和啮合原理，首先开展主要零部件的运动分析和受力分析，然后建立RV减速器零部件混合润滑分析模型，从而确定了摆线针轮和滚针轴承为RV减速器中的润滑薄弱环节，再以此为依据建立RV减速器磨损模型，最后开展等效摩擦磨损实验，利用实验数据对磨损模型进行校准。最终建立的磨损模型可实现特殊极端工况条件下RV减速器磨损的预测，为其服役性能的提升提供理论支撑。

人形机器人的运动性能还没有全面达到人类的水平，是影响其大规模产业化应用的因素之一，这不仅是由于控制算法的限制，也受到机械结构设计的制约，尤其是腿部构型在很大程度上决定了机器人的动态平衡性、负载能力和能源效率。研究了国内外人形机器人腿部构型的起源与发展历程，目前，人形机器人的腿部构型主要分为串联、并联和串并联三种形式，其结构特性直接影响运动表现。分析了串联、并联和串并联构型，并比较其性能特点：串联构型工作空间大、灵活性高，但由于关节传动链较长，刚度相对较低，影响承载能力；并联构型刚度高、动态响应快，但运动范围受限；串并联构型则结合了前两者的优势，具有较好的刚度和灵活性，近年来逐渐成为研究热点之一。讨论了腿部构型研究的技术难点、热点，指出了发展趋势：腿部从采用单一串联构型向使用并联和串并联构型方向发展；腿部驱动器由刚性驱动器向弹性和准直驱驱动器方向发展；腿部采用旋转驱动器向旋转和直线驱动器并用方向发展；由位置控制向力矩控制和力位混合控制方向发展。研究对于推动人形机器人的技术进步和产业落地具有重要意义。

本研究测定了植物源活性物质的最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC），并通过测定分级浓度抑菌系数（FICI）筛选出针对酸土脂环酸芽孢杆菌（Alicyclobacillus acidoterrestris）芽孢具有协同效应的组合：根皮素（Phloretin，Ph）与十二醛（Lauraldehyde，La）。根皮素的MIC为0.1 mg/mL，MBC＞6.4 mg/mL；十二醛的MIC为0.4 mg/mL，MBC＞6.4 mg/mL；二者联合作用的FICI为0.5。8PL（2 MIC_Ph+2 MIC_La）组在协同组中杀芽孢效果最佳，在培养基中8PL组处理2 d后芽孢数量减少了6.1 log CFU/mL；而在苹果汁中接种4 log CFU/mL的酸土脂环酸芽孢杆菌芽孢，8PL组处理能在1 d后使芽孢减少到0 CFU/mL并维持效果至少14 d；对于接种量为6 log CFU/mL的苹果汁样品，8PL组处理需超过3d才能使芽孢减少到0 CFU/mL，但14 d后再次检测到2.2 log CFU/mL芽孢。随着协同组合浓度的增大，芽孢吸光度显著下降，荧光光谱增强；通过扫描电镜观察到芽孢表面的不规则褶皱消失，表面逐渐光滑且凹陷和破碎的程度增加，通过透射电镜观察到芽孢膜裂解；核酸与蛋白质的泄漏量也逐渐增加。以上结果说明，协同组会对芽孢膜等结构造成损伤。此外，吡啶二羧酸（DPA）的释放也显著增加，使芽孢的抗逆性大大下降。综上所述，根皮素和十二醛协同组对酸土脂环酸芽孢杆菌芽孢具有较好的杀灭作用，是果汁抑菌防腐的有效策略。

为探究抗抑郁药盐酸安非他酮对肠道菌群抗生素耐药性的影响，本课题选用SD大鼠(Sprague-Dawley rats)为研究对象，分别采用16S rRNA扩增子及宏基因组测序技术，分析盐酸安非他酮对大鼠粪便和盲肠内容物菌群及其耐药组的影响，并挖掘之间的关联。研究结果表明：粪便和盲肠样本中主要抗生素耐药基因（antibiotic resistance genes，ARGs）类型包括杆菌肽类（bacitracin），四环素（tetracycline），万古霉素（vancomycin）及大环内酯―林可酰胺―链菌素类（MLS）等。与对照组（HC）相比，盐酸安非他酮灌胃干预组（Bup-PO）提高了大鼠粪便和盲肠内容物样本中细菌ARG总丰度，但仅在粪便样本中达到显著性差异。在ARG类型上，相比于HC组，Bup-PO组显著提高了粪便样本中氨基糖苷类（aminoglycoside）、杆菌肽类、莫匹罗星（mupirocin）、利福霉素类（rifamycin）、四环素、万古霉素6种耐药基因类型的相对丰度，且增加了万古霉素抗性基因的种类。在盲肠样本中，Bup-PO组显著提高了四环素、柔红霉素（daunorubicin）和磷霉素（fosfomycin）3种耐药基因类型的相对丰度。在ARG亚型上，在粪便样中，相比于HC组，Bup-PO组显著提高了万古霉素（vanAG、vanRI、vanSA、vanSI），四环素（tetM、tetO、tet32），杆菌肽类(bceA、bcrA)和利福霉素类（rifampicin， rpoB）耐药基因的相对丰度。在盲肠样本中，灌胃盐酸安非他酮给药对ARGs的影响与粪便样本中有所不同，表现为降低了大环内酯―林可酰胺―链菌素类（lmrB）耐药基因的相对丰度，但提高了另一种大环内酯―林可酰胺―链菌素类（macB）耐药基因的相对丰度丰度。同时，灌胃给药盐酸安非他酮还提高了四环素（tetW）和柔红霉素（drrA）耐药基因的相对丰度。以上结果表明，盐酸安非他酮干预有增加大鼠肠道菌群抗生素耐药性的风险。UCG-005和 norank_f__norank_o__Clostridia_UCG-014是大鼠粪便和盲肠内容物菌群的主要细菌属，相关性分析结果表明UCG-005可能是四环素、利福霉素类、莫匹罗星、杆菌肽类、万古霉素耐药基因的潜在细菌宿主，而norank_f__norank_o__Clostridia_UCG-014可能是柔红霉素耐药基因的细菌宿主，它们在盐酸安非他酮给药后增加可能是导致这6种类型耐药基因丰度增加的原因。

以鼠曲草为原料，通过低共熔溶剂加热提取后，筛选出最适大孔吸附树脂，并确定纯化工艺；利用LC-MS/MS对纯化后的总黄酮进行定性和定量分析，明确其化学组成；以H₂O₂诱导HepG2细胞氧化应激模型，来探究纯化后鼠曲草总黄酮对细胞氧化损伤的保护作用。结果表明，通过筛选确定D101为最理想的鼠曲草黄酮纯化树脂，体积分数为60%的乙醇溶液作为解吸溶剂，通过动态吸附-解吸确定上样量和洗脱液用量分别为124 mL和200 mL。从鼠曲草总黄酮中分离鉴定出11种黄酮化合物，主要有木犀草素、金丝桃苷、槲皮素、芹菜素、野黄芩苷等，其中金丝桃苷含量最高，达到391.91±40.69 μg/g。纯化后的鼠曲草总黄酮能显著提高H₂O₂诱导的细胞氧化损伤后的存活率，并且能够有效清除过量的ROS，减少细胞损伤导致的LDH释放，提高SOD、CAT抗氧化酶活性以及GSH含量。且荧光定量PCR结果表明，鼠曲草总黄酮可以通过调节Keap1/Nrf2信号通路来抵抗氧化应激反应。该研究结果可为鼠曲草抗氧化功能产品的开发提供参考依据。