针对三幅邻近桥梁结构，在中幅箱梁和两侧对称组合梁的形心高差与中幅箱梁梁高比值（H/D0）为-2~+2之间的条件下，通过CFD模拟了三主梁的气动干扰效应并进行了风洞试验的局部验证。研究结果表明：在一定高差范围内，下游组合梁对中幅箱梁的脱涡存在抑制作用；在工程实际的固定间距下，三幅邻近桥梁结构各自的气动力均值在文中研究的中幅箱梁高差比范围内均有明显且规律的气动干扰效应，其中中幅箱梁敏感性最强、下游主梁次之、上游截面受影响最小。

人工检测是在役桥梁管理与维护中主要的工作任务之一，通过人工目测或工具量测形成的各类病害检测结果是指导桥梁运维决策的关键基础数据。然而，因缺少对人工检测病害数据的标准化快速批处理方法，该类数据往往未能得到充分挖掘和利用；现有方法呈现出数据处理难度大、成本高、时效性弱等问题，难以支撑实桥管养和相关科研需要。面对人工检测采集的海量原始病害数据，本研究以铺装病害人工检测数据为例，提出一种基于图像处理的人工检测表观病害数据标准化批处理方法。首先通过人工检测采集标注的CAD电子化数据，进行病害图像网格式栅格化批处理，形成以吊杆（或斜拉索）的锚固点网格化划分的病害分布位图；其次通过图像连通域查找和判定算法，提取病害的面积、长度等信息；最后，根据网格标签输出可供计算机快速分析处理的标准化数据，并进行病害数据分析，包括病害类型分析、位置分析、横向分布分析和纵向分布分析等。该方法实现了快速化和标准化的人工检测病害大数据处理整理，为相关研究和针对性指导桥梁养护提供了行之有效的基础数据处理方法；此外，所提出的标准化批处理方法对于人工检测中的量大面广的其他构件病害数据及其他类型数据处理分析具有较强的可移植性和重要参考意义。

针对高速两栖车水上航行阻力特性问题，采用基于雷诺平均方程的有限体积法对静水中高速两栖车的阻力及航态进行了数值模拟。通过不同网格密度的阻力比较，对网格收敛性进行了讨论；通过与模型试验结果的对比，对文中采用的数值计算方法进行了验证。另外，结合叠模计算结果对两栖车的各阻力成分进行了分析。在此基础上，计算分析了带开口的两栖车模型的阻力及航态变化。结果表明：处于过渡阶段的两栖车，其兴波阻力占总阻力的比例随航速增加而增加（最高可达到60%以上），黏压阻力占比30%~40%，摩擦阻力占比小于10%；增加开口后两栖车的阻力增加，在Fr▽=1.297时阻力增大约11%，车体下沉深度增大约5%；与无开口状态相比，有开口两栖车的各个阻力成分的占比发生变化，兴波阻力占比减少，而黏压阻力占比增加。

为解决卷积神经网络（CNN）在二维路面灰度图像裂缝自动检测中存在的识别效率和精确度低的问题，首先提出了一套基于转置CNN层间特征融合的三阶段路面裂缝提取算法（该算法包括区域判定、图像分割、多层特征融合等模块）；然后构建了分类-分割网络，训练了多个融合分类网络中间层和分割网络输出层的转置卷积网络，并与CrackNet进行了运行效果的对比。结果表明：当用于区域判定的分割网络CNN-Ⅰ的召回率最小值设置为0.95时，精确度为0.497，此时的阈值为0.003152，结合用于裂缝提取的分割网络CNN-Ⅱ的训练结果得出，分类-分割网络的精确度为0.78、召回率为0.73、F-1分数为0.75、计算一张图片的时间缩短到0.79ms以内；多层特征融合方法提取裂缝信息更准确，保留了裂缝的连续性特征，实现了基于CNN的路面裂缝自动识别和提取的优化。

欠驱动船舶循迹过程中受到时变多源干扰的影响，同时在航行转艏处易产生控制力突变现象。针对上述两方面的问题，文中将扩张状态观测器(ESO)与模型预测控制(MPC)相结合，提出了一种最优循迹控制方法。首先，设计了扩张状态观测器对时变多源干扰进行补偿并提供低频控制输入；其次，以优化船舶航行控制力为目标，设计了一种非线性MPC控制器；最后，基于非线性分离式原理证明了ESO-MPC级联控制器的稳定性。并通过与自抗扰控制方法(ADRC)及MPC控制方法进行仿真对比，验证了该控制方法的有效性。

为有效界定考虑交通条件和城市经济联系的城市群空间范围，以辅助粤港澳大湾区交通规划和空间一体化发展。首先，基于ArcGIS空间分析技术、修正的引力模型对粤港澳大湾区公路交通可达性、路网密度和经济联系强度进行了测算和分析；然后，提取了各尺度城市腹地范围。研究表明：粤港澳大湾区市域交通可达性以广佛、深莞等中心城市为源进行“核心-外围”的圈层式递增，县域交通可达性则呈现“中间高 两端低”分布格局；粤港澳大湾区交通可达性整体处于较高水平，但大湾区城市间尚未全部实现1h通达，“一国、两制、三关税区”特殊发展背景下，湾区各城市间及城市内部交通联系和协同机制还比较薄弱，省际、市际行政交界区交通瓶颈问题依然突出；研究区域的经济联系强度空间网络化趋势显著，深圳、香港、广州和佛山等龙头城市辐射带动作用明显，低值区则分布于交通可达性较差的边缘地区；考虑交通条件和经济规模的粤港澳大湾区各城市腹地范围与对应行政区契合度差异显著，湾区两翼城市腹地逐渐被中部核心城市“蚕食”；促进粤港澳大湾区城市群内部空间和腹地联系，带动其人口流动和交通流量，并充分发挥次级中心在跨区域合作中的中介桥梁作用，这样才能最终达到超大区域在不受行政约束的情况下进行区域交通规划和管理、实现大湾区可持续和空间均衡发展。

在桥梁结构横桥向地震控制中，粘滞阻尼器和钢阻尼器是可靠度较高的地震控制装置，二者已在多座桥梁工程中得到了初步应用。文中从工作原理、构造实现形式、力学行为、减震效果等方面对这两种阻尼装置进行了对比研究。其中：对比力学行为时，对粘滞阻尼器开展了不同速度下的力学性能试验，并与现有文献中钢阻尼器力学行为进行比较；对比二者减震效果时，以一座三塔斜拉桥为例，讨论了28条地震波激励下，两种装置本身及桥梁结构的响应差异并以其中一条地震波为例，从能量的角度分析了造成这种现象的原因。结果表明：由于阻尼装置的耗能机制不同，导致不同阻尼装置的动力响应不同，但桥梁结构的地震响应未发生明显变化；Ⅰ类场地条件下，在过渡墩与辅助墩处，粘滞阻尼器对桥梁横桥向地震动控制的效果优于钢阻尼器。 

针对现有混凝土刚性护栏吸能缓冲能力不佳、给行车安全带来危险等问题，提 出一种新型装配式防撞护栏。为验证其可行性，利用 LS-DYNA 有限元软件建立护栏 － 桥面板协同受力模型，模拟小客车和 40 t 大型货车在不同速度下与护栏的碰撞过程。数 值模拟结果表明: 碰撞过程中车辆未翻越栏杆，爬升高度和驶出角度较小，新型护栏改 善大货车的导向效果优于小客车; 驾驶员位置处横向加速度峰值明显降低，最大降低幅 度达 60. 8% ; 新型护栏受到的纵横向碰撞力峰值均得到减小，纵向力最多降低 49. 2% 。 新型护栏导向性好，具备更佳的吸能缓冲效果，能有效提高乘车安全性，可为实车碰撞 试验提供参考。

合理规划救援路径可缩短救援行程时间，促使应急救援力量迅速到达现场，提 升应急救援效率。文中基于城市道路交通运行特征与交通环境动态演变规律，提出了一 种用于求解最优救援路径的可扩展协同进化算法 ( ECEA) 。ECEA 算法建立了协同优化 机制，即路径优化过程与道路交通环境演变协同进行，并可灵活选择算法寻优搜索范 围，提升可行解的数量与质量。实验结果表明: 在数据获取能力受限情况下，该算法在 行程时间及其鲁棒性方面均优于定时协同优化算法 ( TCEPO) 与在线优化方法 ( OLRO) ， 可有效缩短行程时间，进而提升应急救援效率与救援效果。

针对越来越多的企业应用电动汽车进行城市物资配送的现象，提出了在智能电 网下支持智能充电策略的带时间窗的电动汽车配送优化方法。在智能电网中，电动汽车 可以通过车辆接入电网 ( V2G) 进行充电或放电决策。V2G 模式为电动汽车提供了更 灵活的运作方式，提高电动汽车的利用率，降低充电成本。基于充放电策略和车辆路径 问题，建立了非线性整数规划模型，考虑了电动汽车充放电决策，提出了一种改进的遗 传算法。最后设计 25 组算例以验证模型和算法的可行性。仿真结果表明: 与遗传算法 相比，改进的遗传算法迭代效率更高，最优解质量相较于遗传算法提升了 47% 。

建筑垃圾再生填料是从建筑垃圾中经过粉碎而获得的，其组成成分具有多样 性，需经过分拣等处理后才可用于路基填筑。目前多采用耗时的人工筛选法进行获取。 本文利用卷积神经网络进行图像分析，可以自动实时地获取再生填料组成。首先创建一 个由 36000 张颗粒图像组成的带标签数据集，对不同 CNN 模型进行训练。其中，使用 40% 的 Dropout 比率自定义 ＲesNet34 模型表现最优，其验证精度可达97% ; 其次基于所 识别的颗粒类别与颗粒形状估计颗粒的质量; 最后将本文提出的方法与人工筛选法进行 了比较，对于大多数再生填料质量差异低于 2% 。本文旨在提高建筑垃圾利用空间，对 建筑垃圾回填路基工程的推广应用具有重要意义。

针对地铁站屏蔽门与列车门间隙空间异物检测问题，提出了一种结合语义分割 与背景参考的前景检测方法。该方法通过深度神经网络 DifferentNet 检测图像中的异物 区域，首先，在列车停靠站台的过程中采集背景图片和待检测图片，通过网络的编码部 分提取图像的特征信息得到特征金字塔，将两幅图片的特征图连接，再由解码部分计算 特征差异得到待检测图片的前景热力图，最后经阈值分割和轮廓筛选得到检测结果。实 验结果表明，该方法的前景交并比 ( c_IoU) 达 81.2% ，调和均值 F₁ 达 89.5%，运行速率 为 30 帧/s，与传统方法及无背景参考的图像分割网络相比，取得了更好的效果。

一直以来人们认为视觉环境是影响交通安全的重要因素，然而受限于图像分析 手段，现有的关于环境视觉因素与交通安全关系的研究主要以定性为主，很难进行大规 模的视觉环境定量分析。本研究利用丰富性、易提取性和不断増长的街景图像作为环境 因素的数据来源，通过膨胀残留网络 ( DＲN) 等方法提取街景的图像特征信息、位置 信息和感官信息，并采用皮尔逊相关系数和岭回归筛选量化指标来构建基于深度学习的 视觉环境与交通安全关联的量化分析框架，为研究城市景观提供了新的量化手段。此 外，统计分析方法被用于确定导致道路交通安全状况改变的影响因素。结果表明: 一方 面，探究了关联城市景观的影响因素对不同城区事故率的贡献差异性，例如商业区和老 城区内 “植物”占比的增加会对交通安全有积极影响，但在郊区却恰恰相反等。另一 方面，还发现了可能推动城市规划理论发展的规律。例如越靠近市中心的道路单元其交 通状况越安全等。本文为定量研究城市景观与交通安全之间的联系提供了一种新的思 路，并为高效率和大规模地评估城市交通安全状况提供了可能性。

为分析高速公路线形空间参数对交通安全的影响，对美国华盛顿州5条州际高速公路的线形数据和公路上2011年至2018年发生的事故数据进行收集和统计处理，以百米为定长将公路进行分段，并计算出各路段的平均空间曲率、与前相邻路段曲率差绝对值、与后相邻路段曲率差绝对值作为描述变量，路段事故频数作为被描述变量，分别采用传统负二项模型、零膨胀负二项模型、零截尾负二项模型对全部路段数据和发生事故的路段数据进行拟合分析。结果表明：基于全部路段数据的模型中负二项模型优于零膨胀负二项模型；基于发生事故的路段数据的模型中，零截尾负二项模型优于负二项模型；在4个模型中，路段的安全水平和该路段与前、后相邻路段曲率差绝对值之间均存在较大的正关联，即增加公路三维曲率的连续性能提高交通安全性水平。由此可见，与前、后相邻路段曲率差绝对值可以作为道路线形水平评价指标，为道路线形设计的优化提供支持。

为克服现有方法预测步长短、无法充分利用路网时空特征的局限性，实现高速公路行程时间的准确预测，基于高速公路起讫点（OD）数据集，采用随机森林模型（RF）、极端梯度提升模型（XGBoost）、长短时记忆神经网络模型（LSTM）、K-最近邻模型（KNN）、支持向量机回归模型（SVR）等5种常用算法对车辆行程时间进行多步长预测，并采用贝叶斯回归方法对各算法进行融合，融合模型可综合各预测算法的优点，具有更高的精度和鲁棒性。以广东水官高速龙岗至布龙段为例，对未来2h内每15min的车辆行程时间进行预测，并从预测精度和训练时长等方面对各算法的性能进行了对比分析。结果表明：多种步长下，随机森林算法和XGBoost算法的整体预测效果稳定；在步长较短（未来30min）的预测中，LSTM具有最高的精度；基于贝叶斯回归的融合预测方法综合了各预测算法的优点，整体预测精度最高。

为根据道路实时交通流运行状况针对性地制定安全管理方法，使用高速公路事故数据和实时交通流数据建立了事故风险评估与分析模型。采用匹配式病例-对照研究方法构建实验样本集，通过随机森林算法从构建的多个交通流变量中筛选出影响事故风险最重要的部分变量，以此建立支持向量机事故风险评估模型，并比较了不同核函数下模型的评估能力；同时为了探索不同病例-对照配对比对模型评估结果的影响，以不同的配对比构建了多个实验样本集进行实验。结果表明，模型能有效地根据实时交通流来评估道路事故风险；研究还发现，增大事故-非事故配对比能在一定程度上提升模型预测能力，该配对比无须沿用经验法则取值，可根据实际需求分析确定。

单车事故作为高速公路上一种常见的事故类型，每年给我国人民生命财产造成了严重的损失。为降低该类事故带来的负面影响，将高速公路单车事故等级作为因变量，建立计量模型，探究其主要影响因素，并从工程和管理角度提出相应的安全改善措施。在获取2013至2015年广东省开阳高速公路的单车事故数据的基础上，为对事故发生时的天气状况进行更全面、具体和准确的描述，根据事故的发生时间和地点，为每起事故匹配了相应的实时气象数据。考虑到事故等级的有序性与事故数据中潜在的异质性，建立了随机参数有序logit模型对数据进行拟合。结果表明：车辆类型和空气湿度对单车事故等级的影响存在显著的异质性；单车事故等级的显著影响因素还包括驾驶员类型、救援到达时长、风速和事故时间。相对于非职业驾驶员，职业驾驶员发生重特大事故的概率高6.22%；相对于客运车辆等，货车发生重特大事故的概率低0.59%；相对于白天，夜晚发生重特大事故的概率低0.31%；路政救援到达时长每增加1min、湿度每增加1%、风速每降低1m/s，重特大事故的发生概率将分别增加0.01%、0.02%和0.10%。最后，根据该分析结果，提出了相应的安全改善措施。

针对不对称双体船，应用计算流体动力学 ( CFD) 方法，通过重叠网格技术构 建了一种横摇阻尼数值预报方法，模拟了不同横向间距和纵向间距下不同初始横摇角及 不同航速时的横摇衰减运动，并分析了横摇阻尼特性。基于三维势流理论，并考虑非线 性横摇阻尼和非线性恢复力矩的修正，得到了该船型在规则波中的横摇运动响应，分析 了不同浪向下的横摇运动特性。最后，开展模型试验验证了所提出的横摇阻尼和横摇运 动数值预报方法的有效性。结果表明，模型试验结果和数值仿真结果较为接近，侧体上 的横向波浪扰动相比于主体会造成更大的横摇响应。

针对软土地区桥侧大面积堆土致使桥梁安全事故频发现状，文中依托某高速公 路匝道桥桥侧大面积堆载后安全性评估工程，利用有限元软件 ABAQUS 建立了桥梁 － 地基土 － 堆载土的计算模型，选取不同桥梁结构形式、堆土维度等变量建立多组研究工 况，模拟分析堆载土挤土效应、地基土层变形、桥梁桩土耦合关系以及桥梁整体结构位 移和内力的变化过程，以评估堆载后桥梁的安全状态; 根据堆载后地基土的变形规律， 探讨了堆土维度差异对桥梁结构的影响; 最后对比分析不同桥梁结构形式非对称堆载下 的安全状态。结果表明: 桥侧大面积堆土后，匝道桥基础弯矩增加 177. 7% ，基础轴力 增加 27. 3% ，主墩及上部结构内力无明显变化，处于安全状态; 桥梁桩基变形、变矩 与侧向位移等特征均与前人研究结论一致; 堆载造成地基土侧向位移主要发生在软弱土 层中，在较大堆载作用下，桥梁基础位移可能超出规范允许值; 降低堆土高度和增大堆 载间距均能有效控制地基土变形，降低桥梁结构的位移大小; 堆土宽度对地基土侧向位 移的影响显著，对沉降的影响较小，清理堆土能有效控制桩基挠曲变形和桥梁水平位 移; 相对墩梁固结形式桥梁，设置伸缩缝和支座后，桥侧大面积堆土容易产生更大的结 构变形，桥梁线形曲率和堆载位置对伸缩缝变形量也有影响。

针对增程式电动汽车制动回馈控制策略多目标优化问题，基于多目标优化模型 和最优优化理论，提出了一种基于多目标参数优化结果的自适应制动回馈控制策略。首 先，基于 AVL /Cruise 和 Matlab /Simulnk 软件搭建整车系统仿真控制模型，并 基 于 NSGA-Ⅱ算法，以系统制动效能、制动回馈能量和电池容量衰减率为目标函数构建多目 标优化模型; 然后仿真离线优化得到综合再生制动性能指标下的制动工作点切换门限值 Parato 最优解，并结合仿真优化结果设计了自适应模糊控制器，控制器考虑了路面附着 系数和动力电池的荷电状态，可在线实时调整制动工作点的分配。WLTP 循环工况下的 仿真结果表明，该自适应制动回馈控制策略可以有效平衡制动效能、制动回馈能量和电 池容量衰减率之间的关系，在有效提高制动效能和制动回馈能量的同时维持较小的电池 容量衰减率。

为综合考虑三维道路线形对运行速度的影响，在三维点云环境下，文中结合驾 驶员动视野进行运行速度预测研究。首先，利用点云数据标定道路及两侧地形，建立三 维点云道路环境; 其次，通过点云坐标转换与投影，建立以驾驶员视点为中心的视平面 模型，获得驾驶员静视野图像; 然后，根据空间几何原理与动视野参数计算投影椭圆方 程，获得驾驶员动视野图像; 最后，采用动视野路占比作为运行速度的研究指标，并依 据车辆动力性能与阈值控制建立运行速度预测模型。以宁杭高速公路东庐山段为例对文 中提出的预测模型进行实例验证，结果表明: 运行速度模型预测值与实测值对于小客车 和大货车的相对误差平均值分别为 2. 726% 和 9. 023% ; 由大货车预测结果可知，该段 属线形不良路段，与实测结果对线形的判断一致，所提出的预测模型可有效解决现有模 型在高速公路划分路段单元内运行速度无法准确预测的问题。