为了科学地对收费道路的费率进行决策,以收费道路及相邻道路组成的路网为研究对象,利用双层规划理论建立起路网下的分车型费率优化模型,上层规划描述路网管理者追求社会效益最大化的思想,并以实现道路经营者的财务目标作为约束条件;下层规划采用多车型多准则交通均衡模型来描述道路使用者的出行选择行为;通过模型求解可以获得各收费路段的分车型最优收费费率以及相应的路网交通流量.文中还介绍了利用遗传模拟退火混合算法进行模型求解的步骤.算例分析表明,路网下收费道路的分车型费率优化结果可以有效地提高整个网络的运行效率,并更好地体现不同车型用户间的公平性.

研究了一种基于对转双转子电机的电动汽车驱动系统,并对其进行数学建模和仿真分析.分析了双转子电机左右输出轴及传动机构转动惯量的差异对汽车驱动的影响,建立了基于双指数模型的纵向附着系数计算模型.通过理论推导结合仿真分析发现：基于对转双转子电机的驱动系统具有转弯差速功能,转弯时电磁转矩不变;内外转子两侧传动机构的总转动惯量差异对电动汽车的驱动加速度影响很小,在滑移率较小的情况下,汽车两侧车轮几乎具有相同的加速度、速度和滑移率变化量;只要把内外转子两侧传动机构的总转动惯量差异控制在较小的范围内,即使在汽车完全打滑的情况下,汽车两侧车轮的加速度和速度也相差不大.。

采用遗传算法来求解不满足先进先出原则的动态网络中的最短路径问题,并采用所提出的随机A^＊算法解决了利用遗传算法求解最短路径问题时的最大障碍——初始种群的产生.最后以广州市电子地图为基础随机产生了一个不满足先进先出原则的动态网络（包括20000个节点,40000条边和144个时间间隔）,来对所提出的算法进行验证.试验结果表明,遗传算法适合求解非常态且不满足先进先出原则的动态网络中的路径诱导问题.

城市交通流是一个复杂多变、非线性、非结构化、时空变化的随机大系统,目前常用的固定阈值评价方法无法全面判别交通系统的运行状态.随着我国智能交通系统建设规模的不断扩大,急需寻找一种适合我国混合现象严重的城市交通流的、符合交通流运动机理的交通状态判别模型.文中在研究混合交通流多维交通状态变量的基础上,利用粗糙集理论,建立四维状态判别模型,通过数据离散和属性约简得到二维决策表,以图表结合的方式实现模型可视化,提出一种城市交通系统降维状态判别规则,并以实例说明其能够有效剔除系统冗余信息,降低模型复杂性,提高挖掘规则的精度.

通过对不同沥青进行不同模式下的重复蠕变试验,分析了NCHRP推荐的基于流变模型拟合的蠕变劲度的粘性成分Gv指标,研究了Gv对不同沥青高温路用性能评价的优势和缺陷所在.为了对沥青提出一个有效的高温评价指标,基于该试验提出了包含描述延迟弹性变形在内的指标Gv（t）作为对Gv的修正,经过试验数据验证其合理性,弥补了Gv在因延迟弹性影响残余变形拟合方面的缺陷,为路面实际应用的沥青选择提供了一个新的依据.

为解决二灰碎石按标准的方法进行强度试验时存在的因历时长而不便于指导施工的问题,文中提出了一种二灰碎石室内快速养生测强方法.该方法以负压饱水替代常压饱水,以60℃代替20℃的养生条件,通过统计拟合的方法建立快速养生方法与标准养生条件下的同批试件的强度关系,将检测时间由原来的7天缩短至10小时,形成了完整、系统的二灰碎石快速测强试验方法.在东北地区某实体工程中的应用表明,文中方法是有效的.

针对我国常用的沥青高温指标和温度敏感性指标的不足,首先运用自行研发的稠度测试仪进行了沥青黏弹性分析,发现沥青黏性部分是影响沥青高温性能的关键,由此提出了沥青纯黏性稠度的概念及计算方法.与沥青混合料动稳定度的比较分析表明：纯黏性稠度克服了我国现有高温指标不适宜评价改性沥青的缺点,可以作为沥青的高温指标.文中还通过稠度与温度关系的分析,提出了表征沥青感温性的稠度-温度指数及其计算方法.最后,给出了沥青纯黏性稠度和稠度-温度指数标准的建议值.

由于沥青混合料的疲劳裂纹扩展一般难以用传统的Paris公式描述,文中基于能耗的观点,研究了沥青混合料裂纹扩展阶段的疲劳演化规律.试验采用半圆弯曲试验方法,在MTS试验系统上进行了3种级配的沥青混合料的断裂韧度试验和疲劳试验,定义了半圆弯曲试验方法中沥青混合料的裂纹起裂点和疲劳破坏点.研究结果表明：具有断级配的应力吸收层沥青混合料具有很好的抗裂性能和抗疲劳性能;混合料累积疲劳破坏能符合Miner线性假定;沥青混合料的疲劳寿命与断裂韧度有很好的相关性.通过拟合VanDijk能耗公式参数而建立的以断裂韧度为参数的预测模型可以方便地预测沥青混合料裂纹扩展阶段的疲劳寿命.

研究了弹性介质中多壁碳纳米管的扭转屈曲,同时考虑了周边弹性介质和范德华力的影响.运用连续介质力学理论,提出了分析多壁碳纳米管扭转屈曲的多层弹性壳模型.基于这一模型,给出了用较少层的弹性壳模型代替多壁碳纳米管的近似分析方法.当N层碳纳米管的径厚比大于5时,N层碳纳米管可以近似地等效于一个单壁碳纳米管,其等效弯曲刚度和厚度分别是单壁碳纳米管的（10N-9）倍和N倍.最后,通过数值计算估计了多壁碳纳米管的临界屈曲扭矩.结果表明,该近似方法是简单、有效的.

针对沥青路面参数具有变异性的特点,采用蒙特卡罗法和沥青路面力学模型生成路面参数,并采用概率统计方法进行路面力学反应的变异性分析.根据此思路,以Matlab为平台,设计出沥青路面参数变异性分析的计算程序,并将该程序应用于沥青路面力学响应的变异性模拟分析.结果表明,模拟分析得到的沥青路面力学响应的分布与实际情况接近.文中还运用路面疲劳损伤模型考察了沥青路面结构参数变异对沥青路面疲劳性能的影响.

根据某高速公路隧道的全面检测结果,借助数学中的多级模糊综合评价方法,通过建立隧道结构构件安全状况与隧道整体结果评价之间的线性代换关系,对高速公路隧道的安全性进行评价.工程应用实践表明,该评价方法以量化的形式给出评价结果,能客观反映隧道安全现状,可供同类工程项目借鉴参考

为满足公路隧道火灾安全体系研究方面的需要,以成都天府隧道为对象,建立了隧道火灾烟气流动的数学模型和物理模型.采用CFD方法,利用Phoenics 3.6.1软件对该工程实例在纵向通风控制条件下的火灾烟流进行了数值模拟,给出了不同纵向通风速度下火灾烟气的浓度场、温度场等的分布规律,讨论了烟气的发展情况,得到了不同区段火和烟气对人构成威胁的情况,并对隧道火灾的控制、救援和人员疏散提出了一些建议.

为了进行埋弧焊电弧的稳定性分析和焊接质量控制,建立了反映焊接过程中电弧燃烧与焊丝送进的动力学模型.把焊接电弧作为反馈量,将一个线性比例电路和驱动送丝机的Buck式DC/DC变换器组合在一起,形成一个机电一体的闭环系统,其中Buck式DC/DC变换器用脉冲宽度方式调制.整个闭环系统可以用一阶微分方程描述,该闭环也是进行系统控制的基础.文中还提出了一个与送丝机特性、电弧特性以及控制电路特性有关的复合时间常数,来作为反映系统自动调节速度的主要参数.分析结果表明,无论电弧电压uarc的初始值为多少,其最终都将达到一个设定值.

摄像机和机器人手眼标定是视觉机器人应用中的重要问题.文中针对激光视觉机器人焊接的具体应用系统,提出了一种同时标定摄像机和机器人手眼的方法.该方法依据机器人手眼矩阵和机器人手爪对基坐标系位姿矩阵之间的特定关系,进行一次标定实验而同时求解出摄像机参数和机器人手眼关系矩阵.此方法简单、实用、快捷,避免了传统方法复杂的实验和解答过程.计算结果表明,标定精度能满足机器人焊缝跟踪的应用要求.

为了实现正交面齿轮的加工,采用包络法对正交面齿轮齿廓的几何设计方法和根切条件进行了研究.建立了正交面齿轮的包络过程坐标系,给出了产形面及其齿角方程,推导了面齿轮齿廓和过渡曲面方程,并利用Matlab软件对面齿轮齿廓的几何设计进行了仿真.文中还分析了面齿轮的根切现象,得出了相应的根切条件,通过对根切条件的数值计算获得了根切参数表,并利用最小二乘法对参数表进行统计分析,得到了面齿轮根切几何条件的工程近似方程.最后通过面齿轮加工实验,验证了上述理论计算和工程近似方程的可行性.

铸嘴支撑面板是电磁铸轧工艺的关键部件,其结构稳定性直接关系到铸嘴的平面稳定性.文中利用ANSYS有限元分析软件建立了铸嘴支撑面板温度-应力耦合分析的三维有限元计算模型,并对实际工况下面板的热应力分布进行了计算.研究结果表明：面板内存在显著的热应力,应力集中现象明显;面板总体上出现了较大的热位移,特别是在竖直方向,热位移量最大,导致面板因变形过大失效.计算值与实测值的良好吻合说明了所提出的模型的有效性.

基于平面应变的热弹塑性理论,分析了拉伸装夹铣削过程中应力应变的变化过程,推导了装夹初始应变和最终铣削残余应力之间的关系,并提出了一个应变叠加模型,认为如果拉伸装夹产生正的初始弹性应变,就会使残余压应力增大,否则会使残余压应力减小.开展了TC4钛合金的拉伸装夹铣削试验,铣削速度为38～566m/min,拉伸装夹产生的初始应变为0～0.003.铣削完成后,分别测量了在铣削面内与拉伸装夹方向呈0,°30,°90°和120°角的4个方向上的残余应力.试验结果表明,4个测量方向上拉伸装夹引起的残余应力变化量和产生的初始弹性应变是一致的,说明所提出的应变叠加模型是正确的.

散乱点云数据的测量是三维物体曲面重建的前提和基础.文中在深入研究三维测量原理的基础上,提出了一种基于格雷码-相移组合编码技术的光栅投影式测量和标定方法,并针对解码过程中由于图像噪声的干扰而可能出现的错误给出了一种码值修正算法.该测量方法综合了格雷码编码简单、测量范围大、抗干扰性强以及相移法分辨率高、适合测量小范围内表面连续的物体等优点.实验结果表明,应用所提出的三维测量系统测得的点云数据清晰,重建模型效果逼真,具有良好的实用性和稳定性.

由于我国城市生活垃圾水分高、热值低且成分复杂多变,致使其在焚烧炉内燃烧时很不稳定.文中运用计算流体力学（CFD）技术,在入炉垃圾成分不变的条件下,对某城市生活垃圾焚烧炉进行燃烧调整研究.在保持一、二次风比率不变的情况下,通过调整一次风各风室的给风率,采用扩散的床层模型和组分运输模型计算出了不同配风条件下床层表面的烟气组分、温度及床层上方燃烧炉膛的温度分布.计算结果表明：一次风各风室（1^#～5^#风室）送风比率的变化会对垃圾焚烧炉内的气相燃烧、炉膛温度及流场产生较大的影响,但对焦炭的燃烬影响小;当一次风各风室送风比率为1.4∶2.8∶2.8∶2∶1时,焚烧炉燃烧炉膛的温度为1 085.7K,灰渣中可燃物含量为3.19%,计算结果与实际测量值吻合.

以温度为表征参量,基于谱分析方法和时频分布理论,利用温度序列的AR模型的极点参数作为前端处理的特征参数,模拟了智能系统对温度信号的处理过程,来对液化天然气（LNG）分层涡旋事故进行有效的识别与诊断.过程中,为了压缩特征维数并选择可分性最好的特征,采用了基于距离准则的特征选择方法.对温度序列的特征提取表明：从分层第一阶段过渡到第二阶段后,温度信号频率的主峰中心频率部分发生了偏移,而且频率幅度增大;涡旋临界状态的AR谱比较杂乱,既有特征谱峰又有其他谱峰;两种状态的特征参数———中心频率、谱峰幅值、高频能量和高频能量比等区别较大.最后,通过AR模型参数的欧式距离对分层涡旋的发展阶段及状态进行了模式识别.结果表明：相同状态的欧式距离趋向于零,由于信号的随机性而呈现较小的非零量;不同状态之间的欧式距离值差异明显,能够实现分层涡旋的故障状态识别.

利用竖直有机玻璃管建立立式蒸发式冷凝器性能测试实验平台,测试了进口风速、管高度、传热温差及插入螺旋线对冷凝器传热性能的影响.结果表明：在一定传热温差下,舍伍德数与液膜雷诺数近似呈线性关系,当插入螺旋线后近似呈二次曲线关系;进口风速控制在3.3m/s以下可防止液泛现象的发生;存在着一个最佳换热管的高度范围（0.8～0.9m）,在该范围内出口空气的相对湿度最大;螺旋线线径与换热管内径之比在0.06～0.29之间时,可以起到明显的强化传热作用,使舍伍德数提高15%以上.

依据制冷主机系统寿命周期费用最小的原则,建立了考虑全年供冷负荷变化的区域供冷系统中不同类型制冷主机之间设计容量分配的优化模型.实例计算结果表明：在电价和蒸汽价格确定的情况下,对于冷负荷一定、采用电制冷主机和吸收式制冷主机作为冷源的某区域供冷系统,两种制冷主机之间的设计容量分配存在最优值;电价与蒸汽价格的变化均影响制冷主机设计容量的优化分配,但电价的影响很大,蒸汽价格的影响相对较小;蒸汽的供应量是否有限制,既影响制冷主机设计容量的优化分配,又影响区域供冷系统中制冷主机系统的寿命周期费用.

奥里油中含钒量较多,是锅炉预防高温腐蚀设计中的大难题.文中针对奥里油钒高温下的腐蚀机理,运用混沌理论,建立基于最大Lyapunov指数的腐蚀预测模型,并以电阻探针测得某输油管道内的高温腐蚀深度数据,对所提出的腐蚀预测模型进行校验.预测与评估结果显示：腐蚀深度误差均小于6%,平均误差为3.58%,预测精度较高,表明所提出的预测模型可以有效预测金属的高温腐蚀状况,为奥里油钒的高温腐蚀预测提供理论依据.

针对故障树分析法在高压直流输电系统可靠性评估中的不足,提出一种以蒙特卡罗法为基础并结合故障树分析,对直流输电系统进行可靠性评估的方法.首先根据引起直流输电系统失效的原因,建立高压直流输电系统的故障树结构,建树过程中考虑了元件的维修与备用相关性;然后采用改进的蒙特卡罗仿真技术对该故障树进行模拟分析,并对一实际直流输电系统进行了仿真,结果表明所提方法是合理和有效的.

为提高计算效率并准确识别鞍结分岔点和极限诱导分岔点,提出了一种改进的连续潮流算法.该算法将P-V曲线的计算过程分为3个阶段,根据各阶段连续潮流计算的不同特点,运用与之相匹配的计算方法,在保证计算精度的同时提高其计算速度.此外,在分析极限诱导分岔机理及特征的基础上,给出识别极限诱导分岔点的判据,并应用所提出的分阶段连续潮流算法对分岔点类型进行识别,判断引发极限诱导分岔的关键设备以及与极限诱导分岔密切相关的电压/无功转换点.最后以IEEE 14节点和118节点系统为例,对其进行数值仿真并与现有方法的结果作对比,进一步验证了所提方法的合理性和有效性.

大规模互联电力系统（LIPS）在长期动态中由于频率和电压的慢动态可能引发生存性危机,最终造成一些大停电事故.为此,作为LIPS慢动态频率控制器设计的第一步,文中对LIPS结构保留的频率慢动态进行了建模和仿真.在以区域惯量中心频率为区域均一频率的假设下,建立了LIPS结构保留的频率慢动态模型,并提出了时域仿真计算方法.将该方法应用于双区域4机系统和IEEE 30节点3区域系统,并在4机系统上与暂态稳定程序作比较,结果均表明相应模型和方法是可行和有效的.