针对背景差分法难以适应光照变化频繁且对实时性要求较高的高速公路监控环境的问题，提出一种差分图像自适应阈值确定算法，利用统计学方法对差分图像中目标的灰度值进行快速有效的分类，并将分类界限作为自适应阈值，再利用差分图像的梯度分布辅助判断运动目标的区域． 试验结果表明，该算法可以适应不同的监控环境，能准确识别交通目标，且具有较好的稳定性．

鉴于现有的超车模型往往会忽视超车过程中车辆运行特性对超车行为的影响，文中在现有超车模型的基础上，对超车车辆依据车辆运行特性进行分类，设计了双车道车辆超车场景，并考虑不同道路等级的设计时速，建立了计算超车车辆从超车行为产生到超车过程结束所需的超车时间和距离的数学模型． 最后，选择不同类型车辆、超车速度及行车速度，分别计算了微型车、小客车和中大型车在双车道公路超车的时间和距离，并与现有的超车模型计算结果进行对比分析． 结果表明:双车道公路超车时间和距离与车辆类型、超车速度、超车车辆与被超车辆的行车速度和对向车辆速度密切相关;文中模型由于考虑车辆的运行特性，不同车辆超车所需的超车时间和距离是不相同的，计算结果更符合实际超车现象．

从众过街是行人交通的重要安全隐患． 在不确定交通环境下，群体参照效应伴随着行人过街行为决策的全过程． 文中从行人过街行为的影响因素出发，基于动态博弈理论推演参照群体影响下的行人从众通过或等待的行为变化过程，构建行人过街行为的阈值模型，定量评估参照群体对行人行为决策的影响程度，探讨参照群体与个体行为的相互作用关系，并以某一交叉口为例进行了实证分析． 研究结果表明，群体参照效应对行人过街行为决策存在显著影响． 研究结果能够丰富和扩展行人行为研究的理论框架和分析方法，为制定、实施行人过街交通的安全管理策略提供科学的决策支持．

现有高速公路收费系统采用原始时间记录数据估计的路段旅行时间不准确，将直接影响路段流量估算准确性． 为此，提出了一种依据轨迹法计算车辆时空坐标轨迹、以路段长度为权重进行路段旅行时间修正的旅行时间估计算法，并将其应用于某高速收费系统数据，验证了经过修正的路段旅行时间估计值更接近于实际路段旅行时间．

文中研究 GPS 出行调查数据的处理分析和出行 － 活动信息的提取技术． 通过改进静止点法，提出基于连续数据段的状态识别方法，设计了由划分状态段、识别活动和识别出行 3 个步骤组成的出行-活动识别算法，并在此基础上将停留时间阈值设定为 4 min，对中途驻停进行识别． 与纸质调查填报出行信息相比的误差计算结果表明，所设计的算法具有较高的识别精度，可以实现出行、活动及中途驻停的整体识别，即能识别出传统出行调查中被调查者漏报的短时驻停． 文中的研究结论对于提高出行调查效率和数据精度、促进城市交通系统的健康发展具有重要意义．

为划分公路网等级，引入复杂网络理论，采用对偶拓扑方法，将公路路线按照路名抽象为节点，考虑路段流量和贯穿度计算节点权重，并基于重力模型得到加权邻接矩阵，通过 Matlab 编程计算节点重要度指标、紧密度指标、介数指标，采用变异系数法计算节点综合指标权重，以规划年路网总里程为控制量筛选得到满足里程要求的节点;最后对所筛选出的节点采取模糊聚类，进行公路网等级划分． 研究结果表明:应用复杂网络理论进行公路网等级划分，不仅能够得出各等级公路里程，并且能够得出各等级公路的空间分布情况，为未来公路网等级的提升提供参考．

为研究复杂工况下的动态轴载换算，分析了车辆移动荷载作用下沥青路面的动力响应，对数值计算的有效性和车辆行驶特性的影响进行了研究，并提出了动态轴载换算公式． 基于二维 Lamb 问题验证了数值计算的有效性，并建立刚性基层沥青路面的三维动力学数值模型，分析不同车速、路面摩擦系数和轴载等因素的影响． 当荷载匀速移动时，轴载和路面摩擦系数对路面动力响应的影响明显，考虑摩擦系数的动态轴载换算指数明显大于静态荷载． 结合车辆和路面多种影响因素的三维有限元计算模型更符合沥青路面结构的实际受力状态，动态轴载换算公式可用来改进当前的规范设计．

为研究小阻力扣件布置方案对重载铁路连续梁桥上无缝线路纵向力分布规律的影响，采用一种经过验证的梁轨相互作用分析方法，建立考虑相邻多跨简支梁结构的 30 t轴重重载铁路(60 +100 +60) m 连续梁桥 － 桥上无缝线路的一体化空间有限元模型． 在此基础上，对多种小阻力扣件方案进行比选，探讨了扣件阻力、下部结构刚度、荷载模式、制动力率等设计参数的影响． 研究结果表明:仅在连续梁范围内铺设小阻力扣件，可在保证钢轨应力和墩顶水平力均较小的同时减小钢轨断缝值;小阻力扣件纵向阻力取值对钢轨应力的影响可达 11． 2%;在连续梁范围内铺设小阻力扣件后，梁轨快速相对位移成为主要控制性指标，100m 跨重载连续梁桥制动墩顶纵向刚度限值为 3000 kN/cm;荷载模式和制动力率对梁轨相对位移影响较大，建议通过试验进一步明确重载列车的制动力率取值．

针对空气垫及来风对海洋结构物空中坠落入水过程产生重要影响的问题，在对结构物坠落机理进行分析的基础上，充分考虑结构物在空中坠落过程中所受到的空气阻尼及六自由度运动特点，结合流体三维瞬态 N-S 方程、湍流动力方程、能量方程和刚体 6自由度运动方程，建立了三维复杂结构物空中坠落砰击入水的气-固耦合过程数学模型．对结构物坠落砰击入水的数值模拟结果与物模试验结果的比较表明，该数学模型能有效模拟空气中的坠落砰击过程． 对不同高度以及来风时的坠落砰击过程的数值模拟表明:空气垫改变结构物砰击速度、压力分布;砰击会使空气垫温度上升;来风改变了结构物坠落姿态，使结构物在空中呈“之”字形摆动坠落并砰击水面．

具有一定精度的近似解析解可以将船舶横摇运动特征直接与船体参数相联系，便于分析船体参数对横摇运动及稳定性的影响． 文中考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性建立了船舶在规则波中的横摇运动方程;为了克服弱非线性的局限性，采用改进的 Linds-tedt-Poincare(MLP)方法对横摇运动方程进行摄动求解，经细致推导得到精确至二阶的解析解(静水中)和精确至一阶的解析解(波浪中)． 最后对一目标船分别采用 MLP 和数值算法进行求解，验证了近似解析解的正确性．

为了降低船舶多学科设计优化(MDO)模型的耦合度，从而间接提高优化效率，以一种基于联系信息流量的聚类算法为基础，提出了一种重组模型的建模技术． 对聚类算法的基本假设和计算方法进行了改进，用指数函数取代了线性函数，并完善了编码． 提出了针对聚类方案的评价指标———联系权重在聚类内部的百分比和 BUS 聚类规模，用于比较改进效果． 最后以 5400 箱集装箱船方案设计初期的概念建模为例说明了基于改进聚类算法的建模技术，验证了该技术用于船舶建模的可行性．

针对永磁同步电机无位置传感器控制系统中存在的低速或零速下控制精度较低的问题，提出他控启动与自控运行的分段控制策略． 一方面，当系统处于他控启动阶段时，通过向电机定子绕组输入稳定变化的旋转磁场使电机得以平滑启动或停机;另一方面，当系统处于自控运行阶段时，引入分数阶滑模观测器与分数阶模型的思想，以确保无位置传感器控制系统能实现控制方式间的平滑切换． 通过仿真和实验给出了分数阶滑模观测器与整数阶滑模观测器分别作用于无位置传感器控制系统中的响应特性曲线． 结果表明，文中提出的算法不但能实现电机的平滑启动，而且能有效地消减控制方式切换过程中所产生的抖振，达到较高的综合控制性能．

结合国标 GB/T17626． 11—2008 和国内外相关研究成果，设计了低压脱扣器电压暂降脱扣特性的实验方案，搭建了相应的实验平台，对当前市场上主流的 10 种型号低压脱扣器进行大规模实验，测试了低压脱扣器在不同电压暂降幅值、持续时间、相位等特征量组合作用下的脱扣特性，发现电压暂降幅值、持续时间及相位共同决定低压脱扣器的电压暂降脱扣特性． 通过对实验结果进行极值化处理，采用曲线拟合方法，分别从相位、幅值维度上形成幅值与持续时间、相位与持续时间之间的函数关系，建立了低压脱扣器的电压暂降脱扣特性模型．

异步发电机结构简单、成本低廉且运行可靠，但输出电压极易受负载波动而变化． 文中分析了异步发电机输出功率变化引起的电压失衡现象，对传统相移控制与间接电压控制进行了改进，提出采用新型连续无功补偿装置 SVC-MEＲS 来控制异步发电机输出电压的直接电压控制方法，并通过仿真验证了该方法在扩大工作点范围与改善电流质量方面的效果． 最后，搭建风力发电系统模拟实验平台，研制了一台最大补偿容量约为7． 66kvar的 SVC-MEＲS，并完成了异步发电机组稳压实验，通过实验验证了该装置的实际效果． 与 STATCOM 相比，文中装置结构简单，且采用工频控制，开关损耗较低．

针对高渗透率间歇性能源和频繁投切的系统负荷对独立微电网运行控制的影响，在充分考虑柴油发电机和电池储能不同控制特性的基础上，提出一种基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方案，分别设计了基于蓄电池储能的一级控制器和基于柴油发电机的二级控制器来提高系统电压、频率在不同时间尺度上的稳定性． 针对较短时间尺度及较小变化幅度的随机净负荷波动，通过改进蓄电池储能系统的 P-f 和 Q-V 下垂控制器来提高系统电压、频率的稳定性;而对于变化周期长和变化幅度大的净负荷波动，分别采用比例积分控制器和辅助无功补偿器来实现柴油发电机组对系统频率和电压的无差控制，从而保证系统稳定性． 最后，通过对东澳岛风柴蓄独立微电网在不同运行条件下的运行控制结果分析，验证了所提方法的可行性和有效性．

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响． 文中建立了基于太阳辐射度 Beta 分布的分布式光伏发电系统概率模型，考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响，模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这 3 种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动，得到连续时间断面的概率性光伏出力，依次进行潮流计算，并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比． 结合算例仿真，总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律，并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性．

基于电容式电势能采集器采集交流输电杆塔周围空间的电势能，为安装于杆塔上的输电线路在线监测装置供电． 文中首先分析了电容式电势能采集的电路模型和负载阻值对采集器输出功率的影响，得到了获取最大能量的条件． 然后针对交流双回 500 kV干字型输电杆塔的塔头电场分布情况进行了数值仿真，得到电势能采集器适合的安装位置． 最后通过实验测量到直径 40 cm、间距 15 cm 的电容式采集器在电场发生单元工频电压为 50kV 时，24s 内采集的能量为 5mJ，可以等效为 208 μW 的输出功率，满足无线传感器的最小功率要求． 实际的架空输电线路运行电压更高，如能在杆塔上有效利用高场强区域，优化电容采集器结构，则完全可能实现更高的功率输出，并最终为安装于杆塔上的在线监测装置供电．

在球形传声器阵列的脉冲响应测量中，其几何结构对入射声波产生散射作用，使各传声器检拾信号中声源非线性失真的谐波比例发生变化． 文中选取以最大长度序列以及正弦对数扫频为激励声源的两种脉冲响应测量方法，通过仿真和实际测量评估非线性失真对其测量结果的影响． 仿真和测量结果表明，由于声波在球面散射的作用，谐波成分将随入射声波角度而产生变化;声源谐波失真阵列背对声源的传声器对输出影响较小，而面对声源的传声器对输出影响较大;总体上最大长度序列测量法对声源的非线性失真更为敏感，对数扫频方法更适于球形传声器阵列的脉冲响应测量．

通过对一个教室室内声场的模拟，获取具有不同混响时间的两个房间脉冲响应，在不同语言声压级下获取留学生的主观汉语语言清晰度得分，探讨了语言声压级对留学生用教室室内汉语语言清晰度的影响． 发现:在相同声压级下，混响时间越短，留学生的汉语语言清晰度得分越高;相同混响时间下，留学生的汉语语言清晰度得分先随语言声压级的提高而增加，当声压级达到某一极限值时，其语言清晰度得分随语言声压级的增大而降低． 为了保证留学生用教室良好的室内汉语语言清晰度，在尽可能降低室内混响时间的前提下，建议教师授课声压级为 62 ～74dBA 之间．

基于生物节律因子的理论，运用控制变量的实验方法，使用低照度彩光 LED 照射被测试人员，记录人体心电图数据，研究非视觉生物效应中低照度下不同颜色 LED 灯对人体生理作用的影响，发现:低照度下光源对于人体的心电图有一定影响;照明光源的波长影响人体心脏心电图参数，蓝光明显加快人体心率，红光和绿光对心室除极与复极的时间影响较大;3 种光源下心室除极与复极时间校正值均有所增加．

基于半导体制冷器的结构和热电耦合特性，通过分离帕尔帖效应和焦耳效应的响应区域简化了内热源表达式，并利用椭圆偏微分方程建立了热电制冷器的新型热传导模型． 该模型仅需制造商提供的标准参数，不依赖于热电偶的物理和几何参数，因而在输入电流和边界条件确定后可实现半导体制冷器在非均匀热流下温度场的数值分析． 文中通过拟合制造商提供的产品测试数据验证了模型的通用性，利用该模型得到了含热电制冷器的小尺寸半导体功率器件散热系统的三维和切面温度场分布图，并对该散热系统进行了共性分析．