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。

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% 。

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。

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。

为避免模态跃迁现象、振型遴选方式不合理等问题对损伤评估结果精度的不利 影响，提出一种考虑多模态贡献的空间网格结构地震损伤评估方法。首先，从模态推覆 分析的思路出发并结合结构动力学理论推导，得到对应于单位地震力作用下考虑多阶模 态贡献的等效静力位移表达式。随后，根据原结构与震损结构等效静力位移的差异构造 结构地震损伤程度的表征参数，即结构整体损伤参数。最后，根据结构整体损伤参数的 数值大小与变化规律，评估结构震后损伤状态与性能退化程度。单层网壳结构算例数值 分析结果表明，根据本文方法计算得到的结构整体损伤参数在考虑多阶模态贡献的基础 上，可较为准确地评估空间网格结构地震损伤状态，所得结果与结构特征响应对比具有 较好的一致性，同时在严重损伤情况下也可保证评估结果的准确性。 

我国南方大都处在亚热带地区，高温高湿环境会降低预应力 CFＲP 加固 ＲC 结 构的性能。为了探究湿热环境对预应力 CFＲP 加固 ＲC 结构耐久性的影响，文中依据湿 热环境和疲劳荷载共同作用下加固梁主筋失效和 CFＲP-混凝土界面脱粘剥离两种破坏模 式，分别建立了主筋失效和 CFＲP-混凝土界面脱粘剥离破坏准则，对湿热环境下预应力 CFＲP 加固 ＲC 梁的疲劳性能进行了数值分析。研究结果表明，湿热环境会降低加固梁 的疲劳性能，提高 CFＲP 的预应力度对梁预测寿命的影响呈现两种情况，当 ＲC 梁是因 主筋失效破坏时，预应力的增大可以显著提高 ＲC 梁预测寿命; 而当 ＲC 梁是因界面剥 离破坏时，过高的预应力度反而会降低 ＲC 梁的预测寿命。

为探讨拉剪共存应力下织物膜材面内撕裂力学及强度规律，针对典型的经编织 物膜材，结合试验与细观数值方法，进行了系列应力比、应力水平、增强膜样式及耦合 应力下膜材撕裂破坏特征及强度规律研究，重点挖掘了行为拉剪耦合应力对撕裂强度及 破坏特征的影响机制。结果表明不同切缝角度及应力比下，可形成 3 类膜材裂口: “一”、“十”及 “Z”型，而破坏模式均为经或纬纱断裂，未出现两向杂糅; 经纬应力 存在相互协同作用，且对撕裂强度影响显著，不同切缝参数下破坏强度分布曲线在应力 空间中差异明显且存在向 1∶ 1 强化的特征。增强膜配合应力状态可明显干扰膜材撕裂破 坏模式及裂口位置，且增强膜补强效果因应力比高低存在稍许差异。另外撕裂过程中拉 剪应力存在耦合关联性，且以拉应力效应为主，而剪应力对裂纹延展及演变的影响不明 显。所得结论可为织物膜材局部裂纹止裂及膜结构的安全性评估提供参考。

传统水平集方法通过在初始设计中布置一定数量的孔洞来克服其不能自动开孔 的缺陷，但孔洞布置方式的差异造成了强烈的初始设计依赖性，改进的参数化水平集方 法可以自动开孔，但初始设计对优化结果仍存在一定的影响。水平集带方法可以将水平 集方法与变密度法相结合，在零水平集附近引入一个水平集带区域，区域内的材料密度 通过水平集函数进行插值。在迭代过程中通过减小水平集带宽度可以逐渐去除中间密度 材料，使结构最终收敛到 0-1 解。引入水平集带可以通过结合变密度法思想提高目标函 数和约束函数在拓扑变化中的连续性，从而减轻初始设计对优化结果的影响。通过柔顺 度最小化问题验证了该方法可以有效减轻优化结果的初始设计依赖性，并且能够得到更 优的目标函数值。此外还探究了水平集带带宽减小速度对优化结果的影响，并将该方法 拓展到不规则设计域优化问题中，得到了合理的优化结果。

为进行结构抗风可靠度分析，需对作用在结构上平稳随机脉动风场进行模拟。 采用谱表达法描述脉动风场往往涉及成千上万个随机变量，会造成 “维数灾难”问题。 基于此，本文提出一类高维概率空间选点法保障模拟的精度和效率，主要由 3 个步骤组 成: 高维概率空间的分解、正交子空间选点和随机配对得到高维概率空间离散代表点及 赋得概率。采用本文的方法模拟了某 30 层框架剪力墙结构上沿高度变化的水平风场， 研究表明: 本文的方法在二阶统计意义上具有很高的模拟精度和效率，可用少量的代表 性样本构建完备的概率集合，进一步结合概率密度演化法可对结构风振响应进行精细化 概率评价。

热管具有导热性能高、轻便化、小型化的优点。建立了基于热管散热的热电制 冷器有限时间热力学模型，给出了冷、热端热阻的具体计算方法。为了反映热电模块单 位面积下的制冷能力，采用制冷率密度分析方法和折算面积热阻法，用数值算例分析了 关键运行参数和设计参数的影响。为了比较不同工况下的制冷性能，首次引入热力学完 善度性能指标，对热电制冷器的制冷性能进行了综合分析。给出了制冷器运行的最佳电 流工作区间以及制冷温差范围，分析了制冷模块填充系数、制冷温差、热管参数 ( 蒸 发段长度和管壁厚度) 对制冷器制冷率密度、制冷系数和热力学完善度的影响，并与风 冷散热方式进行了比较，所得结果可为基于热管散热的制冷器设计和运行提供理论指导。

创新设计了可以实现中间排液功能的分液型板式冷凝器。该冷凝器中间位置设 置分液口，可以加快排液速度，减小附着在板片上的冷凝液膜的厚度，降低蒸气与板片 之间液膜的导热热阻，从而增大板式冷凝器的相变传热系数。将分液型板式冷凝器与常 规板式冷凝器进行了性能对比实验。通过 10 个不同测试工况的实验结果发现，在同等 初始条件下，与常规板式冷凝器相比，分液型板式冷凝器工质侧冷凝换热系数提高了 8. 3% ～ 51. 6% ，总换热系数提高了 7. 6% ～ 38. 3% ，总压降减小了 2. 6% ～ 11. 4% 。该 实验结果验证了分液型板式冷凝器可以实现强化换热和减小压降的目的，但也由于分液 造成第二冷凝区工质流量的减少，而使分液型板式冷凝器总换热量与常规板式冷凝器总 换热量大致相等，并无明显增加。

准确的热管等效导热模型是基于热管的热管理系统仿真研究中的关键。基于现 有的等效导热模型提出了适用于部分压扁热管的两种等效导热模型: 分段各向异性模型 和分层分段模型。研究结果表明: 分段各向异性模型在低热管工作温度 ( 28 ～ 38 ℃ ) 的情况下具有较高的准确性，热管表面温度的最大相对误差为 5. 90% ，而分层分段模 型在热管工作温度为 28 ～ 50 ℃ 范围内具有较高的准确性，热管表面温度的最大相对误 差为 6. 51% 。分析了吸液芯等效导热系数对等效导热模型准确性的影响。 

针对除雾器数值研究中欧拉 － 拉格朗日法无法预测二次携带现象对除雾性能影 响的问题，以折流板为研究对象，在欧拉 － 拉格朗日法的基础上耦合欧拉壁膜模型，建 立了一种基于二次携带现象的除雾模型; 通过实验数据比对，模型预测曲线与实验结果 一致; 利用改进后的模型在不同流速下仿真研究了叶片板间距和转折角度对除雾性能的 影响。结果表明: 转角处的液膜分离是导致高流速下除雾效率下降的主要原因; 增大板 间距和转折角度均会加剧二次携带，使临界速度下降; 在低于临界速度下，除雾效率随 板间距增大而减小，随转折角增大而增大; 在高于临界速度下，除雾效率随板间距增大 而减小，随转折角增大而减小。本模型板间距优化值取 20 mm，转折角度取 40°时，除 雾效率可提升 16. 38% ，压降降低 9. 74% 。该结果对防止除雾器二次携带及提高除雾性 能具有指导作用。

隧道敷设因其输送电流大、便于管理维护和巡检等优点被广泛地应用于城市输 电网络，优化多回路电缆的布置方式有利于充分利用隧道电缆的负载能力。本文考虑隧 道敷设电缆的电磁场、热场、流场以及金属护套的交叉互联的接地方式，针对某隧道七 回路高压电缆建立了其磁 － 热 － 流 － 路耦合的多物理场有限元仿真模型; 利用红外测温 数据验证了模型的正确性。以金属护套感应电压不超过规范值为约束条件、电缆最高线 芯温度的仿真计算值最低为目标函数，基于文化基因算法对电缆的相序和位置进行联合 优化。优化后电缆的最高线芯温度、护套环流损耗、环流平均值、感应电压分别下降了 8. 18% 、21. 39% 、30. 62% 、8. 2% 。本文研究表明，采用文化基因算法，通过适当增 大隧道电缆回路的水平距离，选择合适的相序布置方式有利于削弱回路电缆之间的互热 效应，降低金属护套环流发热损耗，改善隧道电缆的布置方式。