准确刻画建成环境与城市轨道交通客流间的作用关系是掌握客流需求的重要前提。针对站间OD研究数据不完备、多维稀疏的问题，提出一种基于车站组团的建成环境与客流间映射关系研究方法，以实现组团OD的精准分析。首先，基于自然地理特性“以团代点”，考虑客流去向特征，计算团间相似度，形成两层的组团划分方法，解决数据稀疏的问题；其次，从O/D组团的吸引能力、OD可达性特征两个维度构造建成环境指标体系及建成环境描述方法；然后，提出一种基于梯度提升回归树（GBDT）模型的刻画建成环境特征和客流之间关系的方法，分析单因素对于客流的影响强度及阈值；最后，以北京地铁为例验证。结果表明：建成环境与轨道交通车站组团间客流存在时空异质性、非线性特征及阈值效应；组团的研究视角有效解决了数据稀疏的问题；OD阻抗特征是影响客流的首要特征，解释度高达38.40%；人口经济特征是次要影响因素，且存在显著的阈值效应。因此，在城市轨道交通规划的过程中，首先要着重关注网络拓扑，优化交通可达性，进而深入考量区域经济活动的影响。研究结果为轨道交通规划者提供定量的分析工具，可以帮助规划者确定建成环境指标的有效范围、调整空间，为提升轨道交通运营效能提供参考。

针对现阶段对城市轨道交通网络限流场景下的被限制客流转运关注不足等问题，对特定限流条件下转运车辆线路布设和运力配置进行研究。首先，分析量化不同转运线路条件下，乘客选择乘坐转运车辆的效用和选择概率。在此基础上，以最小化总期望旅行时间、最小化转运车辆开行成本、最大化轨道交通网络拥堵区间客流疏解量为目标，构建了限流场景下转运车辆线路设计和运力规划模型。为提高模型求解效率，将模型拆解为开行路径优化和开行方案优化两个子问题，把第1个子问题转换为旅行商问题，将获得的备选线路路径作为第2个子问题的输入进行模型求解。依托成都市轨道交通网络和早高峰时段的客流数据，验证不同限流强度下所提模型的有效性，讨论了转运线路对停站点数量和停靠站点选取的偏好。结果表明：目标值表现良好的线路多为停站点为2-3个的路径，在停靠站点的选取上高度集中，对3-4个特定路径的偏好显著；随着限流强度的逐步加强，偏好于选择停站数量较少、走行距离较短的线路以达到快速转运的需求，在开行班次的选取上，整体上呈现线性增长趋势，但当限流强度大于0.8时，单一线路难以满足转运需求，不再保持线性增长趋势。

需求响应公交作为一种灵活的公共交通模式，能够根据乘客需求提供个性化的公交服务，已在国内外城市广泛应用。然而其在实际运营中却面临着服务效率与运营成本博弈的难题，以及难以实现“门到门”服务的难题。对此，提出一种共享单车接驳需求响应公交的联合出行模式，通过整合共享单车与需求响应公交的优势，实现两种交通方式的耦合优化，从而提高公共交通的整体服务效率与服务水平。基于连续近似方法，将离散的需求点与共享单车投放点连续化，推导计算公交运营成本、共享单车成本以及乘客出行时间成本，以最小化系统总成本为目标，对联合出行系统进行优化。为了验证所提出的联合出行系统的有效性，以重庆市大学城片区为案例进行实证研究，通过模拟联合出行系统在不同场景下的运营情况，将其与无共享单车接驳的传统需求响应公交系统进行对比。结果表明：联合出行系统可有效解决需求响应公交的运营难题，与传统需求响应公交系统相比，联合出行系统最高可降低14.8%的系统总成本、15.2%的出行时间成本和29%的公交车辆绕行。证明在需求响应公交系统中，引入共享单车作为接驳工具，能够显著降低公交运营成本，减少乘客的出行时间，同时减少公交车辆不必要的绕行，优化了公交运营路线，大幅提升了公共交通的服务效率与服务水平。

通过改善驾驶人驾驶行为是降低车辆能耗的重要方式，目前众多学者针对生态驾驶行为开展了大量研究，提出多种生态驾驶建议，但是目前缺少对纯电动公交车驾驶人驾驶水平的评估方法。为了降低纯电动公交车运营成本，减少能量消耗，本研究采集纯电动公交车自然驾驶数据。首先，对原始数据进行了统一采样频率、数据清洗、参数补充等预处理；其次，选择驾驶人操作特征参数和车辆运行参数，分析公交车驾驶人驾驶行为对能耗的影响，根据影响能耗的驾驶行为特征参数，以公交车起始站点到终点站之间的行程为单位，提出平均起步加速时间、猛踩加速踏板次数、持续高踏板开度时长、急加速次数、减速时制动占比、低速行驶时长、经济车速行驶时长7类影响能耗的驾驶事件；之后，通过各类驾驶事件参数与百公里能耗的Pearson相关性系数，建立生态驾驶水平评估的多元回归模型，对驾驶人行程中的驾驶水平进行评分；最后，基于评估模型搭建生态驾驶辅助反馈平台，帮助车队管理者更好地了解驾驶人的生态驾驶水平。结果表明：提出的基于驾驶事件的纯电动公交车生态驾驶水平评估模型对于驾驶行为生态性的评估精确度为93.52%，平均误差为6.48%，模型对于生态驾驶得分的计算具有较好的效果，以此搭建的纯电动公交驾驶人生态驾驶辅助反馈平台可使车队管理者了解公交车运行状况以及驾驶人的生态驾驶水平，帮助驾驶人了解自身驾驶情况。

随着智能网联技术和自动驾驶技术的快速发展，新兴的自动驾驶模块化公交在公共交通领域受到极大的关注。它可通过车辆间的自由组合/分离操作，实现公交容量的灵活设计，以适应客流时空分布不均的需求。然而既有的全程式服务模式，难以充分发挥模块化公交的灵活运营特性以高效满足乘客的差异化需求。因此，提出一种面向自动驾驶模块化公交的新服务模式，该模式充分结合模块化公交车的自由组合/分离特性以及跳站策略的差异化服务优势，实现公交线路供给的高效化、差异化服务设计。首先采用离散时间建模方法和拓展的Newell理论，以乘客出行成本和企业运营成本最小为优化目标，构建自动驾驶模块化公交跳站服务优化模型，实现发车间隔、发车编组及跳站计划的同时优化；其中，通过对Newell理论进行拓展，使其由计算单个站点的乘客等待时间和在途时间，拓展为从整个系统角度高效计算乘客等待时间和在途时间，极大地降低了建模的复杂度。其次，以丹东市公交110路线路为例，给出优化后的运营方案，并在平峰和高峰时段与传统固定容量公交服务模式和模块化公交全程式服务模式进行比较。结果表明：该研究提出的模块化公交跳站服务模式极大地降低系统总成本，节约3.34%~24.65%，其中，乘客等待时间成本和在途时间成本分别节约7.49%~48.52%和2.31%~6.28%；此外，在高峰时段，模块化公交发车频率较平峰时段更加密集，且倾向于采用低容量编组和跳站服务策略。

高速公路合流区的车辆换道频繁、驾驶环境复杂、交通冲突严重，是交通事故的多发区域，准确理解高速公路合流区车辆运行状态与交通安全之间的关系，能够为实时预判事故风险、构建交通安全控制策略提供依据。本研究基于德国ExiD车辆轨迹数据，根据车辆进入加速车道到汇入主线过程中主线外侧车辆的相对位置变化，对高速公路合流区车辆汇入模式进行划分。为系统刻画汇入行为所带来的安全风险，引入碰撞时间（TTC）理论，构建了汇入风险表征体系。该体系包括两个层面的指标：一是基于二维TTC的汇入时刻风险指标，用于评估车辆在汇入瞬间的潜在冲突程度；二是基于碰撞暴露时间的汇入过程风险指标，用于评估整个汇入过程中的累积风险水平。在模型构建方面，采用XGBoost、LightGBM、GBDT和RF 4种机器学习算法，建立高速公路合流区车辆汇入风险判别模型，并通过SHAP（SHapley Additive exPlanations）理论对高速公路合流区车辆汇入风险致因进行分析。实验结果表明，基于XGBoost的高速公路合流区的汇入风险判别模型表现最优，总体准确率达95.52%，其准确率、精确率、召回率和F1分数方面均优于其他模型。此外，模型对比结果表明：考虑了汇入持续时间和汇入紧迫度的风险识别模型准确率更高。SHAP的分析进一步揭示：合流区车辆汇入风险与主线前车速度差平均值、速度差最大值、距离平均值、汇入持续时间、汇入过程纵向加速度标准差、汇入车辆速度等因素关系密切。

考虑当前车路云一体化的发展趋势，人工驾驶车辆（HDV）和智能网联自动驾驶车辆（CAV）构成的人机混驾交通流将是未来交通的主要组成方式。为探索偶发事故下 CAV 类人行驶策略以及感知信息能力对人机混驾交通流的影响机理，改进 KKW（Kerner-Klenov-Wolf）模型框架下的元胞自动机规则，引入考虑 CAV 类人行驶策略的同步因子，针对不同跟驰模式构建 HDV 和 CAV 跟驰规则；基于事故场景车辆换道需求，构建考虑中间车道选择意愿的HDV和CAV多车道自由换道策略，建立考虑换道压力的CAV 强制换道规则，分析不同换道压力参数的敏感性；经过数值模拟仿真，分析不同交通量、CAV渗透率、CAV事故信息感知范围、CAV类人行驶策略对人机混驾交通流的影响。研究结果表明：CAV 的增加可以有效缓解偶发事故后交通流的拥堵，限制拥堵时空范围，且CAV渗透率由0增加到1时，低交通量的平均速度和平均流量分别提高11. 74% 和 6. 32%，提升程度低于中、高交通量；在渗透率大于 0. 4的中、高交通量情形下，随着 CAV事故信息感知范围的增加，合流区的拥堵空间逐渐分散，交通效率得到提高；CAV 类人行驶策略由激进型过渡到保守型的过程中，人机混驾交通流的流量逐渐降低，排队缓行范围扩大，交通拥堵逐渐恶化，且随着时间的推移，各车道速度波动趋势逐渐趋同。

随着智能网联车辆（CAV）技术在主动交通管理领域的深入应用，可变限速（VSL）策略成为提升道路交通流通行效率和安全性的关键。针对城市快速路合流区域的交通冲突导致通行能力下降和车速急剧变化问题，提出了一种面向车联网环境下快速路主线和入口匝道的协同可变限速控制策略方法。首先，采用基于Motorway Traffic Flow Network Model（METANET）的主线交通流预测模型，以总行程时间和距离最小构建双目标函数，通过应用模型预测控制（MPC）进行优化求解；然后，将可变限速控制问题抽象为马尔可夫决策过程，以平均速度、吞吐量和车均延误为指标构建复合奖励函数，通过引入深度Q网络（DQN）计算不同交通流状态下最优匝道限速，通过路侧设施（I2V）向CAV发布限速信息；最后，以徐州市北三环快速路为实例对提出的协同控制策略方法进行仿真测试。基于Simulation of Urban Mobility （SUMO）仿真实验结果表明：提出的策略方法与仅对主线进行限速控制的场景相比，路网车辆总行程时间减少8.51%，平均速度提升14.49%，交通密度波动降低14.81%，证明了该策略方法在车联网环境下能有效提升合流区通行效率，减小主线和入口匝道车辆的速度差异，缩小交通拥堵时空范围，从而提高城市快速路交通流的稳定性。

为研究UHPC（Ultra High Performance Concrete）全包裹Q690高强型钢组合短柱的轴压性能以及UHPC与Q690高强型钢的应变协调性，设计并制作了7根UHPC全包裹Q690高强型钢组合短柱试件，并进行了轴压试验测试。设置的研究参数包括试件内部是否布置钢丝网、UHPC钢纤维体积含量、箍筋间距和型钢截面类型，调查了各试件变形破坏过程、最终破坏模式和峰值承载力。研究表明：UHPC全包裹Q690高强型钢组合短柱具有良好的轴压承载力和轴压变形性能，且截面核心区UHPC和Q690高强型钢在峰值承载力下能够实现应变协调。参考中、欧、美等多地规范相关的承载力计算方法，对UHPC全包裹Q690高强型钢组合短柱轴压极限承载力进行了理论计算，并与试验结果进行了对比，结果表明：计算结果与试验结果吻合良好，能为UHPC全包裹Q690高强型钢组合短柱轴压承载力计算提供参考。

现代高层建筑表面常设有遮阳条、竖向装饰条等局部构件，建筑角区也通常采用圆弧化等设计措施。这些常见建筑设计特征对风荷载的影响不容忽略，而当前设计规范有待完善。以CAARC高层建筑标准模型为研究对象，通过刚性模型测压试验和高频天平测力试验，研究了建筑表面布置粗糙条和角区圆弧化共计7种工况对结构风荷载的影响。研究结果显示：光滑模型工况下，随圆角率由0增至10%，建筑迎风面角区极值负压绝对值会逐渐增加，最大增幅约为38.4%，而结构整体风荷载体型系数会逐渐减小，X向和Y向整体体型系数的最大减幅分别约为26.3%和39.9%；模型表面增设厚度为1.5 mm的竖向或网格粗糙条时，有利于减小结构角区及中部的极值负压绝对值，最大降幅为13.68%，对结构整体体型系数而言，粗糙条模型比直角光滑模型略有下降；布置竖向粗糙条和圆弧角对建筑角区表面风压的影响并不是一个简单的叠加关系，当同时布置竖向粗糙条和圆弧角时，角区的极值负压绝对值幅度增大，最大增幅为45.1%；布置粗糙条或角区圆弧化后，横风向功率谱峰值降低，功率谱峰值对应无量纲频率增大。

网状吊杆拱桥是以至少两次交叉的倾斜吊杆代替传统竖直吊杆的系杆拱桥体系。交叉布置的网状吊杆可以有效提升传统拱桥的竖向刚度和整体力学性能，因此在桥梁工程领域受到关注。然而，随着拱桥跨径的增加及薄壁钢结构的广泛应用，结构稳定性问题日益突出，特别是以受压为主的钢拱肋失稳风险成为制约其工程应用的关键因素。为系统分析网状吊杆提篮式拱桥的稳定性能，探明不同结构布置参数对结构整体稳定性的影响，该研究综合考虑几何非线性、材料非线性及结构初始缺陷，采用非线性有限元方法建立参数化空间杆系有限元模型，分析了不同吊杆张拉力对整体稳定性的影响；计算了网状吊杆拱桥拱肋关键节点在荷载作用下的位移响应及非线性失稳临界荷载；对比了国内外规范与非线性有限元方法计算结果的差异；并研究了不同矢跨比、拱肋倾角及吊杆倾角对网状吊杆拱桥稳定性的影响规律。研究结果表明，吊杆索力的改变对网状吊杆拱桥整体稳定性能影响不大；基于规范方法所得的网状吊杆拱桥拱肋的极限承载力计算结果较非线性有限元方法更为保守；网状吊杆拱桥的侧向整体稳定性随矢跨比和拱肋倾角的增加而提高，随吊杆倾角的增加先上升后下降；网状吊杆拱桥吊杆倾角设置在50°~60°左右时侧向稳定性能较好。

在机制砂制备过程中，大量石粉被筛分掩埋，导致资源浪费和环境污染。为提高机制砂石粉利用率，将废弃石粉高值化应用在混凝土中，并将机制砂中的石粉视作胶凝组分替代水泥，使用XRD、TG、SEM等测试手段研究花岗岩石粉对硬化水泥浆体微结构演变的影响，确定了石粉替代水泥最佳范围。通过调控机制砂石粉含量、粗骨料级配、砂率与水胶比等，优化混凝土工作性能和力学性能，揭示浆体体积分数对混凝土工作性能和力学性能的影响机制，利用高石粉含量机制砂制备了低成本、工作性能与力学性能满足要求的混凝土。结果表明：石粉替代10%（质量分数）的P.II 52.5硅酸盐水泥时，7 d和28 d浆体水化产物数量没有明显减少，微结构仍然较为致密；当石粉替代水泥比例超过20%（质量分数）时，浆体中水化产物数量减少超过20%（质量分数）、孔隙增多，导致强度大幅度降低；随机制砂石粉含量的增加，相同坍落度下混凝土减水剂掺量有所增加，浆体体积分数在31%~32%时，混凝土可获得良好工作性能和力学性能。在此基础上，采用石粉含量（质量分数）为15.1%、16.5%和18.7%的机制砂分别制备了满足工程性能要求的C30、C40和C50混凝土，水泥用量分别减少54、63和92 kg/m³，显著降低了混凝土成本和碳排放。

3D打印混凝土是一种极具潜力的新型建造技术，具备在军事领域的潜在应用价值。作为其在军事领域应用的前提，3D打印混凝土应具备良好的抗冲击性，从而为军事设施和人员提供可靠的防护。目前，针对3D打印混凝土抗冲击性能的实验研究开展受限于成本问题。因此，使用数值模拟技术能够提高研究效率，降低研究成本，并反映3D打印混凝土的失效过程和损伤情况。但目前3D打印混凝土的数值模拟技术没有考虑其独特的界面结构，从而无法完整地反映3D打印混凝土的力学特征。该研究根据氯离子渗透实验结果，定量表征了3D打印混凝土的界面区域占比，以此为依据结合前期力学性能研究建立了3D打印混凝土的抗侵彻数值仿真模型，并进一步研究其失效行为。通过与侵彻实验结果进行对比发现，3D打印混凝土的数值仿真模型的侵彻深度误差在4%以内，证明其具备良好的模拟精度。3D打印混凝土靶体在侵彻过程中具有损伤集中在界面处的特点，且界面处的能量吸收量要大于非界面区域。随着弹速提高和靶体强度的提高，弹体可能在侵彻过程中发生解体，从而使得侵彻深度突然降低，并进一步影响侵彻过程中的弹体速度变化规律。通过界面强化、改善3D打印工艺、添加高强骨料等措施，能够有效降低3D打印混凝土靶体的侵彻破坏深度，从而提升其抗侵彻性能。

水污染问题日益严峻，迫切需要开发高效且可持续去除污染物的方法。该研究提出用常压干燥法制备一种兼具阴离子和阳离子污染物高吸附量的纳米纤维素基气凝胶。首先聚乙烯亚胺（PEI）通过静电相互作用附着在羧甲基化纤维素纳米纤维（CNF）骨架上，然后使用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和戊二醛（GA）进行化学交联得到水凝胶，最后通过溶剂交换和常压干燥方法制得低密度（18.80 mg/cm³）和高孔隙率（92.06%）的CNF/PEI复合气凝胶（CPA），该气凝胶在水中展现出优异的结构稳定性。得益于气凝胶同时含有阴离子型羧甲基和阳离子型氨基，它在复杂废水环境下能同时对阳离子和阴离子染料具有较强的吸附能力。每克气凝胶对亚甲基蓝（MB）和刚果红（CR）的最大吸附量分别为516 mg和2 090 mg，阴、阳离子染料的去除率达到98%以上。此外，气凝胶展现出良好的结构稳定性和抗疲劳性能。在碱性溶液中浸泡一周仍保持完整，且在湿态下经过10次循环压缩，其弹性恢复率仍保持在60%。相比同类吸附材料，CPA在吸附容量、两性吸附能力及重复使用性能方面具有显著优势。该研究提出的制备方法耗时短、效率高，适合规模化生产，有望在工业化污水处理中得到应用。

壳聚糖（CS）和锂皂石（LAP）均为生物相容性较好的材料，通过改性可以赋予其更多生物活性。该文研究了壳聚糖季铵盐（QCS）与改性锂皂石复合抗菌材料的制备及其在洗发水中的抗菌性能。通过微波辅助过氧化氢法对QCS进行降解，制备不同分子量的QCS以提升溶解性。使用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对LAP进行有机改性，赋予其吸附马拉色菌的能力，得到带正电荷的有机锂皂石。复合材料经傅里叶变换红外光谱、Zeta电位、旋转流变仪和扫描电子显微镜等表征，证实了材料的成功制备。实验结果表明，不同分子量的QCS在水介质中表现出良好的抗菌性能，而QCS和CTAB改性LAP复合材料通过协同效应显著增强了抗菌效果。通过优化抗菌剂的添加量与比例，确定了复合抗菌剂在水介质和基础洗发水中的较优配方。在水溶液中将QCS与有机锂皂石复合材料以9∶1、5∶5和1∶9质量配比，稀释10倍后与菌液作用5 min，抗菌效果均达到100%。将QCS与有机锂皂石复合材料以9∶1的比例（总质量分数0.14%）添加到基础洗发水配方中，稀释100倍后仍保持显著抗菌效果，效能达到市售使用化学去屑品牌产品的70%以上，展示了其在实际应用中的良好前景，为开发天然、环保的抗菌材料提供了新方向。