随着低空经济的兴起，无人机的应用场景不断扩展，尤其在应急救援领域发挥着重要作用。无人机凭借其高机动性、远程控制等优势，成为灾害监测、搜索定位、物资投递和通信保障等环节的关键工具。本文全面综述了应急救援领域的无人机路径规划的建模方法及其最新研究进展，旨在为相关领域的研究者提供全面的理论参考和技术指导。在文中首先概述了应急救援场景以及无人机在不同应急救援场景中的应用需求。然后，本文系统总结了无人机路径规划的建模方法，包括动态模型和任务模型，并详细分析了路径规划建模中的约束条件、优化目标及求解算法等要素。最后，探讨了无人机路径规划在应急救援中面临的挑战与机遇，指出技术发展、多无人机协同作业及多领域融合是未来发展的机遇。本文的研究为无人机路径规划建模的进一步发展和应用提供了理论支持和实践参考。

既有针对交通事件的信号控制方法，未考虑当前交叉口控制方案调整所引起的交通流重分布对邻近交叉口的影响，本质上只是转移了交通问题，并不利于拥堵的疏散。鉴于此，基于网联交通的可测性、网联自动驾驶汽车的可控性和网联人工驾驶汽车的可诱导性，致力于解决交通事件引起的拥堵问题，提出一种自适应交通事件的信号控制方法——SCM-ATE(Signal control method of adaptive traffic events)。SCM-ATE方法是在确定因事件受阻的车道及交通流量、邻近交叉口富裕通行能力基础上，采用最短路算法规划受阻交通流的分流路径，并以分流路径上全部交叉口车均延误最小为优化目标，采取动态规划法联合优化分流路径上交叉口的信号配时与网联汽车行驶轨迹，以弱化交通事件的不利影响。仿真结果表明，在低、中、高三种交通负荷下，相较于传统信号控制方法，SCM-ATE车均延误分别下降了14.4%、25.5%和5.6%；相较于单交叉口交通信号与协作车辆轨迹联合优化的单层方法(JOTS-CVT)，车均延误分别降低了15.3%、11.6%和1.27%，证实了SCM-ATE方法的有效性。进一步研究表明，交叉口交通负荷、网联自动驾驶汽车渗透率对SCM-ATE的优化成效影响显著，SCM-ATE方法更适用于网联自动驾驶汽车渗透率≥0.3及交叉口V/C≤0.7的交通场景。

 本文提出了基于分层柔性演员-评论家(Soft Actor Critic, SAC)强化学习的交叉口信号配时-车辆轨迹联合优化方法。模型包括信号配时优化层和车辆轨迹优化层。两者的状态空间均包含车辆位置、速度和信号配时状态，奖励函数均为交通效率、安全和油耗的加权和。信号配时优化层的动作为信号相位持续时间，车辆轨迹优化层的动作为车辆加速度。两个优化层分别具有独立的价值网络和策略网络。价值网络根据当前状态和动作，输出当前状态-动作价值，评估策略网络性能。策略网络基于当前状态生成高斯分布的均值和标准差，并从参数化的高斯分布中采样动作。在策略网络损失函数中引入熵系数和温度系数，自动调节策略探索的广度和深度，降低模型训练性能对超参数变化的敏感度。针对信号配时优化和车辆轨迹优化间隔不一致的问题，设计信号配时层-车辆轨迹优化层异步训练算法。通过反向传播算法同时对同一层的价值网络和策略网络进行训练。利用SUMO对模型进行训练和评估，实验结果表明，与数学规划方法、只优化信号配时和只优化车辆轨迹的方法相比，提出的方法可使车辆油耗分别平均降低24.24%、5.39%和22.23%。

城市轨道交通客流廊道区域连接城市核心区和不同城市圈层的主要功能区，是城市空间资源和经济活动集中分布的区域，其运输效率对于轨道交通网络能力及社会经济活动具有重要影响。因此，针对城市轨道交通客流廊道区域，基于“一干多支”的客流廊道拓扑结构，提出以企业运营成本、乘客出行成本、满载率不均衡系数为目标的多目标非线性优化模型。模型以发车频率和编组方案为决策变量，并设计NSGA-II算法进行求解。以北京市回龙观/天通苑—中关村客流廊道为例，验证模型的有效性。结果表明：该模型可有效匹配职住组团间多方向出行需求。为验证模型的优化效果，提出改进的基于距离的最优解求解方法，求得的最优解，乘客出行时间、企业运营成本和满载率不均衡系数分别为2639.17、103716.24、0.086。相较本线独立运营方案，乘客出行时间降低14.09%，满载率不均衡系数降低43.01%，企业运营成本增加17.22%。同时，在复杂线网中，干线区段最大通过能力和分支区段最小服务水平的限制对优化方案的效果造成较大影响。通过提高干线能力上限，研究能力限制对客流廊道列车开行方案优化的影响。结果显示，在提高线路通过能力的条件下，帕累托解的多样性增加，乘客出行时间显著降低，服务的均衡性提高。研究结果为进一步优化跨线开行方案和实际运营提供相应的经验指导。

为了提高信号交叉口上游区域车辆通行效率并降低油耗及排放，本文提出一种考虑驾驶人接受程度的车速二次引导策略，旨在解决人工驾驶环境下驾驶人执行引导策略不充分的问题。研究以人工驾驶网联车辆为对象，引入驾驶人接受程度参数，改进了加速引导通过、减速引导通过及减速引导停车三种一次引导策略模型，考虑驾驶人接收程度低带来的影响，构建二次加速引导通过和二次减速引导通过模型。利用MATLAB仿真平台搭建仿真环境，考虑车辆运行轨迹、速度、加速度及油耗排放影响因素，对比分析无速度引导、不同驾驶人接受程度下一次引导及二次引导的效果。仿真结果表明：严格遵循一次引导策略可使更多车辆不停车通过交叉口，通行效率提升约14.3%，油耗与排放降低10%-15%；驾驶人接受程度较低对车速一次引导造成很大的负面影响，使一次引导策略失效，车辆产生额外油耗及排放；二次引导策略能够有效缓解驾驶人接受程度低的影响，使车辆通行效率恢复至一次引导的95%以上，油耗与排放减少约8%-12%。

钢筋混凝土梁柱节点在侧向荷载作用下存在节点核心区剪切破坏、柱端屈服后节点核心区剪切破坏、梁端屈服后节点核心区剪切破坏及梁端破坏四种破坏形态。不同破坏形态下的梁柱节点对结构性能具有不同的影响，因此在基于性能的结构抗震设计中，准确划分构件的破坏形态是确定构件变形性能限值的关键。然而现有研究对梁柱节点不同破坏形态之间尚未明确划分界限，且随单参数的变化规律不明显，故难以通过单一参数区分出不同破坏类型对应的区间。本文基于Fisher变换和Bayes分类原理提出了一种能更准确、更方便应用的考虑多参数影响的梁柱中节点破坏形态判别方法，该法先通过Fisher判别法寻找类与类最大分离的投影空间，将原样本向最大分离空间投影，从而获得更利于分类的新样本，在此基础上，进一步结合Bayes分类原理对新样本进行分类判别。在中节点破坏形态划分研究中，基于此分类方法，在选取轴压比、剪压比、混凝土强度和配箍特征值等4个参数组合的基础上，建立了相应的多参数分类判别方程，达到了较好划分出梁柱中节点破坏形态、明确不同破坏形态对应的区间目的。

本研究以某在建先简支后连续T梁桥为背景，探究负弯矩区预应力张拉对翼缘板湿接缝受力性能的影响。通过施工过程监测与参数化数值模拟，分析了湿接缝的应力分布规律。为方便施工，背景工程先张拉预应力束、后浇筑纵向湿接缝。参数化分析在原有施工顺序（第一种）的基础上额外考虑了先浇湿接缝后张预应力（第二种）以及负弯矩区部分浇湿接缝再张预应力最后浇剩余湿接缝（第三种）两种工况。监测表明：施工中预应力张拉水平差异超10%，但湿接缝因后浇未受显著影响；湿接缝浇筑完成后其横向基本受压，纵向仅在横梁处呈低水平受拉（15με）；监测显示预应力张拉未直接增加湿接缝开裂风险。参数化分析表明：三种施工顺序下湿接缝都有一定的应力富余度。恒载作用下最大主拉应力依次为0.2MPa、1.9MPa和0.8MPa；且前两种在二期恒载后拉应力持续显著；而第三种，即分阶段浇筑湿接缝在二期恒载后拉应力依然较低，但施工过程较为复杂。以上结果可为同类结构施工过程受力分析及过程优化提供支撑。

为探究无腹筋钢筋混凝土梁的剪切传力机制变化规律，设计并制作了9根矩形截面和27根T形截面的无腹筋钢筋混凝土梁，并对其进行了剪切破坏试验。采用数字图像相关技术（Digital Image Correlation，DIC）、位移计和应变片等设备对位移、应变等进行了采集，并绘制了临界剪切裂缝的裂缝运动学图像，最终计算得到了四种剪切传力机制（骨料咬合作用、销栓作用、裂缝残余应力、未开裂缝受压区）在加载全过程中的抗剪贡献，分析了各种剪切传力机制在加载过程中的变化。分析结果表明：剪切裂缝的数量、发展程度与高度对四种剪切机制存在复杂的耦合影响；骨料咬合作用基本在0.9P_u（P_u为峰值荷载）时达到最大，且骨料咬合作用的抗剪计算值随剪跨比变化不大，但随着剪跨比的减小，其贡献占比逐渐减小；销栓作用在加载全过程中较为稳定，但随着整体抗剪承载力的增大，占比也出现了一定的减小；裂缝残余应力的贡献主要体现在加载初期，且在达到最大荷载时，由于裂缝完全发展，该机制不再提供抗剪力；未开裂受压区的抗剪能力受较多因素影响，其中受剪跨比的影响最为明显，小剪跨比梁中受压区的抗剪能力可以达到大剪跨比梁的2倍以上；在最大荷载时，骨料咬合作用为较大剪跨比梁中最主要剪切机制，但随剪跨比的减小，未开裂受压区的抗剪能力快速增加，成为最主要的剪切机制。

本文针对多层钢框架-稀疏人字撑结构的抗侧力性能展开深入研究，结合有限元分析和理论推导，系统探讨了横梁未充分加强情况下结构的力学行为及其对抗侧性能的影响。通过弹塑性推覆分析，验证了多重抗侧力体系串并联理论模型的准确性，并揭示了支撑内力随层间位移角的变化规律。有限元分析结果表明，横梁的刚度和强度对压撑屈曲后拉撑轴力的发展具有显著影响，框架作为第二道抗侧力体系能够有效补偿支撑屈曲后的承载力退化。此外，楼板有效宽度与钢梁的组合效应可显著提高横梁的抗弯刚度，从而有利于拉撑轴力的发展，减小压撑屈曲后承载力的退化。对于横梁未充分加强的刚接框架-人字撑结构，在侧向位移和不平衡力的共同作用下，横梁的塑性铰首先出现在压撑一侧的梁端，随后出现在横梁跨中。基于这一破坏模式，推导了受拉支撑轴力和横梁不平衡力的计算公式，并具有较高的精度。研究表明，即使横梁未满足《建筑抗震设计规范》第8.2.6-2条充分加强的要求，当框架抗侧能力占比较高时，整体结构的承载力仍不会随侧移增加而退化，能够保证7度(0.1g)设防烈度地震作用下的安全。本文提出的横梁不平衡力计算方法为优化框架-人字撑结构设计提供了新的思路，避免了传统设计中因横梁高度过大而导致的设计问题，为实际工程结构设计提供了重要的理论支持和实践指导。

深入探究了坦拱桥钢拱箱与混凝土拱脚结合段的受力情况与传力机理，以广东某计算跨径196 m的坦拱桥为工程背景，基于Abaqus平台，建立钢-混组合结构拱脚精细化模型，分析六种不利工况下有限元模型的应力水平及分布规律。同时采用缩尺比1：8的局部模型，研究节段缩尺模型在不同工况下的受力情况。研究结果表明：在六个加载工况下，钢拱箱底板应力最大，为主要承力构件，最大应力不超过120 MPa；混凝土承台应力水平较小，最大应力不超过0.73 MPa。钢拱箱自加载端到混凝土承台端，轴向压应力呈现减小的趋势，钢拱箱在受力时主要通过钢箱底板以及靠近钢箱底板的腹板将所受荷载传递到混凝土承台处。各试验工况下，钢-混连接段处应力水平相对较低，来自钢拱箱底板的大部分应力经由PBL剪力键、承压板、加密加劲肋、穿越钢筋等组件分散到混凝土承台。

精细化拆除产生的旧混凝土构件经适当处理后所得再生部件，若能在新的结构构件中直接进行利用，无疑具有显著的节材节能降碳效应，但此时新构件的相关性能尚需通过系统研究予以定量揭示和把握。作为初步探索，本文对再生部件混凝土预制楼板（即内含有再生部件的预制楼板）的受弯性能进行了研究。分别开展了该类预制楼板的正弯矩和负弯矩受弯试验，考察了再生部件表面处理方式、新旧混凝土强度差等因素对该类预制楼板正弯矩受弯性能的影响，以及局部新增连接用钢筋的构造方式对该类预制楼板负弯矩受弯性能的影响，提出了该类预制楼板的受弯承载力计算方法。研究表明：（1）该类预制楼板的正弯矩受弯承载力显著高于整浇对比楼板；（2）再生部件的不同表面处理方式对该类预制楼板的正弯矩受弯承载力总体上影响有限；（3）在再生部件端部局部新增连接用钢筋可明显提升该类预制楼板的负弯矩受弯承载力；（4）所提受弯承载力计算方法的计算结果总体上偏保守。

通过对广源大样本RCM试验数据回归分析确定水泥品类因子，据此建立考虑水泥类型和强度等级影响的混凝土氯离子扩散系数计算模型。首先，基于来源于70个不同试验室的179组混凝土RCM试验数据形成的氯离子扩散系数的广源大样本试验数据库，通过回归分析确定水胶比、水泥类型及强度等级对氯离子扩散系数的影响规律。然后，利用广源大样本试验数据和两相回归法在混凝土氯离子扩散系数计算模型中引入水泥品类因子，并确定其取值，据此建立考虑水泥类型和强度等级影响的氯离子扩散系数模型。最后，与传统模型开展对比分析，并利用非建模试验数据进行验证，结果表明广源大样本模型与传统的单源小样本模型相比，可将模型对试验数据的拟合度提升15.7~19.6%；而且水泥品类因子能够合理反映水泥类型和强度的影响，据此建立的扩散系数模型与传统模型相比，可进一步将模型加权平均误差和变异系数分别降低32.0%和25.0%，从而大幅提升模型的预测精度和适应性。

传统的基于大量试验与经验的新材料研发过程，效率低、周期长、成本高。材料基因组计划对工程设计具有重要指导意义，凭借将高效试验技术与快速计算模拟预测协调融合，可极大缩短新材料研发与工程应用周期并降低成本。短切玄武岩纤维增强聚乳酸（BF/PLA）复合材料，天然绿色环保可降解，作为汽车部分内外饰等零部件的理想替代材料之一，具有广阔发展空间。为研究不同纤维参数配比对BF/PLA复合材料热性能的影响机制，快速开发适宜的车用零部件材料，本文首先对多种纤维参数配比下BF/PLA复合材料热性能分别进行试验，通过数据相关性分析，探讨了不同纤维参数配比对复合材料热性能的影响，利用三因素方差分析方法F值提出纤维参数拟中心化方法，建立玻璃化转变温度和结晶度与中心化变量间的拟合归元函数，进行热性能预测，得到决定系数R²分别为0.8870和0.8551，预测精度在实际工程可接受范围内。对某车企实际车型车门内板热性能进行有限元分析，将预测数据模拟结果与原车模拟结果进行对比，结果表明，利用本文所提方法所选较优配比复合材料热性能略优，且显著提升了研发效率，验证了本文所提方法有效性，为未来车用复合材料快速开发、降低成本、选择替代和绿色设计提供重要理论指导和方法参考。

为了揭示粗集料轮廓形态特征对沥青混合料细观力学影响机制，本文采用数字图像处理技术获取粗集料轮廓特征，构建多形态特征粗集料离散元模型，结合单轴贯入虚拟试验系统研究了集料几何形态对沥青混合料细观力学响应的影响。研究结果表明：集料颗粒间接触点处存在拉/压混合应力模式，接触点处压应力比例为40%-50%，拉应力比例为10%-20%，拉压混合应力比例为30%-40%；单轴贯入荷载的作用导致微裂缝数量快速增长，针片状集料含量较高的混合料，集料-沥青界面的微裂缝较快连接形成贯穿裂缝；微裂缝主要由剪应力引发，其数量约占微裂缝总数的90%，由拉应力作用的微裂缝数量较少，约占总数的10%；微裂缝最长达到10mm，裂缝最短长度为0.2 mm；立方体集料较多的混合料，骨架嵌挤作用可以有效抵抗荷载作用，微裂缝分布面积较小且应力水平较低。研究成果对于沥青路面施工过程中粗集料筛选，以及提升粗集料加工质量提供理论依据。

为研究聚丙烯纤维与混凝土界面的粘结力学特性，通过单纤维拉拔细观力学试验与数值模拟对界面的脱粘过程进行了研究。采用微CT与自行研制的单纤维拉拔装置建立了单纤维拉拔原位扫描观测系统，对压痕型单根聚丙烯纤维从砂浆基体中拔出的过程进行了原位扫描观测。结合力学正则化全局数字体图像相关法，获得了纤维与基体界面的变形场，由纤维与基体间共用节点的相对位移量化了界面的脱粘。基于CT图像建立了反映纤维和基体真实形状的三维细观数值模型，模拟分析了单纤维拉拔过程。结果表明：拉拔力-位移曲线在峰后呈现出与压痕纤维几何形状特点相关的多峰特征，由数字体图像相关法测量和数值模拟所得界面应变场均呈现出与压痕纤维几何形状特点相关的应变集中现象，表明纤维的周期性压痕增强了拉拔过程中纤维与基体之间的摩擦和咬合力。界面处相对位移在纤维嵌入端部最大，沿纤维方向减小，在垂直于纤维方向的平面内，相对位移的变化规律与纤维的几何形状具有相关性。在沿纤维方向上相对位移反映出当拉力达到峰值荷载前，纤维与基体已完全脱粘。