先验信息强化的混凝土裂缝深度学习级联检测算法研究

为提高混凝土桥梁复杂表面的裂缝检测精度，提出一种基于深度学习的先验信息强化的裂缝级联检测算法。算法采用级联检测的方法将2个神经网络级联来检测裂缝；先验信息强化包括标准化和边缘强化，制作裂缝标准化切片时将裂缝旋转至水平走势并将质心放置在切片中心，同时根据灰度梯度相似性去除属于一般背景的切片；将切片进行裂缝边缘先验信息强化处理，以此人为地突出特征，降低网络训练难度。分别对比不采用先验信息强化和级联检测的网络结果，评价网络检测性能。实验结果表明，对混凝土桥梁表面裂缝检测的精确率和召回率达到89.64%和98.02%,能较好地避免背景中干扰物的影响。     

基于A*算法的进路搜索应用研究

进路搜索是计算机联锁系统的主要功能之一。针对联锁表查表搜索算法耗时多、效率低的缺点,利用A*算法对联锁的进路搜索过程进行优化。首先利用启发函数控制搜索过程的趋向性,以减少进路搜索中遍历节点的数量;其次采用链表优化程序结构,建立搜索节点之间的方向关系,以提高算法的整体搜索效率。为验证算法的功能和性能,搭建测试平台,上位机基于Visual C++6.0编程,设计站场界面作为控制台,联锁进路搜索功能则由STM32单片机实现,站场数据存储在外部FLASH里,单片机通过文件系统读取,进路搜索出的节点数据保存在链表里,并返回给上位机。测试表明:经A*算法优化的进路搜索程序相比其他搜索算法效率更高,尤其是当进路较长或道岔较多时,效果更加明显。     

波纹钢管约束承插式拼装桥墩抗震性能研究

承插式预制拼装桥墩是将预制混凝土墩柱插入承台预留的凹槽内，在间隙中填充混凝土或灌浆料连接形成的装配式结构，承台预留槽内设置波纹钢管以增强对桥墩根部的横向约束。开展承插式拼装桥墩和现浇桥墩2组试件的拟静力荷载试验，研究了承插式拼装桥墩的抗震性能以及波纹钢管的横向约束效应，并通过相关影响参数的模拟分析，探讨了承插深度、灌浆料强度和连接界面处理方式对承插式桥墩抗震性能的影响规律，为其抗震设计提供依据。研究结果表明：波纹钢管约束承插式桥墩柱脚形成的塑性铰区域及破坏形态与现浇桥墩基本一致，承载能力没有明显差异，但破坏时极限位移提高约20%,结构延性和耗能能力有所提高，波纹钢管约束承插式拼装桥墩具有良好的整体性和抗震性能；随着承插深度的增加，承插式桥墩的抗震性能随之提高，当承插深度超过0.6D(D为墩身直径)时，其抗震性能提升趋于缓和；当灌浆料强度达到桥墩主体混凝土强度后，继续增加强度对桥墩抗震性能影响不大；相对光滑界面连接，波纹键齿和梯形键齿连接的承插式桥墩承载能力分别提高约30%和26%,累积耗能分别提高20%和15%,波纹键齿连接的效果最优。     

移频轨道电路发码装置的研究与设计

为提高移频轨道电路发码装置输出信号的质量及装置的可靠性，设计一种基于直接数字频率合成器（DDS,Direct Digital Synthesizer）芯片的发码装置。该装置由单片机直接控制DDS芯片产生移频信号，经过后级电路放大滤波后，输出到测试环线上，供车载天线接收；单片机提供RS-485通信电路用来接收上位机的控制数据、有机发光二极管（OLED,Organic Light-Emitting Diode）显示屏和按键，作为便携式设备的人员操作接口。通过测试验证，该装置可精确输出ZPW-2000和FTGS这2种移频轨道电路的移频键控（FSK,Frequency-Shift Keying）调制信号，提高了输出信号的分辨率和精度，从而减小相邻轨道区段间的干扰，便于机车信号设备的解调。与既有的移频轨道电路发码装置相比，该装置具有信号质量高、结构简单、可靠性高、方便操作的优点。     

舱壁厚度受限的低频宽带吸声结构研究

由于现代舰船的舱壁厚度过大且低频噪声控制能力有限，为实现舱壁结构轻质、吸声等多功能的高度集成，设计一种基于内插管型Helmholtz谐振腔多胞元组合排布的低频宽带吸声结构。采用Comsol软件建立压力-热黏性声学有限元模型，分析对比各排布构型结构的低频吸声性能，获得500 Hz～900 Hz内平均吸声系数大于0.9的宽带吸声结构。结果表明：较高面积占比的构型能在低频段获得更高的吸声峰值和吸声带宽，其结构更易实现阻抗匹配，提升结构的吸声性能；等截面积的类矩形Helmholtz谐振腔胞元在进行环形排布组合后，过薄壁厚会引起相邻胞元之间的不良耦合，降低结构的吸声性能。     

基于复杂网络方法的粤港澳大湾区城际高速公路路网鲁棒性研究

选取粤港澳大湾区城际高速公路路网为研究对象，采用对偶映射法建立相应的复杂网络模型，运用复杂网络特性指标节点度、度分布、平均路径长度、平均聚集系数分析其网络拓扑结构，并用随机攻击和蓄意攻击两种攻击策略，以最大连通子图相对大小、平均路径长度、网络相对效率等3个指标对该网络的鲁棒性进行评价。结果表明：网络拓扑结构上，粤港澳大湾区城际高速公路路网是小世界网络但并不是无标度网络；鲁棒性分析方面，节点度高的节点是影响路网鲁棒性的主要因素，该路网由于路网中节点度大与节点度小的节点数量相当，因此在面对随机攻击时较蓄意攻击表现得较为鲁棒。     

基于图像识别的高压铸造铝合金缺陷特征分析及缺陷对性能影响的研究

利用温室拉伸、扫描电镜，以及基于深度学习和阈值分割法开发的缺陷自动识别和统计程序，研究了缺陷对高压压铸铝合金机械性能的影响规律。结果表明，高压压铸铝合金铸件不同位置的力学性能具有波动性；对比图像识别程序和人工统计断口缺陷面积结果，验证了图像识别程序的精度；断口缺陷面积和力学性能关系表明，孔隙率和最大缺陷尺寸与延伸率具有相关性，当孔隙率或最大缺陷尺寸上升时，高压铸造铝合金的延伸率呈下降趋势。     

波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥设计参数分析

为明确波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥关键设计参数的合理取值范围，以3×30 m波形钢腹板结合梁桥通用图为研究对象，建立波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁有限元模型进行参数敏感性分析。研究翼缘板宽厚比、波形钢腹板高厚比、横隔板间距及钢梁高跨比等对结构受力性能的影响，并给出关键设计参数合理取值建议。结果表明：波形钢腹板工字钢梁跨中处受压上翼缘板宽厚比小于23、支点处下翼缘板宽厚比小于19时可满足结构稳定性要求；跨中处波形钢腹板高厚比不宜大于265,支点处腹板厚度由抗剪需求控制；波形钢腹板横向刚度大于平钢板，横隔板间距可放宽至支点处翼缘板宽度的35倍；波形钢腹板工字钢结合板梁桥的钢梁高跨比可取1/28～1/18,经济合理高跨比约为1/25。     

考虑环境影响的分流路网设计双层规划模型

研究了考虑环境影响的分流路网设计问题的双层优化模型。其中，上层模型以系统出行总时间最小，CO排放最小为优化目标，并以路段最大饱和度为约束，下层模型为确定性需求下Logit型随机用户均衡配流模型。使用是否选择道路用于分流作为决策变量，将道路网络离散化，设计了基于MSA-Dail的遗传算法对模型进行求解，并利用Nguyen&Dupuis网络对模型和算法进行了验证。研究结果表明：相比于不考虑CO排放，考虑CO排放影响下所设计的分流路网能够减少2 760 g的CO排放以及145 h的出行时间。同时，还求得了客车和货车的分流路网，并给出了各个路段上客车和货车的交通量。此外，通过对OD出行需求的敏感性分析，发现OD出行需求大小对分流路网决策方案的设计有较大的影响，在实际分流路网设计时，应尽可能获取准确的OD出行需求，并针对高峰期和平峰期设计不同的分流方案。     

基于机器学习的RC简支梁桥运维期承载力评估方法

首先分析了材料性能对桥梁承载力的影响，并采用有限元方法扩大既有桥梁数据，建立相应的数据库。然后，通过MATLAB建立BP神经网络模型对数据库进行训练完成桥梁承载力权重系数估算，并构建神经网络预测模型实现承载力预测，通过对比验证预测模型的准确性。最后，研究利用BIM二次开发研发桥梁承载力评估与预测系统。结果表明，随着桥梁使用年限的增长，钢筋对桥梁承载力的贡献相较于混凝土而言明显降低，材料退化对抗弯承载力影响最大；桥梁配筋面积对抗弯、抗剪承载力影响最大；当数据库的数据较少且预测精度要求较高时，采用多层隐藏层神经网络预测模型更有效；当数据库的数据庞大且预测精度要求不高时，采用GA-BP神经网络预测模型更有效。