摘要:【目的】针对卫星拒止环境下无人机定位失效、动态障碍物威胁及复杂地形导致的路径规划安全性不足与实时性差的问题，提出一种基于分层风险感知的无人机路径规划方法。【方法】在硬件搭载基础上构建“全局引导-局部优化”的分层架构：在全局层，采用改进D*-Lite算法，融合障碍物距离风险核函数与无人机动力学约束，生成粗粒度风险感知地图并输出安全走廊；在局部层，结合动态偏置Informed-RRT*算法，在安全走廊内自适应调整采样概率分布，规避高风险栅格，实现动态障碍物实时避障与路径平滑优化。【结果】仿真试验表明：在障碍物密度为25%的复杂场景中，所提算法规划成功率达96.8%，较传统D*算法和Informed-RRT*算法分别提升22.4%和8.3%；规划路径长度比降至1.14，路径平均风险值降至0.21，单次规划平均耗时仅87 ms。真机飞行试验进一步证实，系统可在0.5 m的距离内实时有效规避动态障碍物，满足厘米级定位精度与22 min续航时间需求。【结论】基于分层风险感知的路径规划方法显著提升了卫星拒止环境下无人机导航的安全性、路径质量与实时性能，为灾后救援等复杂场景提供了安全高效的自主飞行解决方案。

摘要:【目的】精确预测航空器离场阶段的飞行时间，提高空中交通管理效率，确保航空器运行的安全性与经济性。【方法】深入分析了航空器离场阶段的飞行特性，探讨了影响离场航空器飞行时间的各类因素。在此基础上，提取特征航迹点，并构建堆叠模型算法以优化离场航空器飞行时间的预测方法。该堆叠模型将神经网络、支持向量机和线性模型作为基学习器，旨在提升预测精度。同时，采用贝叶斯岭回归模型作为元学习器，对最终结果进行优化。设计消融试验，通过依次移除基学习器并构建仅包含剩余基学习器的堆叠子模型，对比各模型的预测性能，深入探索了不同模型间的互补机制，并计算了航空器运行过程中各类特征的重要度。【结果】堆叠模型在飞行时间预测任务上比单一基学习器表现优异，决定系数平均提升比例为18.8%。同时，不同离场方向对航空器的高度和纬度要求存在差异。【结论】与单一模型相比，堆叠模型展现出更强的泛化能力和准确性。

摘要:【目的】针对现有评估方法依赖静态数据、难以反映人口流动“潮汐效应”的问题，提出了一种基于功能区时变系数的动态地面风险地图构建方法。【方法】首先，构建包含坠落伤亡、动态噪声及财产损失的多维风险量化模型。其次，利用公开可获取的兴趣点（point of interest，POI）数据识别城市功能分区，结合典型人群出行特征构建时空映射函数，实现对城市人口动态分布的低成本、高精度刻画；在此基础上，融合建筑物遮蔽效应及特殊区域二次伤害风险，生成具有高时间分辨率的动态地面风险地图。最后，以南京市江宁区典型城市建成区为例进行仿真验证。【结果】该方法能够精准捕捉不同功能区风险的时空演化特征，有效识别高风险时段与区域。【结论】该方法有效克服了静态数据的局限性，提升了风险评估的准确性，可为城市无人机精细化航路规划与运行管理提供科学的决策支持。

摘要:【目的】解决无人机LiDAR飞行过程中获取的点云数据易出现空洞区域导致所生成的数字地表模型（DSM）和数字高程模型（DEM）局部缺失的问题。【方法】提出一种直接作用于点云三维空间且顾及邻域坡度的无人机LiDAR点云空洞修复方法。首先，基于邻域统计分析中的点密度进行空洞边界识别；然后，利用顾及邻域坡度信息约束的曲面拟合方法，提出一种坡度约束权重系数自适应计算方法，以实现复杂地形条件下的LiDAR点云空洞修复。以湖南省衡山县佳和采石场为试验区，分别运用五种具有代表性的方法对点云空洞补全结果进行了比较分析。【结果】本文方法在三种场景下均表现最优，尤其在地形复杂区域，其补全精度相较于五种对比方法均有所提升。【结论】所提方法直接在点云三维空间进行空洞插值，避免了格网化数据结构转换过程中的误差累积；在插值过程中引入邻域坡度信息约束，充分考虑真实地表微地形特征，能够更真实合理地重建空洞区域的地形；所提出的坡度约束权重自适应计算方法可根据邻域坡度变化自动调整权重系数，无需手动调参，显著提高了空洞补全的计算效率。

摘要:【目的】刚构桥作为现代桥梁工程中的重要桥型，其截面尺寸参数的合理选择对其结构响应与受力情况有较大影响。探究刚构桥截面尺寸参数对结构关键响应的敏感性，并明确各参数对结构性能的影响显著程度。【方法】以某大跨径预应力混凝土连续刚构桥为工程背景，基于响应面法（response surface method，RSM）构建结构关键响应（挠度和上下缘应力）与截面尺寸参数（主跨高度、根部梁高、腹板厚度、底板宽度）之间的显式代理模型，从而系统分析各截面尺寸参数的敏感性。选取箱梁高度、底板宽度、腹板宽度以及顶板厚度作为设计参数，以8#节段施工完成后（半悬臂）节段端头竖向挠度、成桥后的跨中挠度和上下缘应力为响应指标。采用中心复合设计（central composite design，CCD）方法生成参数样本点，结合Midas有限元模型分析获取响应数据，从而量化各参数对结构性能影响的显著程度。【结果】腹板厚度在4个结构响应中属于重要参数，敏感程度百分比为96.66%～97.98%，而其余设计参数的结构响应百分比均小于5%，均属于可忽略参数。【结论】在给定的设计空间与偏差范围内，当刚构桥截面尺寸变化时，腹板厚度成为对施工过程中端头挠度、成桥跨中挠度与应力的主要影响因素。

摘要:【目的】?验证钢-超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,UHPC）结合段的结构可靠性，并对其提出优化建议。【方法】以主跨200 m的独塔混合梁斜拉桥——同济大桥为工程背景，利用有限元软件建立全桥有限元模型及钢-UHPC结合段局部精细化模型，通过对比分析结合段不同设置位置下的应力分布、刚度匹配特性及内力响应，获得了结合段的力学性能指标。同时，针对现有研究方法的不足，提出了一种评估结合段刚度过渡平缓程度的新方法，并通过改变结合段的设置长度，计算了各方案下的刚度过渡平缓度。【结果】UHPC填充的钢-UHPC结合段应力分布合理，承载能力较高；原方案中结合段长度已为最优，而将其设置位置向主跨方向内移2 m，可进一步改善受力状态并提升其经济性。【结论】 该方法所得规律与实际工程状况基本吻合，具备研究价值。

摘要:【目的】为高效获取直观、精准的隧道围岩原始数据，提出一种基于运动恢复结构（structure from motion, SfM）技术的隧道围岩三维重构方法。【方法】首先采用尺度不变特征变换（scale-invariant feature transform，SIFT）算法完成隧道围岩图像特征点的提取；其次通过比较欧式距离完成特征点匹配，并结合SfM原理实现相机参数标定，生成隧道围岩稀疏点云；再利用多视图立体匹配（multi-view stereo，MVS）算法对稀疏点云进行加密处理，得到高密度围岩密集点云；最后基于Delaunay三角剖分算法完成密集点云曲面重构与纹理映射，构建隧道围岩三维实体模型。【结果】依托两百余张隧道围岩实景影像开展试验验证，结果表明所提方法可高效重建结构完整、还原度高的隧道围岩三维模型。【结论】所提方法可为隧道围岩现场资料采集、地质信息精细化分析提供新的技术思路与参考依据。

摘要:【目的】车辆荷载是服役阶段引起桥梁挠度变化的重要因素之一，其时空随机性强，预测挑战大。为提高由车辆荷载引起的挠度的预测准确性，构建了融合特征工程的CNN-LSTM-Attention深度学习模型，并系统分析特征工程与模型结构对预测性能的影响。【方法】首先，基于桥面监控与称重系统数据，构建车道级车辆荷载时间序列，并引入滞后特征、差分特征、滚动标准差及移动平均等特征工程方法来增强时间序列的表征能力。然后，建立CNN-LSTM-Attention预测模型，并与长短期记忆网络（LSTM）模型及未引入特征工程的模型进行对比分析。最后，采用平均绝对误差[rMAE]、均方误差[rMSE]、决定系数[R2]及解释方差得分[SEVS]等指标对模型性能进行量化评估。【结果】在融合了特征工程后，模型的预测精度显著提升：与未引入特征工程相比，其[rMAE]降低了87.2%，[R2]提升了27.7%；与传统LSTM模型相比，其[rMAE]降低了87.3%，[R2]提升了34.4%。【结论】融合了特征工程的CNN-LSTM-Attention模型能够有效刻画车辆荷载序列的时序特征及长期依赖关系，实现桥梁挠度的高精度预测。

摘要:【目的】建立一种能够综合反映内部结构裂缝形态特征及其对道路承载能力影响的评价模型。【方法】采用主客观结合法，分别构建基于裂缝几何尺寸的形态特征评价模型和基于弯沉盆数据的承载能力评价模型。首先，借助有限元软件ABAQUS建立含不同几何特征（宽度、长度、反射深度）结构裂缝的三维路面模型，模拟落锤式弯沉仪（falling weight deflectometer, FWD）测试，获取路表弯沉盆并计算修正结构强度系数（ISSR'）。随后，分析ISSR'与裂缝几何特征的相关性，并建立回归模型。【结果】数值模拟结果表明，裂缝宽度与ISSR'无显著相关性，而裂缝长度与ISSR'近似满足指数函数关系，裂缝反射深度与ISSR'则近似符合S形函数关系。基于上述函数关系，通过量化形态模型与承载能力模型对几何特征描述的重复程度，确定各指标权重，最终形成一个融合形态特征与结构承载能力的内部裂缝综合评价模型。【结论】所构建的综合评价模型，实现了对半刚性基层沥青路面内部结构裂缝的量化评估，弥补了现行规范在此方面的不足，为基于结构性能的预防性公路养护决策提供了理论依据与方法支持。

摘要:【目的】为分析温度影响下非对称独塔单跨地锚式悬索桥的空缆线形，提出了一种基于悬链线理论的解析方法。【方法】首先，结合力学平衡条件、几何相容条件及主缆无应力长度守恒原则，建立控制方程组。该方程组充分考虑了温度效应下主塔塔顶偏移及复合索鞍滚动偏位对主缆空缆线形的耦合影响，并采用拟牛顿法求解。然后，以绿汁江大桥为工程背景验证所提方法。最后，基于该方法对不同温度下的空缆线形进行参数分析。【结果】该方法可高效精准地计算均匀温度场变化下非对称独塔单跨地锚式悬索桥的空缆线形，同时可量化均匀温度场变化对空缆线形（包括主缆竖向标高与纵向位置）、主塔塔顶偏移及复合索鞍滚动偏位的影响规律。分析表明，主缆标高随温度的升高而降低，而塔顶偏移量及索鞍滚动偏位量均与温度呈线性关系，且主缆热胀冷缩效应与塔鞍（主塔、复合索鞍）自适应位移相互叠加，显著放大了非对称悬索桥的温度响应。经绿汁江大桥典型温度工况的现场实测数据验证，关键参数的理论预测值与实测值之差均满足工程精度要求。【结论】该方法在精确表征非对称悬索桥温度效应、指导空缆线形设计及施工温度补偿方面具有可靠性与有效性。

摘要:【目的】为科学评估城乡客运一体化发展水平，构建适用于城乡客运一体化发展水平的评价模型。【方法】基于平衡计分卡理论建立评价指标体系，引入三角模糊数对各指标权重进行模糊化处理；针对传统共原点灰色聚类模型评价结果区分度低的问题，通过调整灰类区间，构造适用于城乡客运一体化评价的白化权函数，建立改进的灰色聚类评价模型。【结果】将所建模型应用于长沙市望城区，结果显示其城乡客运一体化发展水平为“良好”。所建模型有效避免了综合聚类系数计算中的灰类交叉现象，使各指标的灰类隶属度分布更合理。【结论】所构建的灰色聚类模型在城乡客运一体化发展水平评价中具有很好的普适性，评价结果区分度高，可为同类评估提供方法参考。

摘要:【目的】开展公交站点客流区间预测研究，解决传统点预测模型无法有效描述公交站点客流量预测中不确定信息的弊端。【方法】选取用改进粒子群算法优化的门控循环单元（gated recurrent unit，GRU）模型结合核密度估计（kernel density estimation，KDE）方法进行区间预测。首先使用GRU模型进行点预测，并利用改进粒子群优化（improved particle swarm optimization，IPSO）算法进行参数寻优；然后结合核密度估计方法计算点预测误差的概率密度分布函数，求解对应置信水平下的误差置信区间，最终结合点预测结果实现区间预测。【结果】对比试验表明，本文的点预测模型预测精度最高、区间预测模型区间评价结果最好，验证了模型的有效性。【结论】该模型能够生成更精确的预测区间，可为后续公交车辆调度方案决策提供参考，具有较好的实用性。

摘要:【目的】解决城市快速路出口匝道短距离衔接地面信号交叉口区域的交通拥堵问题。【方法】提出一种出口匝道短衔接段动态车道设置方法。考虑出口匝道短衔接段的交通特性，进行动态车道设计。以出口匝道短衔接段车流的总流量比最小以及流量比差值的绝对值之和最小为目标，以车道数目、车道位置、信号相位和排队长度等为约束，构建动态车道功能分配模型。兼顾动态车道分配方案的运行时间和运行效益，利用预信号研究动态车道分配方案自适应转换方法。以湘府路高架快速路出口匝道衔接湘府路-韶山路地面交叉口为研究对象进行实例仿真分析。【结果】在出口匝道短衔接段设置动态车道后，车辆平均速度提高了40.8%，车辆平均延误时间缩短了21.4%，车辆平均换道次数减少了12.6%。【结论】设置动态车道能有效提高出口匝道短衔接段的通行效率，减少该区域的车流交织。