[目的/意义]本文旨在探讨世界机器人发展的模式，为未来各国机器人发展指明方向与路径。[方法/过程]本文应用历史分析方法和案例分析方法，剖析了机器人的本质，归纳并提出了机器人发展的三种模式，对比研究了三种模式的根源、特征和优劣势，明确了机器人发展模式的政策价值。[结果/结论 ]研究发现，创意驱动模式的核心优势在于能够引领高精尖机器人的发展，市场驱动模式的核心优势在于能够更好地满足客户需求，政策驱动模式的核心优势在于能够促进国家或区域的战略发展，但三种模式在发展的过程中都会适度融合其他两种模式的优势，从而弥补单一模式的不足。

大跨度、开敞式、轻质建筑楼盖的大量使用以及用户体验满意度要求的不断提高，使得人致荷载下的楼盖振动舒适度问题日益突出，也已成为大跨楼盖结构设计的关键问题。为此，中国电子工程设计院有限公司联合多单位编制了《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》（JGJ/T 441—2019），并已于2020年1月1日起实施。文章针对《标准》中单人步行荷载下楼盖结构响应的反应谱计算方法，详细说明了其理论基础、简化依据和计算步骤。进而，将反应谱方法应用于50个已建钢-混凝土组合结构楼盖、3个已建混凝土楼盖、1个木楼盖试验模型、1个已建人行桥和英国设计标准中2个范例的人致结构振动分析与舒适度评估，并与上述例子的实测值或标准计算值进行了比较。对比结果显示了反应谱方法对多类型结构人致振动分析的适用性，同时也进一步明确了阻尼比、模态质量等关键计算参数的选取原则以及反应谱方法的使用范围。

针对随机地震动作用下结构-调谐质量惯容阻尼器（TMDI）系统参数设计与概率密度演化分析开展研究。首先采用定点理论公式和基于遗传算法的数值优化方法，结合规范选波进行低惯质比、中惯质比和高惯质比TMDI参数优化。在此基础上，结合概率密度演化理论与物理随机地震动模型，进行随机地震动作用下结构-TMDI系统概率密度演化分析，并比较具有相同质量比的常规调谐质量阻尼器（TMD）的减震性能。算例分析表明：定点理论公式不能合理设计结构-TMDI系统，基于遗传算法的数值优化方法能高效、可靠地获得最优阻尼器参数；相同等效质量比的TMDI比TMD的减震性能更优越，结构可靠度显著提升，达到安全性设计要求；同时，TMDI仅采用了TMD设计1/50的物理质量，且仅需40%的冲程设计要求。文章研究在概率意义上揭示了TMDI增效、减质、限程的技术优势。

变电站的抗震韧性对电力系统抵御地震风险和震后功能恢复具有重要影响。为研究变电站系统抗震韧性，针对变电站系统的功能和结构特点，提出一个基于网络连通性模型的抗震韧性量化评估方法，通过连接矩阵技术基于各设备单元的拓扑连接关系建立变电站的网络连通性模型进行系统分析，基于设备层面的地震易损性模型和所需修复时间，以及修复人员的数量和修复次序，能够综合考虑系统功能损失阶段和功能恢复阶段的不确定性以及抢修资源限制和分配的影响，利用蒙特卡洛模拟法获得变电站功能的期望轨迹曲线，实现变电站系统抗震韧性的量化评估。通过该方法对某一实际变电站进行抗震韧性评估，并对不同的抗震韧性提升策略进行量化和对比，验证该评估方法的应用前景。

为推动桥梁预制梁的钢筋智能绑扎进程，提出采用锚固板竖向钢筋代替传统箍筋的网片式配筋方案。为研究该配筋形式对预应力混凝土T梁受剪行为的影响，针对抗剪钢筋形式、剪跨比等参数，设计4个缩尺梁抗剪试验，并使用ABAQUS有限元软件开展实体非线性仿真计算，对试件的预应力效应、抗剪承载能力、失效模式、混凝土受力特征及钢筋受力特征进行分析，结合压力场理论解释其抗剪承载性能的差异，并利用参数分析给出锚固板竖向钢筋的合理设计建议。研究结果表明：在1.0～2.6剪跨比条件下，与常规箍筋梁相比，锚固板竖向钢筋的配置对预应力混凝土T梁受剪开裂荷载及未开裂刚度影响很小，且具有相同的受剪破坏特征，但锚固板竖向钢筋梁具有较大的开裂后刚度及抗剪承载能力，其抗剪承载能力提高约10%,这主要因为锚固板钢筋梁具有更小的混凝土斜压杆倾角以及更大的斜压杆影响区域，且锚固板钢筋可以充分发挥其屈服强度，为充分利用锚固板的优良锚固性能，建议锚固板承压面积宜取钢筋截面积的4.5～8.0倍，锚固板钢筋的屈服强度宜取400～500MPa。

中小流域暴雨洪水计算及其参数综合在洪水灾害防治中起着关键作用。变化环境引发暴雨洪水等水文极值增加，中小流域暴雨洪水灾害面临严峻挑战。文章对中小流域暴雨洪水计算全过程及参数综合研究进展进行系统回顾、梳理和总结，并对目前常用的产汇流计算方法及其参数在实际应用中存在的问题和局限性进行探讨。流域下垫面和暴雨特性的空间异质性大，产流损失根据其地理特征形成以经验和半经验方法为主的计算方法；汇流计算以推理公式和单位线法为主，流域地形地貌汇流特征能基本反映，但流域形状和微地形在当前计算方法中反映甚少；当前使用的参数成果均由20世纪80年代前的数据得到，限于资料精度和技术水平，参数综合要素较为简单，多地出现不适用现象，亟需开展新一轮的暴雨洪水计算参数综合；在中小流域暴雨洪水过程模拟及实时预报上，结合雷达测雨、高分辨率遥感、高性能计算和深度学习等技术方法的研究已初具规模，建议加强利用新兴技术计算流域产汇流参数，推进其在暴雨洪水设计上的应用。

以珠海淇澳岛为研究区，并基于Sentinel-2遥感影像，对连续3年（2016年“妮妲”、2017年“天鸽”和2018年“山竹”）台风干扰前后红树林的NDVI（Normalized Difference Vegetation Index，归一化植被指数）进行计算，在此基础上分析红树林的受损及恢复格局，并对其影响因素进行探讨。结果表明：1）不同台风干扰下，淇澳岛红树林的NDVI均整体下降，其受损以轻度和轻、中度为主，而重度及以上占比较少；2）多个台风后，淇澳岛红树林的恢复在年际尺度上存在遗产效应，其总体遵循“受损较重→缓慢恢复→受损较轻→快速恢复→受损较重”的循环演替模式；3）淇澳岛红树林的受损程度随台风风速增大而加重，但台风前若无瓣海桑恢复缓慢则会降低其受损程度。淇澳岛红树林的恢复格局与无瓣海桑在台风灾后的受损程度有关，而受区域水热条件影响不大。

浙江庆元百山祖地区拥有中国最典型的中亚热带常绿阔叶林以及山地生态系统完整的垂直带谱，基于对该区海拔高度300～1 700 m所采集的9个表土花粉样品的孢粉组合图式，探讨该区植被与表土花粉之间的关系。结果表明，该区表土花粉谱按照海拔从高至低可划分为3个孢粉组合带，分别对应于常绿落叶阔叶混交林和温性针叶林、常绿阔叶林和暖性针叶林带以及次生针阔混交林林和农田地带（人类活动干扰导致），以松属（Pinus）、栲属（Castanopsis）、栎属（Quercus）等木本植物占优势，以里白属（Hicriopteris）和水龙骨科（Polypodiaceae）为主的蕨类植物也较多。该区冷杉属（Abies）花粉含量和产量都较低，可能与目前百山祖冷杉数量较低及其分布范围相对较窄有一定关系。此外，基于孢粉复合分异度指数的孢粉多样性的分析结果表明，人类干扰因素导致该区较低海拔的表土孢粉不能反映区域的地带性植被。

文章主要从城市生命线工程风险识别、监测预警等问题出发，重点概述并提出了“城市天眼”、“城市脉搏”和“城市细胞”的多层次观测体系，及其在城市生命线工程安全领域的研究进展，并对典型城市生命线工程安全领域的燃气、供排水、道路、桥梁等风险场景，介绍了各领域的评估预警方法等最新研究进展。在已有研究的基础上，对国内城市生命线工程数字化系统进行了简要总结，对当前城市生命线工程安全的未来发展趋势和关键研究问题进行了总结与展望。本文旨在国内外城市生命线工程安全已有研究与应用基础上，结合当前前沿技术与工程建设现状提供相关的指导借鉴。

为研究结构空间约束对现浇楼盖梁受剪性能的影响，以剪跨比、面积配箍率、空间位置为变量，在足尺框架结构中开展12根楼盖梁受剪试验，并与对照试件简支梁试验结果进行对比。结果表明：结构空间约束可提高楼盖梁受剪承载力，削弱其变形能力；剪跨比和空间位置显著影响楼盖梁受剪承载力；剪跨比为0.7和1.0时，楼盖梁受剪承载力较简支梁平均提高至1.09和1.39倍；剪跨比0.7时，边框边跨和中框边跨位置的楼盖梁受剪承载力平均提高至1.10和1.25倍；剪跨比1.0时，边框边跨、边框中跨、中框边跨和中框中跨位置的楼盖梁受剪承载力平均提高至1.30、1.30、1.43和1.72倍。根据受剪试验结果修正考虑结构空间约束的楼盖梁受剪破坏数值模拟方法，数值模拟结果表明，楼盖梁在受剪过程中因空间约束产生约束轴力，约束轴力随跨中挠度增大而不断增大。

为在桥梁结构系统易损性中更好地考虑不同构件个体之间的相关性，文章提出一种新的优化藤Copula分析桥梁结构系统易损性的方法。该方法与现有的考虑构件类别之间相关性的桥梁系统易损性分析不同，是将桥梁系统包含的各个构件的易损性作为藤Copula函数中的一个变量。通过不同构件个体的地震需求样本间的秩相关系数，基于最短哈密顿路径方法筛选优化的藤Copula函数。从而避免大量的联合概率密度函数的求解以及信息判定准则的试算。同时，提出优化藤Copula函数是基于构件易损性补集的联合概率密度函数（PDF），通过其分析桥梁系统易损性仅需构建一个联合PDF，可避免求解构件不同组合情况下较多的联合PDF。选用四跨有桥台混凝土桥梁结构模型，用桥梁剩余能力模型模拟桥梁的损伤，用提出的方法分析具有桥墩桥台和支座共10个构件个体相关性的桥梁系统易损性，并与目前通常采用的考虑构件类别之间相关性的桥梁系统易损性分析以及Monte Carlo（MC）方法的结果对比，验证提出方法的有效性。

缓冲/回填材料的矿物特性是决定其优良工程性质的本质因素，传统试验手段难以为纳米级矿物行为研究提供足够的微观结构与动力学信息，借助分子动力学技术可在分子尺度定性观察、定量分析膨润土矿物水化的动力学特性，在辅助解释试验现象、改进现有理论模型、修正经验参数等方面具有独特的优势。文章在详细阐述膨润土矿物建模基本原理的基础上，总结膨润土层间膨胀的产生机制与主控因素，以及晶体膨胀行为的环境效应。结果表明，在层间阳离子的强烈吸引作用下，水分子进入层间，致使层间距增大；膨胀过程主要受控于晶体结构与层间阳离子种类等因素。然而，当前研究在蒙脱石模型参数以及力场的选择上并未有统一认识；仅对单一晶层进行模拟忽略了相邻晶层之间的相互影响；缺乏对复杂耦合场长时效性问题以及周期性变化问题的研究。因此，在提高膨润土矿物模型准确性、实现多晶层组合模型计算与复杂多场耦合作用模拟等方面需要展开进一步深入研究。

塔里木盆地北部雅克拉地区发现具有开采价值的含氦气田，其中古生界氦气的平均含量为0.31%，是氦气资源量最丰富的层位，高于氦气工业生产标准，但其氦气资源潜力和成藏模式尚不清楚。基于雅克拉地区14口钻井的自然伽马能谱测井资料，对雅克拉地区古生界氦气资源生成量进行了定量评估，并结合成藏要素进行综合分析，根据氦气的运聚过程及载体特征，总结出氦气成藏模式。结果表明：雅克拉地区古生界平均生氦潜量为2.37×10^-10 cm³/g，氦气生成总量为3.22×10⁹ m³。生氦潜量最高的区域位于沙15井附近区域，其次为沙49井附近区域，从沙5井至沙49井的呈带状展布的狭长地带是生氦主力。区域内古生界沉积岩系供给含氦气藏的氦气量可高于天然气藏中的氦气总量，沉积岩系可为有效氦源岩，生成氦气以主要形成于加里东—海西构造期的断裂、裂缝为运移通道，在地下水和天然气的协助下持续运移，以古老地层水运移聚氦模式、天然气沿古老储层运移聚氦模式进行聚集成藏，上覆3套厚度较大的泥岩层、膏岩层，可对气藏有效的封存保护。

常规/非常规油气演化过程中伴生有低分子量芳烃类化合物，在油气开采过程中这些芳烃类化合物可通过不同途径进入周边水体环境，造成潜在的生态风险。建立快速灵敏的芳烃类化合物监测技术，对于环境管理部门和生产单位日常监测以及应对意外事件，都具有重要意义。基于箭形固相微萃取（SPME Arrow）结合气相色谱—质谱技术，建立了水相中的芳烃类化合物快速分析方法。研究考察了萃取头、萃取温度、萃取时间、解吸时间和搅拌速度对SPME萃取效果的影响，结果显示，萃取头DVB/PDMS 120 μm对芳烃类化合物有较好的选择性，在萃取温度50℃、萃取时间50 min、解吸时间5 min、搅拌速度1 000 r/min下，方法重复性较好，具有良好的线性关系。该方法样品需求量少，且避免使用有机溶剂，对环境友好；操作过程简单，能够实现对芳烃类化合物的快速检测。

以苏州中心城区为例，运用长时间跨度的城市兴趣点数据，采用核密度估计、区位熵等方法，识别城市功能中心的时空分化特征，进而探讨其驱动机制。研究发现：1）城市功能中心的空间分布由单中心向多中心演化，主副差序格局显著。功能中心的功能呈现公共性向生活性主导转变，并逐渐转化为消费性主导的特征，且主导功能的空间分异显著。2）驱动机制方面，多尺度空间、多层级政府的规划政策共同建构嵌套式的演化驱动机制。其中，宏观政策层面，经由国家战略落位和区域规划向下传导，指引空间和功能的整体演化方向；中观政策层面，有为政府通过构建蓝图式规划，联动市场机制，推动城市多功能中心的生成；微观政策层面，城市功能疏解、空间更新和新城特色空间营造等行动政策协同，推动城市各功能中心的功能疏解与集聚。城市功能中心的主导功能类型演化有其客观规律，有必要加强多案例对比研究，注重从功能中心体系视角出发，探讨功能中心的联系与分工，以促进规划政策的精细化供给。

以合肥轨道交通1号线为例，首先，构建站点区域的住宅价格拟合模型，其次，解析住宅的空间增值规律与各拟合指标的溢价效力，并进一步提取站点区域住宅项目溢价增值特征，最后梳理价值捕获机制并提出优化策略。研究表明：1）合肥轨道交通1号线对沿线住宅价格的影响显著，并随距轨道交通站点距离的增加，住宅价格不断衰减。2）不同指标要素对站点区域住宅溢价效力不同，其中区位交通层面指标的溢价贡献最大，其次是邻里环境层面指标，建筑形态层面指标的贡献最小。3）依据模型得分结果构建四元组对站点区域进行评估，能识别站点区域的溢价规律与地理效应，建立轨道交通站点区域溢价效应与价值捕获的系统联系。同时基于合肥实践，针对中国公有制土地制度，通过剖析轨道融资与溢价捕获的互动关系，提出了适应性的土地利用策略与溢价分配方法，以推动轨道交通溢价归公、城市居民共享地利和社会经济可持续发展。

工程结构不同水准变形状态的监测与识别对于评估其结构性能具有重要意义。传统的结构健康监测方法大多具有接触式测量、离散布置、局部观测的特点，无法充分考虑工程结构的连续体物理特征，获得结构多水准连续型变形信息。基于视觉追踪的测量技术因其非接触、低成本、易布置等优点逐渐成为结构健康监测的新兴方法之一，此外，近年来计算机视觉领域也提出了多种目标检测模型可以鲁棒识别显著视觉对象。该文结合结构变形机理、视觉测量技术与显著目标检测算法，从图像中提取并追踪结构目标区域的连续边界，实现了结构多水准变形状态识别，并通过足尺钢筋混凝土梁落锤冲击试验对提出的方法进行了验证。研究结果表明，提出的方法可以稳定追踪结构边缘在毫秒级别的变化状态，准确识别包括竖向位移、构件转角和截面曲率在内的结构多水准变形状态，为进一步评估结构性能提供了重要数据与信息。

为了给公路钢桥损伤等效系数λ的准确编制提供理论依据，引入等效疲劳细节强度和综合疲劳抗力系数（comprehensive fatigue resistance factor，CFRF）概念，构建三段式S-N曲线条件下λ系数的精确解，提出基于临界CFRF指标的安全寿命设计极限状态分析方法；在此基础上，通过开展实际交通流模拟，分别对等效内力幅简化计算方法精度、载荷谱疲劳设计极限状态分布以及规范λ_max系数合理性等问题进行分析讨论。研究结果表明，载荷谱等效应力幅Δσ_E2的理论解对应于等效疲劳细节强度，λ系数精确解具有疲劳抗力门槛属性；在λ系数近似标定方法中，二次等效法相比于单斜率法更适用于公路钢桥载荷谱，绝大部分工况下仅略高于精确解5%；λ_max<λ的疲劳设计极限状态主要出现在峰均比较小的短跨径桥梁载荷谱中，但此类载荷谱的等效疲劳细节CAFL在长周期模拟中有较大概率会被极值超越，采用超限损伤极限状态作为λ系数的限值策略表现出一定的不安全性；当前规范制定的λ_max对于大交通流、多车道均匀作用工况标定的λ系数存在一定低估情况；考虑到实际工程中载荷谱的复杂性，不建议取用统一λ_max值进行安全寿命设计极限状态限定。

随着信息化与工业化快速融合发展，以装配式结构、数字化建管养为代表的城市桥梁建设，是行业绿色低碳发展的必然选择。然而城市桥梁因其复杂的建设需求，制约了桥梁专业化BIM正向设计软件的发展，反过来又进一步影响桥梁工程信息化与工业化的发展。鉴于此，以快速施工的城市高架预制钢混组合梁桥为背景，引入BIM技术，提出基于知识工程的多精度递进式三维设计方法，研发城市高架预制钢混组合梁桥正向设计系统，实现三维正向设计、工程算量，及通过数据交互实现图纸绘制、有限元计算的功能。该系统可以精准地完成道路路线数据转换、上下部结构快速合理地半自动化布置、构件零件级拆分和模型创建。通过实际工程项目，验证了所提出的方法和系统的可行性和实用性。

当前研究发现，氦气的成藏与天然气具有耦合效应，二者表现为异生同储关系，但氦气的成藏理论尚不完善。研究从氦源岩、运移方式等方面入手，剖析鄂尔多斯盆地东胜与大牛地气田氦气成藏差异性，研究表明：①2个气田主要氦源均为基底岩石氦气，东胜气田可能氦源岩有富U、Th的基底岩石、煤层，大牛地气田可能氦源岩有基底岩石、煤层与铝土岩层；②东胜气田内部发育连通基底的断裂，为烷烃气与氦气运移提供通道，大牛地气田下方也存在基底断裂，但气田内部靠生烃作用产生的微裂缝进行运移；③对比二者成藏模式，认为连通基底与储层的深大断裂对于氦气成藏具有促进作用。