有源回流牵引供电系统(active return traction power system，AR-TPS)通过回流节点(return current node，RCN)将走行轨电流转移至回流线缆，从而实现对城市轨道交通钢轨电位与杂散电流的治理. 为提升AR-TPS的治理性能，提出一种回流节点优化布设方法. 首先，建立两层分布参数模型与回流节点电流转移模型，揭示RCN数量与布设位置对电流转移能力的影响规律；进而基于工程约束与节点功能将节点数量精简为两个，并以治理性能最优为目标将布设位置优化于区间中点附近. 最后，基于典型列车运行曲线进行仿真验证. 结果表明：与有源阻抗变换器协同工作的外侧节点是回流电流转移至回流线缆的主要路径；AR-TPS的治理性能随RCN向区间中点靠近而持续提升. 采用传统牵引供电系统时，钢轨电位最大值为34.86 V，杂散电流最大值为2.89 A，总泄漏电荷量为134.00 C；采用优化前节点均匀布设的AR-TPS时，上述指标降低至14.84 V、0.94 A和55.70 C，相较于传统牵引供电系统的抑制率分别为57.42%、67.47%和58.43%. 采用所提方法优化后的AR-TPS时，上述指标进一步降低至8.66 V、0.66 A和38.67 C，抑制率提升至75.16%、77.16%和71.14%.

为从源头定位地铁杂散电流泄漏点，首先建立地铁牵引供电系统等效电阻网络模型，根据钢轨绝缘损坏前后的等效电阻网络拓扑结构不变的特点，基于特勒根定理推导钢轨对地过渡电阻与牵引所及列车支路电压、电流的关系式；其次，考虑列车运行与牵引所、列车相关电气量的时空对应关系，构建多时间断面的钢轨对地过渡电阻求解方程组，并采用二分法对定位区间逐步细分以增加方程组维数，结合遗传算法对该方程组进行迭代寻优获取沿线钢轨对地过渡电阻分布；最后，将钢轨对地过渡电阻计算结果与杂散电流泄漏点判别阈值进行对比，以实现杂散电流泄漏点定位. 基于实际地铁线路参数及实测轧道车数据开展仿真验证，并从杂散电流泄漏点位置、泄漏程度及泄漏区间长度三方面分析所提方法的适用性. 结果表明：在不同泄漏点位置、不同泄漏程度及不同泄漏区间长度三类仿真场景下，最大定位误差分别为9.375 m、0 m、6.875 m，相对误差均低于0.4%，可见所提方法的定位结果与预设位置基本吻合. 综上所述，该方法能实现杂散电流泄漏点所在区段定位，可为钢轨扣件破损、局部绝缘劣化等场景下的杂散电流治理提供理论依据.

为分析地铁杂散电流对电缆金属护层对地电位的影响，考虑其经金属护层与大地的双重入侵路径，分别构建了双端接地与交叉互联接地方式下的电缆金属护层电气量分析模型；基于叠加定理，将感应电压与杂散电流产生的电压降进行叠加，推导出两种接地方式下电缆金属护层任意位置对地电位的计算方法；通过某交叉互联接地方式下110 kV电缆的实测电流对计算值进行验证，并基于PSCAD仿真平台对两种接地方式下对地电位计算结果进行验证；在此基础上，采用所提模型分析杂散电流幅值、频率及土壤电阻率对金属护层对地电位的影响. 研究结果表明：电缆金属护层电流计算值与实测值趋势基本一致，相对误差为3.08%；交叉互联处对地电位的计算误差为0.86%，双端接地方式下金属护层中点位置对地电位计算误差为1.13%；双端接地方式下，电缆金属护层对地电位始终处于安全限值以内，杂散电流从0增至300 A时，金属护层中点位置对地电位由1.10 V增至30.25 V；交叉互联接地方式下，当杂散电流超过162 A时，交叉互联处对地电位超过50 V限值；杂散电流频率对两种接地方式下电缆金属护层对地电位的幅值均无明显影响，仅使峰值出现更为频繁；土壤电阻率增大会抬升电缆金属护层对地电位，且双端接地方式下的抬升幅度较交叉互联接地方式更为显著.

中速磁浮交通系统在城际和市域轨道交通运输领域具备广阔的应用前景，但沿用传统轮轨系统的计算方法无法有效解决磁浮线路通过能力精确计算问题. 根据运行组织的实际需求，立足中速磁浮系统技术特性并融合运行控制与安全防护的约束要求，针对中速磁浮线路通过能力计算方法开展研究. 首先，通过对中速磁浮列车运行所遵循的“一分区一运行车”刚性防护约束，以及对运行控制系统采用的停车点步进控制机制与准移动闭塞追踪防护模式的深入分析，论证闭塞时间理论与中速磁浮运行控制系统技术特性的适配性；在此基础上，以“闭塞时间理论——最不利分区交接申请点识别”为核心研究范式，构建区间运行、到站停车、站台发车和站后折返四类全流程典型运营场景下的分区闭塞时间量化模型，提出基于时间窗压缩的线路通过能力求解算法；最后，选取具体线路案例，通过仿真实验与极限压力测试相结合的双重验证体系，对所提计算模型与算法的输出结果进行有效性验证. 仿真结果表明：目标线路通过能力的理论极限值为11列/h，若额外再添加一条运行线，后行列车的运行过程将不可避免地受到前行列车的运行干涉，本文所提模型与算法具备良好的计算精度和工程适用性.

磁浮交通系统凭借非接触、高速度和低噪音等优势成为未来轨道交通的重要发展方向，其复杂运行环境、高安全要求与高运维成本对系统的自主感知、决策与控制能力提出更高要求. 在此背景下，关键具身智能作为新一代人工智能的重要范式，强调智能体（如车载智能控制体、轨道侧感知智能体与机器人）与物理环境之间的实时交互与持续学习，推动感知、决策与控制的深度融合，为磁浮交通系统智能化发展提供了新的技术路径. 在具体应用中，关键具身智能首先赋能运行安全与悬浮导向精准控制，通过融合多模态传感器数据动态构建车辆-轨道-环境态势，实现毫米级感知、状态预测以及悬浮导向与牵引制动策略的自主生成，确保极端工况下的稳定性与舒适性；其次，在基础设施自主巡检与智能维护领域，具身智能驱动的机器人或无人机可替代人工执行高风险任务，通过交互式检测识别缺陷，并基于经验预测部件寿命，优化维护周期；最后，在全局调度与协同优化方面，多个具身智能体构成分布式系统，通过共享局部感知信息，动态协商调整运行图，实现列车群高密度、协同化与能效优化运行. 综上，关键具身智能正推动磁浮交通系统从“自动化执行”向“自主化进化”转变，在提升安全性、运行效率与系统韧性的同时，有助于降低全生命周期成本，是构建下一代自适应、可进化智慧轨道交通的关键路径. 未来研究需聚焦于智能体的高可靠性验证、多智能体协同机制及在复杂环境下的鲁棒性提升，以加速其工程应用进程.

为提高文档级事件因果关系识别的准确率，首先利用大语言模型所包含的隐性知识，从文档中筛选出与目标事件相关的其他事件，构建事件候选集；其次，将事件候选集组合成事件关系全连接图，并对其进行条件约束，通过条件约束将事件关系全连接图简化为事件关系约束图，减少图中无关事件的噪声传递；最后，以自注意力机制计算图网络中任一节点对其他节点的影响，并利用带有焦点损失的二分类损失函数训练模型，进一步缓解了因果关系识别中的假阳性问题. 研究结果表明：模型在事件因果关系识别任务中，Causal-TimeBank数据集句内事件对因果识别的精确率达到77.3%；EventStoryLine数据集句内事件对因果识别的精确率达到75.2%，句间事件对识别的F1-score达到60.6%，文档级事件对识别的F1-score达到59.6%.

针对超导电动悬浮列车与连续梁桥耦合动力作用研究相对不足的问题，建立超导电动悬浮列车-双跨连续梁桥耦合动力学模型，分析桥梁跨径与列车编组对连续梁动力响应的影响规律，并基于动力系数开展连续梁桥的参数选取，在此基础上计算车桥耦合振动响应. 研究结果表明：桥梁动力响应受列车编组的影响程度取决于桥梁跨径与车辆定距的比值，比值接近1.5时，桥梁抑振效应明显，比值高于1.5时，虽存在一阶共振，但超谐共振响应小且对编组数量不敏感，比值低于1.5时，共振能量随编组增加显著累积，车桥匹配性差；基于动力系数限值的参数分析表明，双跨连续梁在超谐共振控制方面略优于同等跨径简支梁；在0～600 km/h速度范围内，连续梁允许采用更低的基频下限，意味着在满足动力学安全的前提下可降低结构刚度需求，提高经济性；在选定桥梁参数下的车桥耦合振动分析中，列车垂向平稳性指标均稳定在“优”级限值范围内，其中，中间车因满足抑振匹配条件，共振速度下动力响应变化极小.

为解决现有弹性可弯式常导高速磁浮道岔线形设计存在的约束考量不足、速度等级覆盖单一、参数影响机制不明等问题，首先，明确线形设计的多维度约束条件，提出融合标准定子单元长度约束、车辆构造限制及衔接匹配要求的“缓和曲线-圆曲线-缓和曲线”线形设计方法；其次，建立不同长度道岔梁有限元分析模型，通过非线性回归拟合量化梁长与结构应力映射关系，确定道岔最小理论长度；然后，开展不同侧向通过速度的道岔线形设计，获取各速度等级线形参数；最后，分析侧向通过速度和加速度对线形参数的影响规律. 研究结果表明：梁体最大应力随长度增加非线性递减，90.00 m后长度对受力影响显著减弱，考虑1.3倍安全系数，确定弹性可弯式道岔最小理论长度为56.76 m；侧向通过速度不超过50 km/h或道岔型号小于7.5#时，建议采用单圆型线形；“缓-圆-缓”型线形尤其适用于70 km/h以上中高速场景；侧向通过速度不超过80 km/h时，以车辆构造半径约束为主导，呈现“短缓和、小半径、长圆曲、小号码”特征；速度超过100 km/h，以平衡离心力为核心，形成“长缓和、大半径、短圆曲、大号码”结构，圆曲线占比大幅下降，缓和曲线逐步成为主导段；侧向加速度增大时，缓和曲线长度递增，圆曲线半径、圆缓比及道岔全长递减，加速度超过1.0 m/s²后，线形参数变化逐渐趋于平缓.

为研究600 km/h级高速磁浮列车轨道不平顺对乘坐舒适性的影响，针对常规动力学模型缺乏对人体精细化生物结构的描述，难以揭示车体运动与人体器官共振之间复杂相互作用的局限，本文提出一种集成“车辆-轨道-人体”全链路的耦合动力学仿真方法. 首先，基于多体动力学与有限元理论，建立包含空间柔性轨道梁、悬浮/导向主动控制算法及多体车辆动力学的系统仿真框架；其次，引入45自由度三维坐姿人体生物力学模型，构建全系统耦合动力学模型，以解决振动传递路径中人体感知端的失真问题；然后，结合系统模态分析，揭示车体运动与人体内脏器官及骨骼系统共振的耦合机理；最后，利用上海高速磁浮示范线实测数据对模型进行验证. 试验结果表明：依据标准（GB/T 5599—2019）计算的列车运行平稳性指标显示，实测垂向与横向的平稳性指标分别为2.33（优秀）和2.61（良好），仿真计算值分别为2.28和2.56，相对误差仅为2.15%和1.92%；针对人体直接感知的座椅面振动，实测座椅面的垂向与横向加速度峰值分别为0.915 m/s²和1.115 m/s²，仿真结果的对应误差均控制在5.00%以内（分别为0.76%和2.91%）；在频域层面，模型不仅准确复现约1.5 Hz的车体刚体模态，更精准捕捉约4.0～6.0 Hz频段由人体生物力学特性主导的耦合共振峰，验证了该模型在精细化舒适性预测中的有效性.

当磁浮车辆超高速运行时，轨道不平顺、空气阻力等边界条件将会显著影响车辆运行安全性与稳定性. 本文基于多态耦合轨道交通动模试验平台，建立考虑超导钉扎悬浮与导向力特性、空气阻力及轨道不平顺等条件的超高速磁浮模型车系统动力学模型，模拟在1.6 km试验线上实现最高速度（1 500 km/h）的牵引-惰行-制动工况；基于该动力学模型，仿真分析模型车系统在不同轨道不平顺幅值倍数、不同速度、不同限位间隙下运行的振动响应情况. 研究结果表明：低真空环境下，轨道不平顺幅值为0.15 mm时，最高速度工况下，动子在运行过程中呈左右摆动的振动形式，杜瓦垂向位移最大值达4.88 mm；随着模型车系统运行速度增大，系统振动增强，各动力学指标幅值呈上升趋势；横向限位间隙增大有利于减弱模型车系统横向振动，垂向限位间隙增大会加剧模型车系统垂向振动.

随着桥梁抗震设计理念逐步由基于性能向面向韧性转变，当前的研究重点不仅在于保障结构在地震作用下的安全性，更需关注桥梁在震后通行功能的保持与恢复能力. 铁路桥梁作为交通网络的关键节点，其震后通行能力直接关系到线路的运营效率与震区恢复进程. 基于此，提出一种剪切型黏弹性阻尼器，通过控制主梁相对横向错位来降低轨道损伤风险，进而提升桥梁震后通行功能. 以某5跨典型铁路桥梁为例，对比分析无限位装置（NC）、仅设钢挡块（SR）和钢挡块 + 剪切型黏弹性阻尼器（DP） 3种约束下的通行功能易损性、震后功能恢复能力及抗震韧性. 分析结果表明：1） 提出构件恢复权重系数的概念，为构件修复次序确定提供了定量指标；2） 所提出的剪切型黏弹性阻尼器能够显著控制梁缝处主梁横向相对位移，在强震作用下有效降低轨向不平顺程度，提升桥梁的震后通行功能；3） 在钢挡块基础上增设黏弹性阻尼器可显著缩短震后修复时间，尤其在较高地震动强度下（如地震动加速度（PGA）为0.8g），修复时间较NC体系最多可减少9.1 d，并且，DP约束的震后残余通行功能和抗震韧性指数在不同PGA水平下均显著高于SR与NC约束，如震后残余通行功能在PGA=0.4g时分别提升了20.0%与56.9%，抗震韧性在PGA=0.4g时分别提升了13.1%与34.4%，表明该装置在提升桥梁震后通行功能和抗震韧性方面具有显著效果.

为提高初级分段绕组直线电机动子位置的检测精度，减小谐波磁场及温度等因素在磁阻传感器输出信号中的直流偏置与谐波干扰，对基于频率自适应级联延时信号滤波器的位置检测方法进行研究. 首先，设计一种频率自适应级联延时信号滤波器，通过将输入信号延时以及滤波器级联，实现对直流偏置及多阶次谐波扰动的抑制，以解决传统方法需预先确定谐波阶次及邻近主频干扰所引起的滤除效果欠佳问题；其次，结合Ⅲ型锁相环技术，对滤波后的信号进行正交锁相，实现电机磁极角度和动子位置信息的同步提取；最后，搭建初级分段绕组直线电机实验平台，对所提方法的滤波性能与位置检测精度进行验证. 研究结果表明：该滤波方法能在不依赖电机模型的前提下有效抑制接近主频的谐波电压及直流偏置；且在复杂的谐波干扰工况下，相较于传统滤波器与锁相环结合的检测方案，使得直线电机动子位置的估计误差降低了68.75%.

电气化铁路用能高度依赖以化石能源为主的公共电网，积极开展轨道交通可再生能源开发利用是达成国家“双碳”目标重要举措之一. 为大量、全面使用绿电建设“零碳”排放电气化铁路，提出一种零碳贯通供电技术方案及其零碳运行控制策略. 首先，分析电气化铁路新能源接入的基本方式，明确可再生能源在牵引供电系统中的接入点与能量流动路径. 在此基础上，构建基于贯通供电的绿电利用技术构架，利用贯通牵引网实现列车牵引与再生功率的自然流通，降低绿电、储能设备容量及其投资. 其次，提出涵盖绿电、牵引与储能的三元功率平衡控制策略：绿电按最大功率点跟踪控制，就地最大化发电；牵引变电所内储能装置按与电网购/售绿电协议规定的有功功率充放电控制，实现零碳运行. 最后，以实际线路为例对所提方案的有效性和经济性进行验证. 结果表明：零碳贯通不从电网获取化石电能，不对电网造成影响；当与电网之间交换的有功功率为0时，负序和穿越功率也为0. 贯通供电牵引网取消电分相，再生制动能量和绿电得到充分利用，所验证案例中，牵引变电所总的再生制动能量仅占牵引能量的0.6%，且全部被有效利用，光伏弃光率低于10%. 绿电和储能采用就地独立控制，显著降低了通信与潮流控制的复杂度. 结合重载铁路实际数据进行容量配置与经济性分析，采用充放电倍率为0.5 C的磷酸铁锂电池，储能配置容量为145 MW•h时即可满足零碳供电要求；依据年平均辐照与极端天气条件下的辐照度，全线光伏装机容量分别需配置45 MWp与83 MWp，成本回收年限分别约为5.9年与6.8年.

为有效抑制永磁电磁混合悬浮系统在零功率控制过程中出现的气隙超调与碰撞问题，提出一种基于电流积分反馈的自适应超螺旋滑模零功率控制器，并利用粒子群优化（PSO）算法对电流积分系数进行在线整定. 首先，建立混合悬浮系统的数学模型，基于电流积分反馈策略设计零功率控制器；在此基础上，构造快速非奇异终端（FNST）滑模面以加速收敛，并在超螺旋滑模控制中引入自适应双模态切换策略，形成零功率控制器，实现系统在干扰下的快速气隙调整与跟踪. 针对控制器中固定积分系数所引发的问题，分析其对系统动态性能的影响，利用PSO算法对积分系数进行在线优化，使其能够根据系统状态实时调整，有效抑制气隙超调、提升收敛速度，从而改善整体控制性能. 此外，为降低零功率控制过程中的撞轨风险，在传统气隙阈值策略基础上引入气隙速度信息，构建“速度 + 尺寸”双重判据，增强垂直方向的碰撞预测能力. 仿真与实验结果表明：所提策略可显著降低气隙超调并加快收敛过程，超调量小于0.30 mm，收敛时间缩短至0.67 s；相比传统阈值法，提出的双重判据可将判断时间提前约0.10 s，气隙超调降低1.70 mm，能更有效预测并预防碰撞发生.

为准确评估铁路隧道工程全生命周期碳排放特征、支持专项分析与减排策略研究，针对铁路隧道施工工艺复杂、工序差异显著的特点，构建了涵盖工程物化阶段和运营维护阶段的碳排放核算模型，并结合分工序定额法与分材料碳因子法在某案例中进行碳排放量化核算与差异分析，进一步采用帕累托分析法识别高排放环节与关键影响因素，实现碳排放分解与分级管理. 结果表明：该案例隧道工程全生命周期碳排放为68.1075 × 10⁴ tCO₂e，其中工程物化阶段产生碳排放59.4040 × 10⁴ tCO₂e（占比87.2%），运营维护阶段碳排放8.7035 × 10⁴ tCO₂e（占比12.8%）；在工程物化阶段中，材料生产及现场施工过程贡献了高达95.76%的碳排放，其中钻爆段施工碳排放强度为13843 tCO₂e/km，盾构段施工碳排放强度为钻爆段施工的39.8%；在运营维护阶段，通风系统、防水排水和钢筋混凝土预制管维护占据73.54%的碳排放；全生命周期中A类碳排材料包括普通水泥42.5级（高性能混凝土）、普通水泥42.5级和带肋钢筋等，A类碳排机械包括轴流通风机、轨道式内燃机车和自卸汽车等；A类碳排工序包括盾构段衬砌、钻爆段支护和盾构段支护等.

为实现对磁浮平面电机的状态实时监测并进行智能评测及辅助控制，本文构建了磁浮平面电机数字孪生系统. 首先，在磁浮平面电机和孪生模型间采用基于EtherNet/IP的通信方案，借助通信模块虚拟系统获取磁浮平面电机动子位置和控制量等实时关键状态数据，同时向实时控制系统发送相关数据；其次，磁浮平面电机采用NI PXIe-8880作为核心控制平台，采集位置传感器信号、位置解算、执行控制算法等对实时性较高任务，数字孪生系统基于PySide6开发图像用户界面且使用OpenGL图形库进行虚拟模型三维可视化，实现虚拟系统对磁浮平面电机的物理映射；最后，借助C + + 运算库，虚拟系统依据磁浮平面电机实时测量关键参数，获得对磁浮平面电机磁场强度、电流大小、线圈受力和运动状态的快速虚拟测量，满足对磁浮平面电机的实时可视化监测、智能评测、控制跟踪等要求. 研究结果显示：孪生模型对磁场、电流、线圈受力和线圈温度虚拟测量以及运动状态模拟均与实体磁浮平面电机接近，所构建的数字孪生系统可实现对磁浮平面电机的准确映射，该测量方法为磁悬浮平面电机的智能化控制与应用拓展提供了可行路径.

直线电机的法向力具有时变性和可控性，对磁浮列车的稳定运行至关重要. 为研究电机不同布置方式所导致法向力方向变化对悬浮系统动态响应及车辆运行行为的影响，本文建立悬浮模块运动方程，分析法向力对悬浮系统传递函数和额定工作点的影响；在此基础上，通过构建包含悬浮控制、磁饱和效应、电机电磁力、桥梁柔性及轨道不平顺等因素的磁浮车-桥耦合系统动力学模型，探究电机布置方式、滑差频率以及运行速度对系统响应的影响. 研究结果表明：当采用电机轨下布置（轨下）方案时，电机法向力越大，悬浮额定电流越小，电磁铁铁芯相对磁导率越高，磁感应强度对线圈电流变化的敏感度越高，悬浮系统可控性越好. 同时，悬浮气隙波动和悬浮模块振动加速度可显著降低；且滑差频率越小、速度越高，效果越显著：在8 Hz滑差频率、140 km/h速度工况下，轨下方案的悬浮气隙波动和悬浮模块振动加速度幅值较电机轨上布置（轨上）方案分别降低59%和49%. 此外，轨下方案使电磁铁额定电流和悬浮力显著降低，且滑差频率越小、速度越低，差异越大——8 Hz 滑差频率、40 km/h速度下，额定电流和悬浮力分别减小43%和67%. 研究成果可为中低速磁浮走行机构优化和电机滑差频率选择提供理论依据和技术指导.

近年来出现带过渡段的新塔型用以适应陡峻山区地形. 为确保这些输电塔在重覆冰条件下的安全性，基于悬链线理论，对±800 kV特高压线路耐张段考虑线路转角和高差建立精细化有限元模型；研究在16种覆冰工况下主材、斜材及导线、地线的受力特性，并分析脱冰跳跃时导线和地线的张力及其位移响应特点，获得最大跳跃高度，并研究其电气安全性. 结果表明：30 mm重覆冰下，塔身主材、斜材应力比分别小于0.34和0.20，线的等效安全系数均大于2.25，结构安全裕度较大；带过渡段的塔型在覆冰条件下的薄弱位置主要集中在最长腿塔脚、过渡段的主材以及横担和地线支架的斜材；导线和地线的最大冰跳高度分别为7.9 m和5.2 m，满足最小空气绝缘间隙要求；线路脱冰跳跃竖向最大位移呈现阻尼余弦波函数特征，塔-线耦连体系中同跨导线和地线之间存在能量转移. 本文研究成果可为重冰区和大高差条件下高电压等级线路的建设提供参考.

针对线路故障影响下考虑转线换乘的列车运行调整问题，以线路故障触发的列车连带总晚点时间最短与转线换乘失败客流数最少为双重目标，构建铁路线路故障影响下的列车运行调整优化模型；鉴于模型为大规模混合整数规划模型，设计基于高斯游走的改进粒子群求解策略；以京广高铁上行方向部分区段和郑徐高铁下行方向部分区段构成的路网构建测试场景，并运用IPS&GW算法对不同列车运行恢复策略下（策略Ⅰ～策略Ⅳ）的列车运行调整优化模型进行求解. 结果表明：相较策略Ⅰ，故障扰动时长在10～30 min之间波动时，策略Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所产生的列车连带晚点时间分别下降82.5%～86.6%、70.5%～81.49%、55.8%～58.7%，滞留旅客总数分别下降28.3%～39.1%、57.3%～61.9%、88.4%～89.4%；且在不同扰动情景下均能通过增加一定的列车总晚点时间来换取换乘失败旅客数量的明显减少. 将本文所提出的IPS&GW算法与传统PSO算法进行对比，前者在目标函数收敛速度方面表现出优势，且能够达到恢复列车图定运行要求、减少换乘枢纽站滞留旅客数量.

为提高液压机械传动（hydraulic mechanical transmission，HMT）换段离合器的转矩传递控制精度，改善其换段质量，提出一种基于线性二次型优化的自适应滑模控制方法. 首先，构建HMT换段动力学模型和离合器数值模型；其次，基于线性二次型优化模型求解目标泛函下换段离合器最优转矩传递轨迹，并结合动态摩擦因数模型，将该轨迹变量转换为考虑润滑油膜时变效应与摩擦界面动态接触特性的期望油压轨迹；最后，利用自适应滑模控制算法对期望油压轨迹进行跟踪控制. 仿真结果表明：与直接采用线性二次型控制方案相比，所提算法有效提高了换段离合器的转矩传递控制精度，换段时间缩短13.8%，滑摩功降低11.2%，最大冲击度减小39.1%；试验结果进一步证实，该算法在有效提高换段离合器转矩传递控制精度的同时，改善了HMT的换段质量. 研究结果可为HMT装置在工程应用中的换段控制策略制订提供参考.

为阐明有机物污染场地挥发性有机物（VOCs）分布迁移特征，在某化工厂遗留场地布置120个土壤和48个土壤气采样孔，在重污染区14个钻孔内采集97对土壤/土壤气样品，通过试验室分析样品污染物含量，并借助Sufer软件分析污染物分布特性，结合地层岩性分析三氯乙烯（TCE）分布迁移特征，基于预测值和实测值对比对2种土壤气VOCs含量预测模型适用性进行分析. 结果表明：随孔深增加，重污染区土壤TCE浓度下降，超标率达50.4%，最大值位于黏质粉土层（1610 mg/kg），超标2 300倍，土壤气TCE浓度则先增大后减小，并在砂土层出现最大值（643 mg/m³），超标546倍，超标率达97.9%，重污染区外污染物超标率分别为6.6%和54.9%，TCE浓度随土深增加先增大后减小；土壤TCE横向迁移弱于垂向，超标面积随土深增加先增大后减小，平均超标面积7.3 × 10³ m²，土壤气TCE以重污染区为中心向四周迅速扩散，超标区布满整个化工厂区，并扩散至化工厂外，平均超标面积2.4 × 10⁴ m²；基于土壤TCE浓度，线性模型和DED （dual equilibrium desorption）模型均可预测土壤气TCE浓度，2种模型对填土和砂土预测误差在1个数量级内的数据点占比分别为78.6%和71.4%；回归分析则表明，DED模型对于填土（不可逆吸附进行程度f=0.1时）、粉质黏土（f=1.0时）、黏质粉土（f=0时）土壤气TCE浓度预测值与实际值更接近，而线性模型和DED模型对于砂土土壤气TCE浓度预测值较为接近；建议对类似场地进行污染评估及二次开发时，务必对土壤气污染物浓度进行监测或预测，进而避免低估场地污染程度和范围.

为促进电气化铁路节能减排、绿色低碳化发展，首先提出光伏接入储能式同相供电系统的两种技术方案；接着，分析系统运行工况，并制定负序补偿原则；在此基础上，依据光伏发电出力和锂电池荷电状态（SOC），以实现负荷削峰填谷和能源高效利用为控制目标，构建双层协调控制策略，其中，上层负责能量管理与负序控制，下层则实时控制变流器运行；最后，通过案例分析，在综合考虑负荷所处牵引和再生工况下的负荷大小、光辐照度和锂电池充放电等多维因素的情况下，对弃光、充放电和负序补偿进行控制. 结果表明：该系统在不同工况下均表现出良好的适应性和稳定性，所提控制策略的正确性和有效性得到验证；光伏接入方案取消50%电分相，实现负序可控，促进多能融合与互补，推动光伏就地就近消纳，缓和牵引负荷的剧烈波动.

针对非正交多址（NOMA）和终端直通（D2D）技术在提高异构蜂窝网络容量的同时所带来的严重干扰问题，提出一种高效的资源分配算法以提升系统和速率. 首先，构建智能超表面（RIS）辅助的异构蜂窝NOMA-D2D通信网络模型，在用户信干噪比、发射功率以及RIS相移的单位膜等约束下，建立以最大化D2D用户和速率为目标的优化问题；该问题属于混合整数非线性问题，难以直接求解，为此，将其解耦为D2D用户-蜂窝用户（CU）匹配、D2D用户功率控制与RIS反射相移优化3个子问题；再此基础上，采用二分图最大匹配算法完成D2D簇信道分配，并提出一种基于深度确定性梯度策略（DDPG）的深度强化学习算法，实现对D2D发射功率与RIS相移矩阵的联合优化. 仿真结果表明，在相同条件下，所提算法相较于博弈算法、随机相移算法和无RIS辅助算法，D2D链路和速率的平均值分别提升了1.96%、10.64%和14.29%，验证了其在干扰抑制与频谱效率改善方面的有效性.

为提高电磁悬浮系统抗干扰能力，提出一种基于扰动上界补偿的自适应非奇异终端滑模控制（ANTSMC-DUBC）策略. 该策略采用基于扰动上界补偿的非奇异终端滑模控制（NTSMC-DUBC）加快系统状态的收敛速度并避免奇异性， 到达控制律中的扰动补偿项能够抑制集总扰动，从而选择更小的开关增益来减小抖振；设计一种可随滑模函数状态自适应变化的开关增益，在保证系统动态性能的同时提高系统的稳态性能和扰动补偿效率；理论推导证明了所设计的悬浮控制器满足李雅普诺夫稳定性判据. 实验结果表明：所提出的ANTSMC-DUBC控制器在信号跟随、抗干扰和加减载实验中表现出良好的稳态性能和动态性能，并在面对系统内外扰动时具有出色的抗干扰能力；相较于NTSMC，ANTSMC-DUBC面对等效外力干扰时间隙波动小于0.21 mm，系统均方根误差和时间乘积绝对值误差分别降低56.26%和57.57%；进行1.5 kg加减载时最大间隙波动为0.22 mm，没有稳态误差.

电磁推力轴承的高精度控制可以提高分拣机械臂或协作机器人辅助关节的协调性和稳定性，级联控制系统下磁密反馈控制被认为是一种解决高频应用的有效办法，但目前很少有合适的微型霍尔传感器能精确采集气隙的实时磁密. 为解决高频工况下传统磁密估计精度不足的问题，首先，对考虑涡流、漏磁和边缘效应的等效磁阻模型进行有理近似；其次，基于耦合刚度并结合有效电感的涡流补偿模型，设计一种以可测量位移和电流共同作为输入信号的磁密观测器，在外回路中设计考虑动态刚度的PID控制器以补偿磁密滞后，并重构磁密内部控制回路；最后，建立电磁推力轴承的级联位移-磁密控制回路，并进行验证. 结果表明，相较于电流控制策略，该磁密反馈控制方法能够将电磁推力轴承系统的增益裕度提升至35 dB，相位裕度稳定在50°以上，扩展控制带宽至400 Hz；在电流控制失稳时，该磁密反馈控制能抑制过冲在41.2%以下，并在不同参数的阶跃响应和方波跟踪测试中表现出更小的超调量和更快的稳定速度.

为了研究辐射制冷技术对解决户外高太阳辐射度环境下GIS（gas-insulated switchgear）母线筒温度分布不均的影响，首先，建立了GIS母线的三维电磁-热-流-辐射场的多物理场耦合模型，对比分析了GIS母线在有无太阳辐射和有无辐射制冷工况下的温度分布；其次，通过搭建简化实验平台验证了多物理场仿真模型的准确性；最后，通过仿真计算和理论推导，分析了环境温度、太阳辐射强度和太阳辐射角度对GIS母线降温效果的影响. 研究结果表明：在太阳辐射影响下，GIS外壳上下表面的最大温差为14.12 ℃，整体温度相较未考虑太阳辐射时上升了10～15 ℃，采用辐射制冷材料可使外壳上下表面最大温差减少51.56%；在一天中，辐射制冷材料的最大降温效果为14.6 ℃，平均降温效果为7.42 ℃，外壳表面上下侧的平均温差由10 ℃降低至5.16 ℃，均热性能提高48.4%；仿真模型的最大误差为7.9%；辐射制冷材料的制冷功率与太阳辐射强度和太阳辐射角度成反比，与环境温度成正比.

为研究装配式方钢管混凝土外加强环梁柱节点的抗震性能，对3个不同构造方钢管混凝土柱——H型钢梁外加强环节点进行拟静力试验，研究节点的承载力、破坏过程与破坏模式、节点区应力分布以及各抗震性能指标等. 试验研究表明：节点的破坏均出现在梁端连接区域，表现为环板外梁截面的屈曲和断裂破坏；节点的滞回曲线均呈现“梭形”，伴有明显的捏拢效应；正向与负向加载过程基本对称，在滞回曲线上可观察到转动刚度为0的“滑移段”；节点延性系数在2.55～4.20，极限转角在0.032～0.062 rad，均超过抗震规范要求；相较于整体式节点，分离式节点的延性和累积耗能分别提高60.7%和209.0%，而悬臂耗能式节点的承载力、延性和耗能能力较整体式节点分别提高38.1%、64.7%和400.3%； “分离式多层传力”与“悬臂段-耗能盖板双阶段耗能”的构造形式能有效优化节点的抗震性能；模拟与试验的滞回曲线、破坏模式吻合良好，验证了模型的有效性.

高温主动磁悬浮轴承技术是替代传统轴承、实现在高温与高速工况下稳定运行的关键技术，其设计复杂度显著高于常温磁悬浮轴承. 基于国内外相关研究文献，系统综述高温主动磁悬浮轴承在材料选取、机械系统制造工艺与故障安全机制、高温位移传感器设计以及转子系统建模与动态特性分析4个方面的研究进展；进一步提出未来应重点开展多物理场耦合精细建模、振动主动控制策略、多场景应用适配性及材料-控制-结构协同优化等方向的深入研究，以提升高温磁轴承系统的可靠性与工程适用性，为其在极端环境下的稳定运行提供理论依据与技术支撑.

为研究3D打印高速铁路异形声屏障的降噪性能，采用三维建模软件构建声屏障几何模型，并建立三声源模式下的高速铁路异形声屏障降噪模型；基于声学间接边界元法，通过对比不同波距、波高和屏障高度下异形声屏障的降噪效果、声场分布、频谱特性及插入损失特性等，得到异形声屏障的最优设计参数；对比分析不同屏障-线路中心距离、列车速度对异形声屏障降噪效果的影响. 研究结果表明：异形声屏障对中远场点和声影区的场点及630 Hz以上的中高频噪声表现出显著降噪优势；与直立式声屏障相比，在优选波距3.2～4.0 m内可获得额外降噪增益，附加降噪效果可达1.7 dB（A）；在波距一定的情况下，随着波高的增大，异形声屏障的降噪效果增强，最大能达到15～17 dB（A），异形声屏障取波距4 m、波高600 mm时附加插入损失达1.8 dB（A）；异形声屏障高度增加1 m，4个标准场点的声压级降低1.6～4.8 dB（A），空间上主要作用于近屏障区域的5～10 m范围及高频截止区，附加降噪量沿该区域向两侧衰减；在3～4 m内，屏障-线路中心距离对异形声屏障降噪水平影响较小，推荐该参数取值为3.4～3.6 m；列车速度提升，异形声屏障插入损失降低，列车速度由300 km/h提升到340 km/h，不同工况下场点插入损失分别降低0.17～0.34 dB（A）和0.55～0.63 dB（A）.

针对传统的地层注浆整治盾构隧道横椭圆变形过程中变形恢复可控性差等问题，创新性地开展了囊袋法注浆整治盾构隧道横椭圆变形试验研究，试验采用2种不同的囊袋布设方案. 试验结果分析表明：隧道在注浆点附近产生了竖椭圆变形，且在注浆点附近的附加土压力、隧道直径和挠曲变形变化最大，沿着隧道两端呈现逐渐递减的趋势；等量注浆下，垂直注浆可以更好地整治既有隧道的横椭圆变形，侧底部注浆能在实现隧道的横椭圆变形恢复效果的同时，对隧道进行抬升，有效降低隧道在运行过程中产生的沉降；在隧道侧底部注浆时，囊袋在膨胀过程中，由于受到已建隧道重力的影响，使注浆导致的隧道变形较垂直注浆有所降低，因此，在注浆过程中建议适当加大注浆量，以达到预期的横椭圆变形恢复效果；注浆后囊袋呈现中间宽，两边窄的圆柱体形状，囊袋法注浆能有效限制浆液扩散路径，浆液在囊袋内发生挤密扩散，使隧道局部所受压力迅速增大，横椭圆变形恢复效果显著；在隧道侧部垂直注浆，横椭圆变形恢复效果显著，但注浆压力过大等原因易诱发盾构隧道管片错台等问题，建议在整治盾构隧道横椭圆变形超限时，宜将注浆点布设于隧道侧底部位置即偏离隧道两侧约30°～60°位置.

高速铁路大跨度桥梁梁端一体化装置结构复杂，易出现结构性轨道不平顺峰值，直接影响列车平稳运行，且目前缺乏针对性的相关管理标准. 为此，开展对梁端一体化装置监测管理值的研究，分析近年梁端监测数据，建立梁端一体化装置的有限元模型，并基于静态不平顺标准仿真得出梁端纵向伸缩、横向位移、下挠转角及固定钢枕抬升、钢轨空吊监测管理值建议，针对250 km/h行车速度，提出的Ⅰ级监测管理建议值分别为：梁端纵向压缩160 mm、横向位移7 mm、下挠转角3×10⁻³ rad，以及固定钢枕抬升3 mm、空吊2 mm. 结果表明：监测管理值能够判断装置是否出现异常，梁端纵向压缩对高低和轨距不平顺影响较大，横向位移对轨距影响较大，固定钢枕空吊和抬升会对轨道高低产生影响. 提出的梁端监测管理值可为高速铁路大跨度桥梁的运营维修提供参考依据.

针对高速永磁电主轴因气隙内空气摩擦损耗引发的散热与能效设计难题，揭示定子槽口与轴向通风冷却的耦合作用下风摩损耗的形成机理及涡流演变规律. 首先，分别建立光滑壁面的理想气隙模型与包含18个定子槽口的实际气隙模型；然后，通过对比2种气隙模型在无轴向通风条件下的能量耗散差异，定量评估定子槽口的独立影响；最后，通过施加不同流速的轴向冷却气流，系统评估通风强度对气隙内部流场结构及能量耗散特性的非线性调控作用. 结果表明：1） 定子槽口是导致风摩损耗激增的决定性因素，与光滑壁面理想气隙相比，定子槽口引起的附加损耗增幅近80%. 2） 在含定子槽口气隙中，轴向通风对损耗的调控呈现显著的非单调、分阶段特性：在引入微弱轴向通风后，损耗在2.00 m/s时降至最低，降幅超过19%；当流速进入6.00～10.00 m/s的临界区间，流场失稳导致能量耗散急剧跃升超过26%；而当流速超过10.00 m/s后，涡系压制效应主导流场恢复稳定，能量耗散在骤降后呈稳定单调增长趋势.

为提高构件耐久性并保证构件延性的需求，提出一种新型内置螺旋箍筋芯柱的玻璃纤维增强复合材料（GFRP）-钢筋混合配筋（HRBS）柱. 开展4个HRBS柱的拟静力试验，其中，进行2个HRBS柱复合盐干湿循环试验，得到HRBS柱在复合盐干湿循环前后的破坏过程和最终破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、性能退化和残余位移等. 结果表明：HRBS柱在复合盐干湿循环前后均表现出良好的抗震性能，破坏类型均为弯曲破坏；常规环境下，随着芯柱直径的增大，HRBS柱的屈服荷载和峰值荷载提升了25.77%和28.68%；复合盐环境下，芯柱直径的增大有利于提升HRBS 柱的承载能力、位移延性系数、强度退化系数、耗能能力、整体刚度和自复位能力；经过复合盐侵蚀后，200 mm芯柱直径试件的屈服荷载和峰值荷载分别降低了17.65%和15.77%，而耗能能力和位移延性系数分别提升14.41%和32.61%；通过设计合理的芯柱直径，可保证HRBS柱在常规环境和腐蚀环境下均具备良好的耐久性能和整体抗震性能.

电机转子的空气摩擦损耗随转速的增大而迅速增大，特别是支撑在电磁轴承上的高速电机，由于气隙结构复杂，掌握其空气摩擦损耗特性尤为重要. 本文以2 MW、15000 r/min电磁轴承高速永磁电机为研究对象，以电机内的空气全域构建模型，首先，基于计算流体力学（CFD）精细模拟技术，获取转子表面空气摩擦损耗的分布特性；然后，详细分析转速、通风风速、表面粗糙高度、气隙结构及转子偏心等因素对转子空气摩擦损耗特性的影响；最后，进行电机对拖实验，并用损耗分离方法得到转子的空气摩擦损耗. 研究结果表明：转子的空气摩擦损耗主要集中在电机的气隙内；转速15000 r/min，通风风速2.5 m/s下，约占总空气摩擦损耗的70.1%；同时，推力盘处的空气摩擦损耗不可忽略，无通风工况中约占总空气摩擦损耗的23.9%；需要综合考虑通风所引起的冷却提升和损耗增加的协同热效应；通风风速由2.5 m/s增长到5.0 m/s时，转子表面冷却散热系数从315.7 W/(m²•℃)增长到469.1 W/(m²•℃)，空气摩擦损耗也增加了3.13 kW；实验测量值与仿真计算结果的最大误差为8.60%.

近年来，铁路部门在现场空载投入经改造、检修或故障切除后的变压器时，多次出现因励磁涌流致使继保装置误动作的事件，这严重影响了供电可靠性. 为确保铁路供电系统安全可靠运行，在开展现场调研并综合大量文献分析的基础上，对我国铁路供电系统中励磁涌流给电气设备和铁路行车的危害进行系统分析；同时，基于变压器电磁等效模型，对励磁涌流的形成原因开展定性分析，指出剩磁、合闸偏磁是影响励磁涌流大小的主要因素；此外，介绍了国内外学者通过协调剩磁与合闸时间、外部增设电气元器件等方法抑制励磁涌流的研究现状，并归纳波形特征法、时频域分析法、神经网络法等励磁涌流波形识别技术的研究进展；最后，展望多场景和全特性的励 磁涌流暂态仿真、变压器高性能新材料和新结构的研发与应用，以及基于新型神经网络的波形识别技术及其保护配合措施等，认为这些是今后需要重点研究的领域.

我国中小跨径公路梁式桥中的板式橡胶支座通常处于梁底钢板与墩台混凝土垫石之间，且相关规范指出支座可在钢板界面发生相对滑动，但在特定条件下滑移更易发生于支座与混凝土垫石界面. 为探究该界面的力学行为，开展8 MPa低压、10 MPa均压及12 MPa高压下的往复压剪试验，揭示支座三阶段变形破坏机制，建立鼓凸破坏判据，量化剪切模量及摩擦系数的演化规律，并建立摩擦系数衰减模型. 结果表明：橡胶支座滞回曲线呈现平行四边形伴随内部月牙形突变环的特征；支座-混凝土界面发生双向损伤转移，橡胶保护层鼓凸，混凝土板附着橡胶碎屑；在滑动摩擦阶段，剪切模量随面压增大而降低，且始终低于规范动剪切模量1200 kPa；界面摩擦系数低于规范建议值0.25及0.30，并与面压呈负相关. 建议在实际工程中将支座面压控制在10 MPa以下，以规避摩擦系数骤降与鼓凸风险，所建模型可为中小跨径桥梁抗震设计提供参考.

为研究土层倾角对边坡动力失稳的影响，基于振动台模型试验，研究不同土层倾角的层状堆积体基覆型边坡在地震作用下的失稳特征和动力响应规律. 通过改变基覆界面倾角，设计表面为直线形、凹形、凸形的3类边坡，在此基础上开展边坡振动台模型试验，得到3种变倾角边坡的失稳模式；并通过考虑边坡破坏的加速度放大效应，结合土体应力状态与摩尔-库仑强度理论，探究边坡动力响应机理及边坡失稳临界条件. 试验结果表明：凹形边坡在破坏时破坏特征集中在上部土层，凸形边坡集中在下部土层，直线形边坡则是出现上部土层拉裂、下部土层剪切滑移的破坏模式；相同震级下，凹形边坡加速度放大系数最小，直线形边坡、凹形边坡与凸形边坡的加速度放大效应分别集中在坡顶、坡肩与坡顶后缘位置；随着变倾角系数的增大，边坡失稳临界加速度相应增大. 研究结果可为层状堆积体基覆型边坡工程的抗震设计、稳定性评价和防灾减灾提供科学依据.

现阶段关于垃圾土抗剪强度参数的研究大多基于室内垃圾土试样开展，通过室内试验获得的参数往往与实际参数有较大差别，导致垃圾填埋场变形计算误差较大. 针对室内试验引起的误差问题，依托在建垃圾填埋场封场修复工程，通过开展垃圾土现场大型直剪试验和室内小尺寸直剪试验，与文献试验结果相比较，分析垃圾土抗剪强度参数的影响因素和变化规律. 结果表明：垃圾土抗剪能力高于传统土体，随着剪切位移增加，剪切应力持续上升并趋于稳定；垃圾土密度与抗剪强度呈线性正相关，当密度从 750 kg/m³ 增至 950 kg/m³ 时，黏聚力从 22.5 kPa 增至 34.5 kPa，摩擦角从 36.7°降至 30.2°；室内小尺寸剪切盒试验所得黏聚力均值（14.91 kPa）较现场大尺寸试验（21.18 kPa）低 6.27 kPa，而摩擦角均值（35.17°）较现场试验（28.56°）高 6.61°.

针对具有复杂气液界面拓扑变化的两相流动问题，构建一种能够兼顾计算效率与界面解析精度的数值模拟方法. 首先，采用具有树状数据结构的四叉树/八叉树笛卡尔网格进行空间离散，利用其层级结构实现动态网格自适应；其次，在自适应网格框架下实现连续表面力（CSF）模型，通过对体积分数进行两次卷积模糊化处理，平滑地将表面张力分布至界面邻域，并结合分段线性界面重构技术准确追踪气液界面；随后，建立网格加密准则，同时考虑基于流场速度小波分析的离散误差和界面处的曲率分布，以实现对流场剧烈变化区域及相界面的动态加密；最后，通过经典气液两相流算例验证算法的准确性与可靠性. 研究表明：在表面张力Laplace律验证中，采用界面曲率为细化准则时，其内外压力差计算误差仅为3.0%，远优于基于体积分数准则的7.5%～24.0%误差，且精度与均匀细网格相当；所提方法较均匀细网格可降低约一个数量级的计算耗时；在表面张力波计算中，数值解与正则模态理论解的均方根误差可低至10⁻⁵量级；在双元液滴正碰模拟中，准确复现了实验中观测到的哑铃形与菱形变形序列，并捕捉到气膜破裂及微小气泡形成等复杂界面拓扑演化细节.

为研究带扩大桩靴桩侧同步灌浆预制桩（简称GET桩）的抗拔特性，开展室内砂土模型箱抗拔试验. 首先，通过连接PVC管和扩大件组装成带扩大桩靴的预制桩模型；然后，在桩身布设应变传感器，并在桩顶安装加荷装置和重力传感器；随后，通过在桩顶施加荷载获得不同桩型的抗拔曲线；最后，对比等截面桩、带扩大桩靴桩和带扩大桩靴桩侧灌浆桩的抗拔承载特性，并讨论扩底和灌浆对抗拔承载特性的影响. 试验结果表明：GET桩有效提升桩的抗拔承载力，在小位移下，扩大桩靴的存在使桩的抗拔承载力较等截面桩提高1倍，而桩侧灌浆使得其提升5～6倍；此外，GET桩改变了等截面桩的侧摩阻力发挥特性，扩展桩靴能提高总侧摩阻力的发挥速度和最大值，并在抗拔过程中提供一定的桩端阻力，灌浆能增强桩侧和桩端的阻力，为桩体的上半段总侧摩阻力提供初始总侧摩阻力，并倾向于将更多的荷载分配给扩大桩靴.

双边直线感应电机（DSLIM）推力波动引发的系统振动问题，在高速电磁推进、轨道交通和工业驱动等精确控制领域迫切需要解决. 本文深入研究双边直线感应电机次级结构，提出一种箭形次级设计方案，以减小DSLIM的推力波动. 首先，推导箭形次级的关键形状参数，建立包含平板次级、方形错位次级及箭形次级的DSLIM三维有限元模型，分析其推力输出特性；然后，对比不同次级结构涡流分布特征与分层推力分布特性，阐明箭形次级抑制推力波动的作用机理；最后，利用三维瞬态有限元模型，对比运动工况下优化前、后箭形次级结构的推力. 结果表明：优化后的箭形次级通过优化端部涡流路径改善次级导体利用率并提升推力波动抑制效果，在工作滑差附近区域，推力波动率可降至2%以内，相同质量下推力可达到21.51 kN，较方形错位次级提升1.03%.

为给高温超导钉扎磁浮系统提供较为符合实际的几何不平顺轨道谱，开展考虑结构周期性的高温超导磁浮永磁轨道不平顺谱研究. 为实现包含结构周期性的永磁轨道不平顺谱表征和反演，首先建立高温超导磁浮桥梁、永磁轨道有限元模型，对其施加磁浮列车移动荷载获取最不利荷载作用位置并提取该点位移作为动态不平顺；其次，考虑桥梁徐变上拱造成的永磁轨道变形，叠加列车荷载下周期性动态不平顺结果形成轨道周期性不平顺样本；进一步，考虑永磁轨道拼装随机误差，基于白噪声滤波法得到永磁轨道随机几何不平顺样本，与周期性不平顺叠加，形成永磁轨道不平顺谱；采用4阶多项式和洛伦兹函数对永磁轨道不平顺谱进行拟合，并基于逆傅里叶变换反演拟合谱，以检验拟合算法的有效性；最后，分析列车速度变化对永磁轨道不平顺拟合谱的影响. 结果表明：列车荷载速度变化对永磁轨道不平顺谱的影响主要集中在波长3～100 m范围内；当速度接近与桥梁共振的临界速度时，永磁轨道拟合谱反演不平顺幅值变化较为显著. 本文得到的不平顺谱可方便地应用于高温超导磁浮车辆动力学计算中，为不同速度等级高温超导磁浮列车动力学分析与设计优化提供输入.

为研究深海水合物开采立管由内部气-液-固三相流和外部海洋载荷耦合作用下非线性振动失效问题，首先，采用有限元法、哈密顿原理和能量法建立深海水合物开采立管气-液-固三相流致振动模型，该模型考虑了海洋涡激效应、气-液-固三相流致效应、水合物动态分解以及海洋平台升沉等多因素的联合作用；其次，采用相似原理研制内外流激励下开采管柱非线性振动模拟实验装置，验证非线性振动模型的正确性；最后，利用频域和时域分析方法探讨外部环境参数和多相流参数对立管非线性振动响应的影响规律. 研究结果表明：立管的横流向振动幅值比顺流向振动幅值更高，同时内流参数的变化对横流向振动的影响更显著；立管纵向振动由重力与平台升沉导致的低频高幅振动和内外流场载荷诱发的高频低幅振动组成；剪切流流速的增大会大幅增加立管的顺流向位移，从而抑制立管的横流向振动；内流排量和水合物丰度的增大会增强内流对立管的激励作用，使其振动更加剧烈；水合物粒径的增大会减弱内流对立管的激励作用，使其顺流向振动幅值减小；当剪切流流速达到1.4 m/s，水合物丰度达到80%以及水合物粒径达到7 mm时，立管将产生共振现象，振动幅度显著增强.

为探究钢轨波磨耦合车轮凹磨对高速列车轮轨系统动力学特性的影响，并确定高速铁路钢轨波磨的安全限值，基于车辆-轨道耦合动力学理论，结合现场调研获取的某线路钢轨波磨实测数据，构建CRH3型高速列车的车辆-轨道刚柔耦合动力学模型；将钢轨波磨和武广轨道谱叠加作为不平顺激励输入，探讨不同波长和波深的钢轨波磨对轮轨动力学特性的影响；探究不同运营里程的车轮凹磨与钢轨波磨的耦合作用，分析其对车辆各子系统振动加速度的影响，并在此基础上提出钢轨波磨安全限值. 研究结果表明：钢轨波磨显著增加轮轨垂向力，车轮凹磨和波磨耦合作用下进一步加大了轮轨力的响应，且凹磨越严重，轮轨力越大，运行20万公里的磨耗轮的轮轨垂向力相较于新轮增加了10.8%；考虑车轮凹磨，平均运行速度为300 km/h的高速列车建议50、80、100、120、150 mm钢轨波磨的波深安全限值为0.023、0.036、0.05、0.054、0.069 mm. 实际应用中，应结合具体运营条件和轨道结构调整维护策略，波深超出安全限值后应及时打磨.

涌水突泥是岩溶隧道常见的地质灾害之一，对隧道施工安全和长期运营构成严重威胁，确保掌子面抗突体的安全性是防控涌水突泥灾害的关键. 本文围绕强渗流作用下掌子面抗突体的稳定性问题，构建隧道掌子面强渗流裂隙抗突体的力学分析模型；充分考虑水流在贯通裂隙壁面上产生的拖曳力效应，系统推导强渗流作用下岩溶隧道抗突体的最小安全厚度公式；结合参数敏感性分析和工程实例，采用有限差分软件FLAC3D进一步分析掌子面前方含贯通裂隙和富水溶腔下隧道开挖围岩的稳定性，深入探讨关键参数对抗突体稳定性的影响机制. 研究结果表明：裂隙开度的增大显著增强了拖曳力的作用效果；强渗流条件下，裂隙拖曳力对抗突体最小安全厚度具有显著的不利影响，且其影响程度随着裂隙开度的增加非线性增强；在不同位置分布，裂隙对最小安全厚度的影响有显著差异，存在一个临界过渡点（悬臂梁Ⅰ、Ⅱ长度比为 5.07∶4.93），在该过渡点，裂隙上、下梁板发生同步破坏，进一步揭示了裂隙位置与结构失稳之间的内在关联. 研究成果可为岩溶隧道掌子面抗突体厚度设计、岩溶灾害治理（如注浆封堵、裂隙加固与渗流控制）以及施工期风险分级与监测预警指标选取提供理论依据与工程指导.

为建立用于地铁振动噪声数值仿真预测的轮轨宽频激励模型，依托北京地铁线路实测轨道长波不平顺、钢轨表面粗糙度和青岛地铁实测车轮踏面不圆顺数据，开展地铁轨道长波不平顺选取与轮轨短波粗糙度谱研究. 首先，采用Welch法对实测轨道不平顺数据进行功率谱密度估计，并给出了钢轨短波不平顺功率谱和车轮不圆顺功率谱表达式及其拟合参数；长波方面，以速度等级对应的单项高低TQI值相近原则选取典型轨道谱；短波方面，以四分位数分别将钢轨表面短波不平顺功率谱和车轮不圆顺功率谱划分为五个等级，并考虑二者相干性提出轮轨粗糙度谱. 研究结果表明：依据单项高低TQI值相近原则，选取的美国六级谱与北京设计速度80 km/h的地铁线路轨道长波（1～42 m）不平顺功率谱吻合良好；钢轨表面短波不平顺功率谱和车轮不圆顺功率谱在同一短波波长下幅值分布均具有显著的偏态分布特征；短波0.01～1.00 m内的不同等级大小轮轨粗糙度谱主要受车轮不圆顺谱主导，严重时甚至超过了铁科院短波谱.

短初级直线感应电机（SPLIM）在运行过程中同时存在纵向动态端部效应与铁心饱和效应，二者相互耦合且呈非线性，导致其等效电磁参数难以通过传统解析法精确计算. 为此，提出一种考虑多因素耦合影响的短初级直线感应电机等效电磁参数解析计算方法. 首先，分析多因素耦合影响下短初级直线感应电机的改进等效电路；其次，建立短初级直线感应电机的一维电磁场模型和考虑铁心磁阻的磁回路，并根据安培环路定律导出包含速度因子和铁心磁导率的气隙磁密的微分方程，再通过迭代法和铁心磁化曲线计算各个位置的气隙磁密；然后，根据磁链法和等效损耗法分别计算不同工况下的励磁电感和次级电阻；最后，在ANSYS Maxwell中建立短初级直线感应电机的瞬态场仿真模型进行对比验证. 结果表明：励磁电感解析结果相较于有限元结果误差最大为6.8%，次级电阻解析结果相较于有限元结果误差最大为6.4%；基于所得等效参数计算的推力与试验数据吻合良好，进一步验证所提解析方法的准确性.

为系统揭示堆石坝粗粒料的细观力学机制和宏观力学响应机理，克服传统连续介质方法在力链演化与颗粒破碎模拟方面的局限性，发展了一种适用于粗粒料三轴试验的连续-非连续变形分析方法. 该方法在传统非连续变形分析方法（DDA）基础上，引入混合位移模式以区分不同块体的力学响应；采用临界阻尼加速计算收敛，并提出新的连续-非连续模拟技术以刻画颗粒破碎过程；通过常规三轴数值试验系统分析粗粒料在加载过程中的变形演化、力链发展、颗粒破碎及剪切带形成等力学行为，重点探讨尺寸效应与端部摩阻力的影响. 结果表明：该方法模拟结果与试验数据结果吻合良好，能够有效反映粗粒料的宏观力学响应与细观机制；围压0.4 MPa时，尺寸效应可使峰值应力提高21.3%，而在3.0 MPa高围压下对峰值应力影响不显著；端部摩阻力在3.0 MPa围压下可使峰值应力提升约7.4%. 研究成果为深入理解粗粒料力学特性提供了有效的数值分析手段.

针对现有CFRP板锚固技术中挤压应力横向分布不均匀导致板材承拉后易撕裂破坏，难以控制螺栓预紧力的问题，本文研制了双曲面CFRP板锚具，其主要构造特征为外夹板设有横向圆弧面（可使CFRP板所受挤压应力横向分布较均匀），内夹板设有纵向圆弧面（可充分挤压锚固区中段，避免端口处剪切破坏）；通过限位片控制外夹板挤压位移，以实现所需的预紧力锚固CFRP板；对6组新型锚具试件进行锚固性能试验，探究其受力机理；利用ANSYS有限元软件进行受力模拟，深入分析影响锚固性能的关键参数，同时与平板式锚具的受力性能展开对比. 研究表明：外夹板厚度是影响CFRP板挤压应力横向分布不均匀的主要因素，当外夹板厚度为27 mm时，CFRP板挤压应力横向分布较均匀，最大与最小压应力之差仅为9.3 MPa；内、外夹板的弧面设计优化了CFRP板挤压应力分布状态，同时减小了碳纤维间的应力差，使CFRP板的横向变形更同步；试件破坏状态为撕裂破坏，但新型锚具锚固效率系数可达104.16%.

组构各向异性是影响砂土力学特性的重要因素，进而对盾构隧道开挖过程中地层扰动产生显著影响. 为探究组构各向异性对砂土地层扰动特性的影响，基于二维离散元方法，创建具有重叠的类椭圆簇颗粒，长轴取向被特定排列以形成不同各向异性的砂土试样，长轴取向与水平沉积方向为层理角；进行二维代表性体积单元（RVE）代表单元体双轴实验，并将数值模拟所得到的峰值摩擦角与已有文献中的实验结果进行对比验证；生成具有不同层理角的地层，隧道开挖地层损失依据Park地层损失假定. 模拟结果表明：当在各向异性地层中进行盾构隧道开挖时，隧道中轴线两侧扰动范围出现不对称效应；地表沉降曲线分为影响区、扩展区与削弱区，层理角对地表沉降的影响仅表现在影响区、扩展区；地表沉降槽中最大沉降的最大值出现在层理角为0° 的试样中，为0.037 m；层理角为45° 的试样中最大沉降最小，为0.011 m；随着层理角增大，45° 左侧的最大沉降呈线性上升趋势，右侧呈线性下降趋势；隧道主应力的偏转与位移偏转造成的不对称效应一致；层理角为0° 和90° 的试样中，接触法向分布的主方向未发生改变.

针对永磁电磁混合悬浮系统零功率控制中电流积分导致的饱和、响应滞后与抗扰能力不足的问题，综合考虑系统空载起浮和负载变化2种工况，提出一种基于高阶滑模观测器的模糊双适应零功率控制方法. 首先，基于系统数学模型，设计高阶滑模观测器，实现对集总干扰和误差变化率的估计；其次，根据观测器输出在PD控制器中引入前馈补偿，完成对悬浮间隙的快速稳定跟踪和干扰力的动态补偿；进一步分析电流积分在系统空载起浮和负载变化工况下对系统动稳态性能的影响；最后，提出模糊双适应算法，借助二维模糊算法在线优化电流环积分系数，并基于双曲正切函数的动态调节学习率，从而根据系统动态特性自适应调整积分增益权重，有效抑制积分饱和并提高系统响应速度. 研究结果表明：在空载起浮工况下，所提方法的仿真与实验响应时间分别为0.12 s和0.25 s，且均无超调；在负载突变工况下，仿真与实验响应时间分别为0.10 s和0.15 s，亦无超调；在负载连续变化工况下，电流误差不超过 ±0.35 A，且无超调；与固定学习率和固定电流积分系数方法相比，所提方法响应时间最少缩短了14.2%，且超调为0.

为探究持续制动条件对车轮踏面最大温度及温差的影响，明确车轮热负荷特性，以闸瓦-车轮踏面摩擦副为研究对象，基于1∶1 制动试验台开展超长大坡道持续制动试验；通过改变制动压力、制动速度及制动持续时间3个关键参数，分析制动过程中踏面温度的分布规律. 结果表明：制动速度由40 km/h增至70 km/h时，在制动0～1200、1200～2400、2400～3600 s 3个阶段，各阶段的最高温度分别升高97%、118%和86%，最大温差分别增大113%、150%和128%，增加制动速度对前2个阶段的温差增幅影响大，制动初始摩擦面温度较低，闸瓦接触区域耐磨而不容易增加接触面积；在制动速度70 km/h条件下，制动压力由3 kN增至7 kN时，踏面最高温度由321 ℃增至436 ℃，增幅为36%，增加制动压力提高了摩擦功率，放大了局部接触状态对摩擦温度的影响，进而加剧踏面温度分布不均；在制动压力3 kN条件下，速度由40 km/h增至70 km/h，踏面最高温度由176 ℃增至328 ℃，增幅为86%，增加制动速度在提升制动能量的同时增大了制动功率，导致高温区域大幅扩展. 本文所研究内容对于机车车辆在超长大下坡道踏面制动性能的分析及运行方案的研究具有一定借鉴意义.

为探究跨座式单轨车辆转向架的稳定性问题，基于轮轨接触关系下轮胎力学特性的空间激扰，对跨座式单轨车辆转向架系统进行Hopf分岔特性分析. 首先，建立考虑空间激扰的三自由度车辆转向架非线性动力学模型；其次，采用Hurwitz稳定性判据求解转向架系统的临界速度，引入中心流形稳定性指标判断系统的Hopf分岔类型，并利用MATCONT工具包对理论分析结果进行数值验证；最后，探讨不同空间激扰条件对转向架系统稳定性的影响. 研究结果表明：在低速运动状态下转向架以2.4 Hz的侧滚运动为主，中高速运动状态下主要表现为摇头和侧滚的耦合运动为主，频率在1.3 Hz～2.4 Hz；当速度达到163.563 24 km/h时，系统发生超临界Hopf分岔，出现稳定极限环，且在速度为163.563 60 km/h时发生鞍结分岔，系统又出现不稳定极限环；空间激扰作用下，转向架的临界速度随导向轮径向刚度和稳定轮径向阻尼的增大而减小，随导向轮径向阻尼、稳定轮径向刚度以及走行轮径向刚度和阻尼的增加而提高；此外，转向架结构参数的改变可引发系统超临界与亚临界Hopf分岔之间的迁移，为避免亚临界Hopf分岔导致系统运动状态突变，应合理设计转向架的结构参数.

优化机车结构参数以减轻轴重转移是提高机车黏着利用率的主要手段. 针对某型机车牵引杆结构参数对轴重转移影响机理尚不明晰的问题，本文基于准静态平衡建立考虑牵引杆转动的轴重转移理论计算模型，并基于Sobol灵敏度分析方法探明牵引杆各个参数对轴重转移的影响程度，进一步分析牵引力大小、牵引杆橡胶套刚度和牵引杆位形参数对机车轴重转移的影响. 结果表明：考虑牵引杆转动时，理论模型计算结果与Simpack动力学模型计算结果更接近，理论模型计算效率显著高于动力学模型；牵引杆初始倾斜角度对轴重转移的影响较其他牵引杆参数更大，牵引杆的转动导致各轴的轴重随牵引力非线性变化；牵引杆橡胶套径向刚度超过160 MN/m后，机车轴重转移变化趋于平缓；牵引杆橡胶套偏转刚度由20 N m/rad增加至500 N m/rad，机车轴重转移量增大了25.7%；牵引杆构架端距轨面高度由0.05 m增加至0.80 m时，机车轴重转移量增大了84.3%；牵引杆构架端距构架质心纵向距离由0.5 m增加至3.5 m时，机车轴重转移量减小了30.4%；牵引杆初始倾斜角度在11° 左右时，牵引杆的转动角度接近于0；牵引杆初始倾斜角度在13～14° 时，二位和三位轮对的轴重转移接近于0.

针对传统钢-聚合物纤维混杂体系密度大、易腐蚀等问题，探讨PVA纤维、PP纤维和POM纤维3种聚合物纤维的混杂效应对纤维增强水泥基复合材料(FRCC)工作性能和力学性能的影响. 设计12组试件，包括单掺纤维和PVA与POM、PVA与PP、POM与PP纤维混杂的不同组合，进行流动度、抗压、抗折、单轴拉伸及四点抗弯测试，系统分析各组性能并进行综合性评估，同时，结合光学高倍显微镜分析混杂纤维的作用机理. 结果表明：混杂纤维能够有效弥补单一纤维的不足，显著提升FRCC的综合性能. A0.5M1.5P0流动度较单掺PVA纤维增加18.62%，A1M1P0抗折强度为14.53 MPa，较单掺POM纤维提升24.94%；A0M1.5P0.5抗压强度为73.33 MPa，较单掺PP纤维提升25.50%；A1.5M0.5P0具有最佳的拉伸性能，拉伸强度为3.36 MPa，应变能密度为54.2 kJ/m³，较单掺POM纤维分别提升54.13%、2158.33%；A1M1P0抗弯强度为9.03 MPa，较单掺PVA纤维提升51.26%，等效弯曲强度为3.89 MPa，较单掺POM纤维增加77.63%；基于雷达图综合评估，A1.5M0.5P0显示出最优的综合性能；具备不同物理性能的2种纤维在混杂掺入后产生协同作用，如PVA纤维限制基体裂缝扩展，而POM纤维在裂缝扩展过程中通过形变耗散能量，二者协同增强了复合材料的韧性和承载能力.

针对河套灌溉盐渍土地区再生混凝土结构耐久性不足问题，模拟该地区典型地貌环境，将混凝土试件置于干湿−冻融环境中以探究硫酸钠侵蚀规律与机理. 以混凝土类型、水灰比及硫酸钠溶液浓度为试验变量，选取质量评价参数ƞ_a、动弹性模量评价参数ƞ_b作为关键评价参数，建立综合损伤评价指标，并基于此进行两参数Weibull可靠性分析，同时，采用灰色关联度对各影响因素进行敏感性分析. 结果表明：普通混凝土的抗侵蚀性能优于再生混凝土，在第四次循环结束后，普通混凝土的ƞ_b值为再生混凝土的4倍；适当降低水灰比可提高再生混凝土抗侵蚀性能；在复合因素影响下，再生混凝土损伤由硫酸钠结晶膨胀作用与化学腐蚀作用共同累积导致，硫酸钠浓度越高，损伤发展越快，在3次循环结束后，RC-0.46-0%组ƞ_b值仍有0.051，而RC-0.46-10%组ƞ_b值为−0.066，试件已发生破坏；Weibull分布函数能有效描述再生混凝土的侵蚀损伤过程，通过建立加速寿命可靠度函数可直观预测试件的服役寿命，且预测结果与试验结果较一致；根据灰色关联度分析结果，在4次循环结束后，水灰比为0.53试件的ƞ_a值分别比水灰比为0.46和0.39的试件降低了0.36和0.65，而后两组试件的ƞ_b值基本一致，因此，水灰比是影响再生混凝土耐久性的主要因素.

磁悬浮轴承是一种通过磁力作用使旋转轴悬浮在平衡位置，从而消除转子与定子之间接触摩擦的装置. 区别于传统轴承的支撑方式，磁轴承凭借无接触特性，在转速提升、控制精度优化及低能耗方面展现出显著优势，能够实现高速运转、精确控制与零摩擦运行的核心需求，已广泛应用于工业生产、飞轮储能、航空航天、高速机床等关键领域. 然而，随着现代工业对高性能轴承需求的不断增长和低碳环保理念的持续深入，磁悬浮轴承的技术升级与性能突破成为行业发展的迫切需求，相关研究也受到学术界与产业界的广泛关注. 本文系统综述了磁悬浮轴承的研究进展，依据悬浮力产生方式（吸力型、斥力型）明确其分类体系，进而围绕磁轴承系统的拓扑结构设计、数学建模、控制策略等核心研究内容展开梳理，全面呈现当前技术研究现状. 当前研究虽在基础理论与工程应用层面取得阶段性成果，但仍面临高温/高速工况下的稳定性控制、永磁体退磁防护、系统集成小型化、成本控制等关键技术瓶颈. 未来研究应聚焦多场耦合机理深化、智能控制算法融合、轻量化与低成本设计等方向，为磁悬浮轴承在更极端工况与更广泛领域的规模化应用提供技术支撑.

磁性液体振动能量采集器在低频振动环境中具有鲜明的技术优势，在机械振动监测、微纳传感器和人体可穿戴设备供电等领域具有广阔的应用前景. 随着能源需求的日益增长和环境问题的日益突出，开发高效、可靠的振动能量采集技术已成为当前研究的热点. 将磁性液体应用到振动能量采集器中，可降低能量采集器的频响阈值，提高能量采集器的能量采集效率. 这种创新性设计不仅能够有效拓宽振动能量采集器的应用范围，还能为微电子设备提供稳定的能量来源，具有重要的理论意义和实际应用价值. 本文通过对国内外磁性液体振动能量采集器研究现状进行综述，详述电磁和摩擦电2种不同形式振动能量采集器的最新研究进展，在此基础上分析磁性液体振动能量采集器设计中磁性液体材料性能及壁面特性对其电学输出性能的影响，壁面材料的表面粗糙度和亲疏水特性也会显著影响摩擦电式能量采集器的输出性能. 因此，如何优化磁性液体材料性能和壁面特性以提高能量采集器的输出性能以及设计高效的能源管理系统以实现能量的稳定输出和有效利用，是未来研究的重要方向. 最后对磁性液体振动能量采集器未来发展的趋势进行展望，以期为相关研究提供参考.

高速铁路无缝道岔与相邻轨条的连接质量是确保列车平稳运行的关键结构，而焊接是广泛存在于高速道岔区的主要连接方式之一. 为研究焊接不平顺引起的轮轨冲击问题对高速道岔行车安全性和稳定性的影响，基于显示积分算法构建了考虑实际焊接接头不平顺的轮轨冲击模型；分析了不同焊接不平顺下的轮轨动态响应在时、频域的分布特性，并结合现场试验对仿真结果进行了验证；探明了高速条件下焊接接头几何不平顺对轮轨动态冲击行为和钢轨受力特性的影响. 研究结果表明：轴箱加速度时频图主要存在三个明显的高频振动能量峰，其频率主要集中在300、750 Hz和1200 Hz附近；结合高速铁路维修规则，基于动力学仿真结果确定了400公里时速条件下高速铁路焊缝限值，1 m直尺测量矢度条件下，凸型焊接接头不平顺限值为0.174 mm，凹形焊接接头不平顺限值为0.34 mm.

为探明大直径盾构隧道管片结构在极限荷载下的力学特性，首先，采用多功能盾构隧道结构体加载装置对苏通GIL综合管廊工程盾构管片结构开展原型加载破坏试验；其次，分析极限荷载下管片结构变形、内力、接缝变形、螺栓和钢筋应变等力学响应规律；最后，结合裂纹形态，揭示管片结构的破坏特征及机理. 研究结果表明：管片结构的变形呈“横鸭蛋”形态，弯矩呈现“蝶”形态，轴力呈现“圆”形态，最大单点变化率为10.3‰，最大正弯矩为3896 kN•m，最大轴力为17099.28 kN；螺栓最大应变为1871 με，远小于屈服应变，钢筋最大应变为2213 με，超过其屈服应变；管片的形变指标安全余量为0.92～1.72，强度指标安全余量为0.10～0.16，强度指标先于形变指标达到极限破坏值，建议以钢筋屈服或主裂纹贯通作为管片结构正常使用承载能力极限状态的判断标准；管片裂纹开始于B3块管片中部，当荷载为1778.4 kN时，拱顶、拱底内外弧面多处裂纹贯通，内外弧面裂纹最大宽度分别达到4.5、11.5 mm，B3块管片钢筋屈服，管片结构因局部失稳发生破坏.

为解决船舶过坝货流分配不均衡导致的水利枢纽通航拥堵问题，以船舶额外过坝总成本和等待时间为双目标，建立货流分配优化模型；进一步引入面向水运新通道过坝模式的服务收费机制，分析其对船舶货流转移规律的影响；然后，运用非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对模型进行求解，提出过坝船舶货流分配优化方案. 最后，以三峡枢纽为例，验证所提模型和算法的有效性. 试验结果表明：该算法可求得多组Pareto前沿解，提供多样化的船舶货流分配方案，船舶额外过坝总成本与其等待时间呈显著负相关关系；双模式和多模式过坝系统的船舶货流分配方案，均能实现降本增效目标，且多模式系统的优化方案可使额外过坝总成本和等待时间分别降低67.1%和0.5%；与初始调度方案相比，船舶货流分配方案使得至少33.4%的船舶货流出现过坝模式转移，缓解了水利枢纽通航拥堵；且合理的水运新通道服务费率设置，可有效降低船舶过坝成本和提高过坝效率.

为提升高速磁浮牵引供电系统的经济性，基于改进遗传算法提出一种供电分区与定子段长度的优化设计方法. 首先，通过分析双端供电模式下的等效电路建立牵引系统的数学模型，结合追踪间隔时间与牵引性能约束推导出供电分区的有效范围为20～40 km；然后，基于换步控制与牵引性能约束确定定子段的设计长度为600～2000 m，在此基础上，采用动态约束自适应遗传算法，以综合经济成本最小化为目标，分别对供电分区与定子段长度进行优化设计；最后，选取沪杭磁浮规划线与上海磁浮示范线作为验证对象，通过硬件在环实验获取列车动态运行数据，对优化前后的牵引系统综合经济成本进行对比分析. 研究结果表明：沪杭线案例中，传统设计方案需设置7个27 km等长供电分区，优化方案调整为6个差异化分区，其中端部区段为20 km，中部区段集中在37 km左右，综合经济成本降幅为14.25%；对于上海磁浮示范线，既有方案采用25个长度约为1200 m的定子段，优化方案生成26个不等长定子段，形成“强流短距、弱流长距”的电流匹配布局，综合经济成本降幅为19.1%.

随着智能技术发展的不断发展，交通系统向着自主化、无人化的运转方式转变. 为明确不同自主化水平ATS的技术特点与功能优势，通过量化ATS的代际演进标准、评估系统拓扑结构和模拟分析ATS代际演进路径，将ATS解构为系统、场景、功能、技术、服务等5个层次；针对交通场景、交通主体、交通服务之间的链路关系，以各功能所需技术类型及其发展水平的量化值为链路路阻，基于经典网络理论提出面向ATS的分层可演进架构模型；以道路交叉口场景下的优先通行服务为例，通过调查问卷标定链路路阻，深入剖析ATS交通主体间的作用关系、功能实现和信息流动. 研究结果表明：增加互操作链路可以显著提升ATS的自主化水平，其中，“人类参与度将降至10%以下”将成为完全自主化水平达成的关键节点；本文所提出的分层可演进架构模型为ATS代际演进提供了量化分析框架，填补了现有理论在系统级动态演进建模方面的空白. 研究成果可为交通管理部门制定ATS发展规划提供决策支持，为技术研发优先级设定提供量化依据.

为保障全断面隧道掘进机（TBM，Tunnel Boring Machines）在复杂地形下安全、高效运行，需明确多滚刀协同破岩时滚刀的载荷特性，并分析各种刃形滚刀在不同地层中的性能表现. 为此，建立多滚刀协同破岩的颗粒流离散元数值模型，分析平顶、圆顶2种刃形滚刀在不同岩石强度、刀盘转速下的载荷特性，并通过多刀破岩试验对数值分析主要结果加以验证. 结果表明：在给定贯入度条件下，圆顶滚刀所需法向总推力较平顶滚刀低23%～50%，其破岩体积与比能亦低10%～20%；不同安装半径滚刀所受载荷有所差异，最内、最外侧滚刀仅与相邻单侧滚刀形成协同破岩作用，其切削力较邻刀高约30%，故滚刀切削力的均值与标准差随安装半径增大呈两端高、中间低的“W”形分布；2种刃形滚刀法向力的均值与标准差均呈正相关，但在相同法向推力水平下，平顶滚刀的法向力标准差较圆顶滚刀低37%～50%，表明圆顶滚刀可能引起更为剧烈的振动；此外，随刀盘转速的提高，2种滚刀的切削力均相应增大，其中平顶滚刀对转速变化更为敏感.

为解决折板型竖井在气爆过程中产生高速气水混合物而导致的结构及地面安全风险，采用数值模拟方法系统研究竖井内水体空泡份额和联络管直径对竖井压强和气爆强度的影响程度，分析竖井底部折板冲击荷载变化规律，提出在竖井中部设置限流孔板以控制气爆喷射强度. 研究结果表明：联络管压强随着空泡份额的提升先减小后增大，并在0.2～0.4内出现最小值；3种不同管径比中，联络管与竖井的直径比为1/2时，气爆喷射强度最为强烈；折板冲击荷载自下而上不断递减，同一折板上靠近中隔板和竖井壁一侧的冲击荷载均大于折板边缘上荷载；在竖井中部设置限流孔板能有效控制气爆强度，同时，限流孔板受到的冲击荷载为竖井底部折板荷载的10倍；研究成果为城市深隧排水系统安全运行提供参考.

为提升装配式桥墩的工业化水平，研发与超高性能混凝土（UHPC）桥墩性能相匹配的连接形式，提出一种外置式预应力连接接头及其张拉工艺，并通过足尺试验验证该构造和工艺的可行性；结合有限元分析，研究接头预应力和轴压比对UHPC桥墩性能的影响，并基于能力设计法提出预应力接头的设计方法. 研究结果表明：采用外置式预应力连接接头的装配式桥墩发生了典型的弯曲破坏，桥墩墩身UHPC混凝土被压溃，但桥墩与承台接缝处未出现界面分离；预应力高强钢筋的应力变化和桥墩水平荷载基本呈正比，并且变化幅度最大仅为9%，表明试件采用的外置式预应力连接接头的连接性能可靠，结构整体性能好；当桥墩高强钢筋张拉力较小时，桥墩和承台接缝处会出现接缝开口，装配式桥墩的刚度将减小，但对试件的峰值承载能力基本没有影响.

针对自主式交通系统中自动驾驶车辆的换道决策难题，提出一种基于不完全信息动态博弈的换道决策模型. 首先，基于博弈论思想，明确换道意图判断、博弈换道条件以及模型求解等核心问题，并建立相应的博弈框架；为优化收益函数，构建一个综合考虑安全性、效率性和舒适性的多目标收益函数，选择合适的特征对各目标收益进行量化处理，并结合逆强化学习方法从NGSIM数据中学习权重分配，确保了决策的多维度考量. 实验结果显示：无论是在博弈成功还是失败的交通场景中，所提模型都能有效提升决策的安全性和效率；相较于传统的防御型换道模型，该模型在提高行驶效率方面表现更为优越，展现了其在自动驾驶换道决策中的实用性和优势；此外，通过SUMO仿真验证，模型在真实高速公路场景中表现出良好的安全性和通行效率，能有效适应交通流变化，保障车辆安全高效行驶，验证了其在自动驾驶换道决策中的实用价值.

运营中断是城市轨道交通实际运营过程中不可忽略的安全因素. 针对城市轨道交通单向运营中断下的列车运行调整问题，本文提出“反向运行 + 小交路”组合调整策略. 从乘客时间价值的角度出发，以乘客在站等待时间最小为优化目标，分中断阶段和恢复阶段建立单向运营中断下城市轨道交通列车运行调整两阶段模型；考虑到模型复杂度以及调整问题对求解效率的需求，设计适用于所构建模型的不同交路选择自适应大规模邻域搜索算法，实现对大规模算例的有效求解. 案例研究表明：单向运营中断条件下基于“反向运行 + 小交路”策略组织列车运行调整，比采用反向运行策略的乘客等待时间减少5.19%；相较于封闭中断方向线路，可使全线乘客的在站等待时间减少19.80%，且上下行方向的运输服务更加均衡；此外，当中断持续时长超15 min时，与封闭中断方向线路相比，采用“反向运行 + 小交路”策略组织列车运行调整可以取得更好的效果.

针对城市交通拥堵态势传播问题，从微观层面提出一种车道级的元胞传输模型Micro-CTM（micro cell transmission model），结合大语言模型（large language model，LLM）的多模态语义认知优势，构建车道级交通拥堵态势演化模型（coupled map lattice-driven lane congestion evolution model，CML-LCEM）. 首先，构建一种融合混合专家架构大语言模型的交通流特征辨识框架，通过跨模态语义对齐及模型微调方法实现城市交通多模态语义认知；其次，结合转移熵研究车道元胞间状态因果关系，构建车道级交通拥堵演化模型，预测拥堵态势关键元胞；最后，在北京市高级别自动驾驶示范区局域路网开展实验，划分多类型元胞并验证模型对车道级饱和度及拥堵传播的刻画能力. 研究结果表明：本文方法在高峰时段车道级预测精度较传统模型提升显著，对关键元胞的提前干预可降低车辆平均行驶时间达28.3%，为智能交通系统的实时拥堵预警、疏导策略制定及车路云一体化应用提供了数据驱动的大模型解决方案.

为提高船舶运动辨识建模的准确性和船舶在航行过程中的自主性和安全性，建立了适用于不同操纵工况下的船舶运动在线非参数模型. 首先，鉴于不同操纵条件下船舶航行特征的复杂性和在线非参数辨识的挑战，结合滑动时间窗和相关向量机，提出一种自适应更新的船舶运动非参数辨识方法；其次，通过2种不同的训练样本选择方案，验证基于相关向量机的离线非参数辨识模型的有效性，并强调训练样本质量的重要性；最后，基于所提辨识方法以及自适应非参数模型更新准则，实现3自由度船舶运动状态、航向角以及运动轨迹的在线非参数辨识，并将所提方案的辨识结果与非自适应辨识方案得到的结果进行对比. 试验结果表明：所提方案能够根据操纵工况的变化自适应更新非参数模型，其辨识结果的平均绝对误差和均方根误差分别小于0.11和0.18，而非自适应辨识结果的2种评价指标分别小于1.43和2.10，充分验证了所提方案在泛化性方面的显著优势，展现出更高的辨识精度，并进一步证明其在多种不同操纵工况下的适用性.

柱塞泵在运行过程中，其缸体和主轴花键副的碰撞行为会加剧花键的齿面磨损，降低其运行可靠性. 为预知主轴花键的使用寿命，本文结合Archard模型和SWT （smith Watson topper）模型，对柱塞泵不同出口压力下花键副的微动损伤和疲劳寿命进行分析. 首先，通过有限元法建立轴向柱塞泵缸体-主轴花键副微动损伤有限元模型；其次，基于建立的有限元模型，对不同出口压力工况下的柱塞泵齿面Ruiz微动损伤参数的分布进行分析，并预估其花键齿面的微动磨损增量；最后，结合M-P （palmgren miner）规则，加上循环疲劳载荷的响应，得到预测的轴向柱塞泵的齿面疲劳寿命. 研究结果表明：柱塞泵花键齿面最大Ruiz损伤参数主要集中在花键齿面端部；柱塞泵花键两端的损伤较为严重，中部的损伤较轻，花键前端和后端的磨损量比中部的磨损量分别高出114%和62%；柱塞泵出口压力的变大会加剧齿面磨损，大大减少花键副使用寿命，出口压力为30 MPa时的寿命相较于20 MPa时的寿命降低60%. 研究结果对柱塞泵花键运行的可靠性和后续的优化分析具有一定指导意义.

针对高铁无线通信系统中信息传输普遍存在有效吞吐量低和隐蔽程度受限的问题，以隐蔽需求、最大人工噪声（AN）发射功率和IRS相移的单位模为约束条件，构建以最大化高铁无线通信系统有效吞吐量为目标函数的优化问题，并设计一种基于智能反射面（IRS）辅助及AN增强的高铁无线隐蔽通信波束赋形方法；采用交替优化策略，把优化变量耦合问题拆分为3个子问题，分别为基站波束赋形、IRS相移优化以及AN发射功率优化；在分式规划中，借助二次变换方法将隐蔽需求约束映射在复圆流形上，利用共轭梯度算法（CG）对IRS相移进行优化，并使用Dinkelbach算法对AN发射功率设计并交替迭代优化. 仿真结果表明，该算法的计算复杂度较低，在高速移动环境下，系统有效吞吐量提高了27.31%，隐蔽传输性能得以提升，这对保障高铁无线通信系统安全信息传输具有重要的意义.

为探讨含等词子句集中的子句冗余性问题，提出一种新的子句冗余性判定方法——等词蕴涵模归结原理（EIMR）. 首先，分析一阶逻辑定理证明器在化简过程中对冗余子句的处理需求，指出蕴涵模归结原理无法直接应用于含等词子句集的不足；其次，通过结合平展操作与归结方法，定义适用于含等词子句集的等词蕴涵模归结原理，详细证明其理论可靠性，并阐明该原理在冗余子句判定中的具体作用；随后，以EIMR为基础，将命题逻辑和不含等词子句集上的子句消去方法扩展至含等词子句集，定义等词归结不对称恒真子句和等词归结包含子句，并证实这些扩展方法的有效性；最后，利用该原理进一步验证主流一阶逻辑定理证明器在预处理阶段中谓词消去方法的可靠性. 研究结果表明，等词蕴涵模归结原理为含等词子句集上的子句冗余性研究提供了理论依据，并扩展了现有子句消去方法的适用范围.

随着现代制造业对加工质量与生产效率要求的不断提升，刀具磨损已成为影响表面粗糙度的关键制约因素. 传统的刀具状态监测及工艺参数优化方法多基于经验模型或静态优化策略，难以适应多变量、动态变化的复杂加工环境. 针对这一挑战，创新性地提出了一种融合多尺度分布比（MSDR）与贝叶斯多臂老虎机（BMAB）的工艺参数在线优化方法，将刀具状态纳入工艺参数优化框架中；结合贝叶斯优化和多臂老虎机策略，在动态加工环境中实现了工艺参数的实时调整，通过保证加工效率最大化的同时，维持加工过程的稳定性和精确性. 研究结果表明：与主流方法相比，MSDR在刀具状态监测中展现出优异的精度和稳定性，其MAE、SMER和RMSE分别达到0.145、0.258和0.194；BMAB在切削效率优化和计算时效性方面亦表现出色，分别达到2305 mm³/min和2.92 s，显著优于传统方法. 因此，考虑刀具状态的工艺参数在线优化技术为高精度制造提供了一条全新的技术路线.

高速磁浮铁路作为未来高速陆地交通的战略方向，其空间线形设计对系统性能与安全具有决定性影响. 本文综述了高速磁浮铁路空间线形设计的最新研究进展，首先梳理高速磁浮线路发展历史，涵盖日本磁浮试验线、德国Transrapid系统、中国高速磁浮工程实践（如同济大学嘉定校区、青岛四方、上海机场、西南交大九里等试验线）以及在建及规划中的线路；然后，从空间线形对悬浮导向的耦合作用、线形参数对动力学响应的影响，以及气动效应对线形制式的约束角度，分析高速磁浮铁路空间线形对列车稳定性的影响；其次，系统阐述空间线形的定义和组成，以及平面、纵面线形参数计算与选取，平纵组合线形和道岔线形研究；同时，指出当前研究面临的瓶颈，如多物理场耦合建模与仿真效率挑战、线形参数标准与动态性能关联缺失、试验线设计理论与工况覆盖局限、全局优化与安全阈值量化难题、选线设计智能化水平不足、复杂耦合约束协调难、选线设计多目标优化方法不完善、环境影响评估与选线协调性不足等；最后对7个需要深化研究的方向进行了展望，以推动高速磁浮铁路空间线形设计理论体系的创新与完善.

声学超结构因其独特的波操纵特性在车辆噪声、振动和声振舒适性（NVH）领域备受关注，但被动式声学超结构的低频带隙带宽窄且不可调，限制了其进一步的发展和应用. 为克服此难题，提出电控型声学超结构以灵活调谐带隙，并建立相应的电学孪生理论. 从经典的机电类比理论出发，基于有限差分法对Kirchhoff-love薄板建立了二维孪生电路；在此基础上，串联LCR谐振回路以形成超结构单元的孪生电路，引入可调电容以实现对电学带隙的调谐；从孪生电路中衍生出一种具体形态为螺旋型的电控超结构，并进行了仿真验证和应用实验. 结果表明：孪生电路可视为超结构在电学域中的精确映射，通过电控方式可有效调节超结构等效刚度，进而实现带隙调谐，其调谐规律可通过孪生电路进行高效预测与分析；所设计的螺旋型电控超结构对电动座椅的阶次跟踪降噪效果显著，在200～460 Hz的宽频范围内声压级平均下降约7.4 dB(A). 所提出的孪生电路有助于电控超结构的机电一体化设计，同时也为不同形态的电控超结构研究提供了理论范式.

针对重庆地铁小半径曲线有/无轨缝区域存在的2种不同钢轨波磨现象（无轨缝区域的波磨为发生在内轨上的短波波磨，有轨缝区域的波磨为发生在内轨上的长短波波磨），本文基于摩擦耦合振动理论开展2种钢轨波磨现象成因的对比研究. 结合现场调研，针对小半径曲线有/无轨缝区域，建立轮轨系统有限元模型，采用复特征值分析法对比分析2种区域轮轨系统的稳定性；采用瞬时动态分析法探究轨缝不平顺和钢轨波磨不平顺影响下轮轨系统的动态响应. 结果表明：轮轨系统在小半径曲线有/无轨缝区域均存在摩擦自激振动，主要频率分别为 479.26 Hz 与 477.65 Hz，可诱导波长30～40 mm 的短波波磨；轨缝不平顺会增大轮轨系统动态响应，引发的反馈振动主要频率为112.79 Hz，进而诱导波长150～160 mm 的长波波磨；短波波磨不平顺的反馈振动仅起到加剧自身波磨深度的作用，并未诱导新波长波磨产生.

为提高柔性作业车间调度系统在扰动事件发生时的稳定性与响应效率，实现基于具身智能体的柔性作业车间多智能协同调度方法，首先，根据柔性作业车间调度问题特点，通过对具身智能体的构成要素、关系及属性的分析与抽象，提出柔性作业车间具身调度智能体元模型，实现具身调度智能体的统一建模；然后，在对元模型实例化后，设计分布式多智能体调度策略集合，构建具身多智能体调度系统，并结合Q博弈协商机制实现了多智能体的协同调度；最后，以某小型结构件车间为例，与现有多智能体调度方法进行对比. 研究结果表明：在新订单到达和机器故障扰动下，调度方案稳定性分别平均提高42.75%和42.88%，智能体间通讯量分别平均减少58.33%和62.5%，计算响应时间分别平均减少32.27%和33.28%.