螺旋箍筋应用于钢筋混凝土柱能明显提高柱的承载力及延性，为了研究五螺箍矩形混凝土短柱在轴心受压荷载作用下的力学性能和轴压承载力计算方法，首先，结合已有文献中的试验建立有限元模型，并将有限元分析结果与试验结果进行对比，以验证有限元模型的正确性；其次，基于材料用量相等的原则，设计了4种不同配箍形式的矩形截面柱，基于已验证了的有限元模型开展了不同混凝土强度对上述4种柱的轴压承载力和延性的影响研究；最后，通过对五螺箍柱进行参数分析，提出了基于体积配箍率的轴压承载力计算方法. 研究结果表明：五螺箍较五环箍、矩形箍和矩形螺旋箍柱构件承载力均值分别提高0.78%、6.70%和13.73%，延性系数均值分别提高2.00%、10.32%和10.41%，说明五螺箍柱有较高的承载力和延性；与各国规范提出的公式进行对比，本文建议的轴压承载力计算方法较为简便，且与试验值的误差均值仅为2.83%.

为研究钢渣细骨料在混凝土中的适用性及钢渣细骨料混凝土的轴压本构模型，进行了钢渣细骨料的物理化学性能试验，并对钢渣细骨料的稳定性进行测试分析；在此基础上，制备了6组不同钢渣细骨料掺量的钢渣混凝土立方体及棱柱体试件，研究了钢渣细骨料混凝土的单轴受压性能. 研究结果表明：本文选用钢渣的游离氧化钙含量、压蒸粉化率均满足相关规范要求，适用于混凝土细骨料；钢渣细骨料混凝土破坏的脆性特征更加明显，比普通混凝土的抗压强度有明显提高；钢渣混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度比值为0.80 ~ 0.86；可依据Carreira and Chu模型及Wee模型对钢渣混凝土本构关系进行分段描述，分段式本构模型与实测钢渣细骨料混凝土的应力-应变曲线基本吻合.

为揭示施工龄期内超高层建筑泵送自密实混凝土（SCC）轴心抗压强度、弹性模量以及劈裂抗拉强度等力学性能的时变规律，提供超高层建筑施工阶段力学性能分析的基础依据，依托某一超400 m高层建筑泵送SCC制作了120个试件，包括96个圆柱体件和24个立方体试件，并对其进行了不同时间龄期的力学性能测试，获取了超高层建筑泵送SCC的应力-应变曲线，提出了各力学性能指标时变及关系计算公式. 研究结果表明：超高层建筑泵送SCC在免振条件下具有良好的密实性；随着龄期的增长，超高层建筑泵送SCC的峰值应力增大，且其峰值应变显著大于普通混凝土的；早期14 d内为各项性能增长的关键阶段，弹性模量在90 d后趋于稳定，而轴心抗压强度和劈裂抗拉强度在28 d后仍有大幅增长；龄期T ≤ 60 d时，超高层建筑泵送SCC的轴压刚度随龄期增长呈增大趋势，而相对韧性则呈减小趋势，龄期T > 60 d时，二者均变化较小趋于稳定；超高层建筑泵送SCC强度的提高能增快早期性能的发展，且能增大轴压刚度和相对韧性；提出的各力学性能指标时变计算公式能为超高层建筑泵送SCC的力学性能预测与评估提供可靠依据.

目前流行的数字集料建模技术效率和质量低，参数不可控且不能兼顾集料的形状、棱角、纹理等多个几何形态参数，导致难以有效在细观层面研究集料几何形态参数对颗粒复合材料综合性能的影响. 针对上述问题，首先，研究了单一集料几何形态特征评价，并给出一种评价集料表面微观纹理和集料系统的数学方法；其次，基于3D Max提出一种新颖的单一集料数字模型设计技术，创建了带有不规则形状、无序棱角和精细表面纹理的集料数字模型；最后，基于PFC 3D并采用“颗粒替换法”创建颗粒复合材料数字模型，进而分析了实物模型和数字模型空隙率差异，并给出解决空隙率差异的数学方法. 在此基础上，通过单轴压缩试验研究了集料几何学特性对颗粒复合材料峰值抗压强度的影响. 研究结果表明：1） 给出的集料纹理评价数学方法能量化集料微观结构，而集料系统评价数学模型拓展了集料几何形态学评价指标；2） 颗粒复合材料实物模型和数字模型空隙率存在较大差异；3） 集料的几何学特征能提高集料之间的咬合互锁效应，用不规则颗粒替换粒径 ≥ 2.36 mm的球形颗粒可使复合材料的峰值抗压强度提高20.7%.

玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）质量轻、强度高、耐久性好，将该材料用作锚杆可有效解决传统钢筋锚杆的腐蚀问题，在恶劣环境下的工程建设中具有广阔的应用前景. 本文以广泛存在于西南山区的崩坡积混合土为对象，通过室内拉拔试验研究了锚杆类型、锚杆直径、锚固长度以及灌浆体直径等因素对极限拉拔荷载和界面剪应力的影响，并对锚固体系的破坏模式以及应力分布规律进行了分析. 研究结果表明：混合土中BFRP锚杆破坏模式均为沿灌浆体与土体界面的剪切破坏，BFRP锚杆与钢筋锚杆的抗拔承载性能基本一致，实际工程可以使用BFRP锚杆直接替代钢筋锚杆；BFRP锚杆拉拔荷载位移曲线呈三阶段形式，弹性临界荷载为极限荷载的20% ~ 28%，试验条件下锚杆的极限承载力与锚固长度、灌浆体直径成正比关系；灌浆体环向裂缝使锚杆的轴向应力沿杆体呈单峰形式分布，同时使锚固段前部的应力集中程度降低；混合土中灌浆体直径越大则界面强度越低，直径从90 mm增大为110 mm，界面强度降低约8%.

列车循环荷载下，铁路地基层中的黏土颗粒会逐渐侵入道砟层，降低道床承载性能. 通过开展一系列大型直剪试验，对黏土脏污质污染下的受格栅加筋道砟集料和未受格栅加筋道砟集料的强度及变形发展、应力-剪胀关系进行了研究. 试验结果表明：随着脏污程度的增加，道砟集料在剪切过程中强度及法向变形均降低；干净道砟集料的应力比与剪胀比呈一阶线性关系，而黏土污染的道砟集料塑性增强，在剪应力峰值状态下剪胀比更高而抗剪强度发展缓慢，导致应力比与剪胀比呈二阶多项式关系；高法向压力下，道砟集料具有更低的剪胀比；黏土脏污质的存在会减小道砟集料的变形破坏速率，但降低了集料的抗剪强度，而格栅的加筋作用可弥补由于黏土脏污引起的强度降低.

为提高沉管隧道接头的抗震安全性，设计了一种减震装置，完成了有无减震装置2组1/4大比例尺的接头剪力键模型往复加载拟静力对比试验. 通过试验揭示了沉管隧道接头剪力键模型在水平循环荷载下的力学行为及抗震性能，并验证了新型减震装置在沉管隧道接头减震中的可行性. 试验结果表明：无减震模型在循环剪切荷载下，凹槽端部率先出现裂缝，随后剪力键端部开始出现裂缝，随着加载位移的增大，剪力键出现较大塑性变形后失效；减震模型在循环剪切荷载下减震装置先出现局部屈曲，随后剪力键出现剪切破坏，减震装置可延迟剪力键的开裂时间；与无减震模型相比，减震模型在输入相同的加载位移时，其开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载及破坏荷载分别提高了45.2%、37.33%、26.8%和29.2%；减震装置对模型初始刚度影响相对较小，且能满足规范限定的接头容许位移；单圈滞回耗能最大可提高55.1%，累积滞回耗能提高了31.9%，该减震装置可较好地提高剪力键的整体抗震性能.

为探究车-桥耦合系统可靠性的效率和精度，建立列车-桥梁的耦合振动模型，并采用自回归方法模拟轨道不平顺. 回顾ARMAX （auto-regressive moving average exogenous）模型的基本原理，提出了基于ARMAX代理模型的车-桥耦合系统可靠性分析框架；利用代理模型获得列车响应预测值，并与直接蒙特卡罗模拟（monte carlo simulation，MCS）法结果进行对比，探讨了代理模型在分析行车安全时的计算精度和可靠性分析效率. 结果表明：代理模型预测列车竖向和横向加速度响应的效率显著高于MCS法，约为3个数量级；预测竖向、横向车体加速度的精度分别为98.66%、86.55%，求解精度较好，可显著提高车-桥耦合系统可靠性分析的效率.

为提高大跨度双层桁架梁悬索桥的颤振性能，以主跨为1 700 m的杨泗港长江大桥为工程背景，通过节段模型风洞试验，分别研究了上中央稳定板、下稳定板、水平翼板以及组合措施对主梁颤振性能的影响，并通过将有效气动措施与主梁原有构件相结合的方法来减小传统气动措施带来的不利影响，针对最优气动方案，研究了阻尼比对主梁颤振性能的影响. 研究结果表明：原主梁断面在0° 和 +3° 攻角下发生了没有明显发散点的单自由度扭转软颤振，颤振临界风速分别为50.5 m/s和31.2 m/s；安装于上层桥面的上中央稳定板、下层桥面的下稳定板以及与人行道底部齐平的水平翼板均能不同程度地提高主梁的颤振稳定性；当把水平翼板与下层桥面的下稳定板组合后，主梁的颤振临界风速增长率可高达34%，在此基础上提出了将上层托架和人行道板加宽、并将下稳定板和检修车轨道相结合的最优气动方案；当扭转阻尼比由0.37%增加至0.52%时，主梁的颤振临界风速可提高11.9%，说明阻尼器可能对发生单自由度扭转软颤振的桥梁起到良好的抑振效果.

重载铁路及客货共线铁路运营条件下，轮轨磨耗问题尤为突出. 为了有效减缓轮轨磨耗发展，以不同接触条件下轮轨廓形共形度最优为原则，设计目标函数及约束条件，建立钢轨廓形非线性优化数学模型，并基于序列二次规划法进行求解，提出60 kg/m钢轨廓形的优化方案；从轮轨接触几何关系、车辆-轨道系统动力作用、磨耗的角度对优化廓形的优化效果进行了对比分析. 结果表明：1） 所提出的60 kg/m钢轨优化廓形相对于原始廓形使目标函数值降低了50%，与LM车轮廓形具有更高的共形度水平；2） 优化廓形的轮轨接触点分布更为均匀，在轮对横移量较小的条件下轮径差更小，在轮对横移较大的条件下轮径差更大；3） 优化廓形对车辆运行安全性和平稳性无显著影响，可有效增大轮轨接触面积达11.24%，降低接触应力达20.42%，减缓轮轨磨耗发生发展速率.

中点弦测法能够有效控制影响行车安全性和舒适性的指定波段轨道不平顺，主要用于测量轨道静态不平顺，但其较低的测量效率制约着轨道“状态修”的发展. 针对上述问题，将轨道动态不平顺按中点弦测输出，分析动静态弦测值差异与弦长和不平顺波长的关联关系，提出能够评价轨道动态平顺性的动态弦测法，研究动态不平顺与静态不平顺间的映射关系. 研究结果表明：42 m和70 m动态高通滤波幅值分别与10 m弦和20 m弦测值变化规律相当；当不平顺波长大于70 m时，120 m动态高通滤波幅值与40 m弦测值变化规律基本对应；截止波长为42、70、120 m的轨道动态不平顺，分别与弦长为20、30 ~ 40、30 ~ 60 m的动态弦测波形相关性最优，对应的动态弦测法最大合理弦长分别为20、30、40 m，通过路基和简支梁区段实测数据验证了动态弦测法的适应性；在路基沉降区段，弦长为60 m时，静态弦测值明显朝负方向偏离动态弦测值的处所为沉降点，相邻两侧朝正方向偏离动态弦测值的处所为沉降区段起终点.

为研究尖轨变截面对曲尖轨轮轨接触行为和磨耗分布的影响，提出了一种适用于道岔区的三维非对称接触几何算法，该算法可计算车轮与曲尖轨间的真实法向间隙. 使用SIMPACK建立车辆-道岔多体动力学模型，获得仿真结果；利用考虑变截面的接触模型与英国谢菲尔大学提出的USFD磨耗模型计算曲尖轨磨耗. 研究结果表明：1） 以S1002CN车轮与12号道岔曲尖轨为例，轮对摇头角与尖轨变截面均会引起轮轨法向间隙沿接触斑纵向非对称分布，从而导致接触斑形状与应力沿接触斑纵向非对称分布；当摇头角为10 mrad，横移量为7.5 mm时，本文算法得到的接触斑面积比未考虑尖轨变截面和摇头角的简化算法所得结果大9.2%. 2） 以CRH3型车与12号曲尖轨道岔为研究对象，简化算法得到的最大磨耗深度为本文算法所得结果的0.75倍.

为合理优化匹配悬挂参数以提升高速机车动力学性能，针对某高速机车，采用虚拟激励法计算频域横向平稳性指标，提出了考虑频域横向平稳性和稳定性多目标性能的关键悬挂参数多参数协同优化方法；分别以2种抗蛇行减振器布置方式和3种轮轨接触状态运行工况为例，验证了该方法对机车横向动力学性能的提升效果. 结果表明：低轮轨接触锥度工况机车一次蛇行稳定性较差，尤其采用抗蛇行减振器斜对称布置方式，机车后司机室横向平稳性显著变差；对于低锥度工况，需以提高机车稳定性为优化目标，而高锥度工况则更需关注其横向平稳性；为兼顾不同轮轨接触条件下机车动力学性能，以提高线路适应性，机车一系纵向刚度、抗蛇行减振器阻尼和二系横向减振器阻尼值在文中给定的优化范围内应尽量选取较小值，建议分别选取12 kN/mm、600 kN·s/m和25 kN·s/m.

黄土高填方场地的工后沉降预测结果是确定地面工程建设时序和空间布局的重要依据. 为准确预测黄土高填方场地的工后沉降量，在分析典型黄土高填方场地沉降数据特点、曲线特征和发展演化规律的基础上，提出了收敛型和发散型两种用于工后沉降预测的新模型；介绍了新模型的基本性质与参数求解方法，并检验了新模型在典型黄土高填方场地工后沉降预测中的应用效果. 结果表明：新模型的内拟合误差和外推预测误差均较小，适合黄土高填方场地的工后沉降预测，其中发散型模型更适合“S”形沉降曲线的外推预测，平均绝对百分比误差（MAPE）为4.6%，相较于传统预测模型的外推预测误差降低了78.7% ~ 95.8%；收敛型模型更适合“J”形沉降曲线的外推预测，平均绝对百分比误差（MAPE）为1.9%，相较于传统预测模型的外推预测误差降低了68.3% ~ 84.4%；新模型具有较好的适应性、通用性和稳定性，可为今后黄土高填方场地的工后沉降预测和评估提供更多的选择和参考.

为了提高沥青摊铺机对铺层混合料的初始密实度，针对振捣机构动力学特征，考虑振捣冲击载荷对混合料的影响，建立了铺层材料密实度与振动参数、系统参数之间关系仿真模型，剖析振捣机构对混合料密实度与动态响应关系，揭示振捣压实特性机理. 进行振捣机构对混合料摊铺密实效果的试验研究，得到振捣频率对材料密实度的影响特性曲线，通过不同阻尼参数下的模型分析，确定了振捣峰值密实度出现时的最佳振捣频率，同时对振捣密实度随各谐波频率的变化规律进行仿真计算和试验验证. 研究结果表明：当频率比小于最佳振捣频率比时，密实度对振捣频率变化敏感，随着频率的增加，铺层密实度变化平缓，仿真与试验结果变化规律基本一致；当振捣频率接近最佳振捣频率时，除了与激励频率相同的稳态响应外，还存在频率为2倍激励频率的振动成分；当匹配振捣频率比大于0.45时，会产生高效密实效果. 研究结果可为摊铺机实现对铺层混合料的高效压实提供依据.

为研究门窗及屋面板洞口对低矮房屋海啸作用力影响，在试验水槽中通过溃坝方式模拟海啸涌波，开展不同来流波高时低矮房屋海啸作用力模型试验. 分析了门窗、屋面板开洞率、开洞位置对低矮房屋海啸力的影响机理和影响规律，提出了开洞率、开洞位置影响系数. 研究结果表明：有门窗洞口时，海啸水平作用力最大值发生在波动段，并且最大值发生时刻随开洞率增大而延后，开洞率越大海啸水平力越小；门窗洞口竖向位置越接近海啸涌波高能区域时，海啸作用力最大值越小；屋面板较小的开孔即可释放裹挟空气，降低屋面板底部压力，减小结构似平稳阶段的竖向力，屋面板开孔能导致结构水平海啸力增大约20%，需要引起重视.

为理解声波灭火机制及声波扰动下的火焰动力学，进行了横向低频声波扰动乙醇池火燃烧实验. 采用的低频声波频率范围为28 ~ 54 Hz，火焰位置处当地声压范围为0.10 ~ 1.25 Pa，通过改变声波导流管长度和声波导流管与火焰距离研究了声学基础参数、火焰现象学特征、火焰高度与宽度及其周期性脉动特性，并建立了耦合声波参数的火焰宽度与高度模型. 研究结果表明：相比自由火焰，较低声压扰动使火焰形态与时序变化更加稳定，较大声压扰动会使火焰失稳；随当地声学雷诺数增加，火焰相对高度被声波压制而减小，火焰宽度由被挤压转变为被拓展状态；较低声压会调制火焰导致其周期性变得更稳定，相位变得规则，较高声压会扰乱火焰周期性，使得火焰脉动紊乱，相位变得混沌.

为降低货运索道路径规划工作的时间和经济成本，综合考虑地理信息、工程实际情况和索道架设与运营成本等多方面因素，提出了索道路径规划要求，形成自动化路径规划的技术流程. 针对索道架设要求，提出了基于聚类分簇思想的上、下料点自动筛选方法，实现索道对公路的避让；并根据三维地形数据提出了基于地形自适应的索道支架位置搜索方法，搜索的支架可保证索道承载索与地面的间距满足施工要求；通过支架位置优化，减少支架数量，实现索道成本的降低. 对实际工程的路径规划计算应用表明：该规划方法可在约半个小时的时间内自动获得的上千条索道路径及支架架设方案，规划速度快，数据分析全面.

为建立青藏高原南缘冰碛湖溃决危险区铁路方案风险评价方法，首先，对青藏高原南缘74例冰碛湖溃决灾害实例溃决机制进行统计分析；在此基础上，针对冰碛湖溃决影响因素众多、关系复杂且具有高度不确定性的特点，利用多态贝叶斯网络建立了冰碛湖溃决概率预测模型；然后，以冰碛湖溃决危险区沿河线路工程为承灾体，综合冰碛湖溃决危险性评估与沿河线河谷地貌特征提出了各类风险区线路长度计算程式，建立了针对冰碛湖溃决危险性的铁路选线方案评价方法；最后，以中尼铁路跨喜马拉雅段的樟木、吉隆局部走向方案为例，说明评价方法的作业程式. 研究结果表明：樟木方案在冰碛湖分布区的线路长度小于吉隆方案，从选线角度属于线路短直方案，但樟木方案各风险区段线路总长超出吉隆方案约45%；从冰碛湖溃决风险角度，吉隆方案优于樟木方案.

在多模式公交出行中，传统的路径规划方案已无法满足出行者日益增长的出行需求. 为提供基于出行者多种出行需求的个性化路径规划方案，通过IC卡刷卡数据模拟公交时刻表，建立基于模拟时刻表的多模式公交路网模型；采用动态阈值化法建立个性化出行需求评价值模型；设计深度优先搜索-遗传算法（depth first search-genetic algorithm，GA-DFS），并基于此组合算法提出初始种群产生策略和两点变异方法；最后，假设了3种不同出行需求的出行场景，将某市区的多模式公交路网数据应用于模型和求解算法中，并与使用较广的模拟退火-遗传算法（simulated annealing-genetic algorithm，GA-SA）进行对比分析. 仿真结果表明：所提出的算法与模拟退火-遗传算法相比，平均迭代次数减少了42%，寻优能力提高了50%，并且可以提供基于乘客多种出行需求的路径规划方案.

为充分利用交通数据低秩特性与局部近邻关系，准确恢复交通数据采集系统中的缺失数据，首先，应用基于核范数的低秩矩阵补全模型对交通数据矩阵进行预插补，以获得缺失值的初始估计，基于此，构建表征数据局部近邻结构的图模型；然后，提出融合图正则化和Schatten-p范数最小化的交通数据缺失值恢复模型；进一步，提出基于交替方向乘子框架的优化算法，求解缺失值恢复的最优化问题，得到最终的数据恢复结果；最后，用实际的高速公路交通流量和速度数据比较多种方法的恢复误差，同时给出所提方法的参数敏感性分析. 实验结果表明：在完全随机缺失、随机缺失和混合缺失模式下，缺失率为10% ~ 50%时，相比于局部最小二乘、概率主成分分析和低秩矩阵补全等方法，基于图正则化和Schatten-p范数最小化的算法恢复误差降低了3.02% ~ 28.49%.

高速铁路信号系统是实现列车安全运行的关键基础设施，一旦发生设备或系统功能性故障极易导致安全事故. 为此，提出了一种功能安全视角下用于高速铁路信号系统风险评估的模糊综合评价方法. 该方法在改进模糊综合评判和层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）的基础上，加强系统威胁场景分析，并建立各场景下风险因素耦合关系. 首先，分析高速铁路信号系统中影响行车安全的5类44个威胁场景，以系统功能安全事故为分析准则层、威胁类别为因素层，构建递阶层次结构；然后，根据主观评价确定结构中各要素权重，结合评语集对风险进行综合评估，并根据各场景风险值变化动态调整各层级和因素的权重，使评估结果更为真实，且能在安全风险和信号业务间建立映射关系. 最后，通过评估某客专真实安全数据，得到信号系统风险等级较低的结果，与其他方法测评结果基本一致，验证了该方法的有效性.

多功能车辆总线MVB （multiple vehicle bus）用于传输重要的列车运行控制指令和监视信息，准确地诊断MVB网络故障是列车智能运维的基础，为此，提出一种将主动学习和深度神经网络相结合的MVB网络故障诊断方法. 该方法采用堆叠去噪自编码器自动提取MVB信号物理波形特征，并将该特征用于训练深度神经网络来实现MVB网络故障模式分类；基于不确定性和可信度的高效主动学习方法，可解决实际应用中标记样本不足和人工标记成本高昂的问题，使用少量标记训练样本就能得到高性能的深度神经网络模型. 实验结果表明：为达到90%以上分类准确率，所提方法只需要600个标记训练样本，小于随机采样方法所需标记训练样本数的2 800个；在相同标记训练样本数下，所提方法在3种性能指标下均优于传统方法.

车载视觉系统是未来城市轨道交通安全运行的重要保障，列车在封闭环境或夜间运行时所处的弱光照环境会严重影响车载视觉系统的检测效果. 为此，提出了一种针对铁路封闭环境或夜间行车环境下低照度图像的实时视觉增强算法. 该算法以密集连接网络（densely connected network，DenseNet）结构为骨干网建立特征尺寸不变网络，提取图像光照、颜色等信息输出光照增强率图，并基于非线性映射函数调整每个像素的光照强度，通过分级结构将低照度输入图像的曝光率由低层到高层不断增强. 建立的深度学习网络模型采用自监督的方式训练网络参数，利用低照度图像自身特征和先验知识构建损失函数，其由曝光损失、色彩恒定损失及光照平滑度损失3个分量组成. 多种场景下的低照度增强实验结果显示：本文算法能够对输入图像曝光值进行自适应，对低曝光以及高曝光区域动态调整曝光率从而改善低照度图像的可视化效果，处理速度能够达到160帧/s，满足实时性处理的要求；通过在低照度增强前后的轨道分割及行人检测算法性能对比实验证明：所提出的算法能够大大提高暗光环境下的视觉检测效果，在RSDS （railroad segmentation dataset）数据集中轨道分割F值提高5%以上，在轨道场景下行人检测误检率及漏检率均有效降低.

随着舰船综合电力系统向小型化、轻型化、高效率和隐形化方向不断发展，储能环节逐渐成为发电系统的重要组成部分，对于变配电系统的三相隔离型逆变器来说，面临着直流电压范围宽、交流电能质量要求高的挑战，而且需要尽可能提高功率密度、降低噪声干扰. 为此，提出了一种高功率密度低噪声的三相二重化逆变器工频隔离拓扑. 首先，采用多重化技术以提高等效开关频率，达到相电压四倍频五电平的效果，降低声学噪声和振动噪声，减小隔振降噪设备的体积质量；其次，采用载波移相调制策略降低共模电磁噪声，减小EMI （electromagnetic interference）滤波器的体积质量；最后，采用磁集成技术和立体卷铁芯结构减小隔离变压器和输出滤波电感的体积质量. 通过实验证明：与传统拓扑结构相比，新型拓扑的声学噪声降低了8 dBA，振动噪声全频段范围都比传统拓扑低；体积功率密度达到136 kW/m³，质量功率密度达到116 kW/t，整机效率达到93.5%.

为提高自动定理证明器在大规模问题中证明问题的能力，前提选择任务应运而生. 由于公式图的有向性，主流的图神经网络框架只能单向地对节点进行更新，且无法编码公式图中子节点间的顺序. 针对以上问题，提出了带有边类型的双向公式图表示方法，并提出了一种基于边权重的图神经网络（edge-weight-based graph neural network，EW-GNN）模型用于编码一阶逻辑公式. 该模型首先利用相连节点的信息来更新对应边类型的特征表示，随后利用更新后的边类型特征计算邻接节点对中心节点的权重，最后利用邻接节点的信息双向地对中心节点进行更新. 实验比较分析表明：基于边权重的图神经网络模型在前提选择任务中表现得更加优越，其在相同的测试集上比当前最优模型的分类准确率高了约1%.

为了研究过道布置问题中设施关系对布局的影响，首先，考虑定位约束与排序约束，构建过道布置问题混合整数规划模型，并提出一种求解该问题的自适应混合克隆选择算法，在克隆操作之前新增符合受约束过道布置问题特性的2-opt操作，随后对所产生种群中最优个体进行禁忌搜索操作，对其他个体进行变异操作并设置自适应变异概率；然后，对模型进行精确求解以验证模型的正确性且求解结果为算法提供了理论依据；最后，应用所提算法分别对受约束过道布置问题与基本过道布置问题的42 ~ 49规模实例进行测试，并将求解结果与克隆选择算法、遗传算法、分散搜索算法、花授粉算法以及烟花算法进行对比，结果表明：混合克隆选择算法可以达到当前先进算法的求解效果且在算例sko-42-04与算例sko49-03上表现更优.

数字孪生作为实现智能制造信息物理融合的关键使能技术受到广泛关注，而如何构建数字孪生模型成为当前研究的热点. 目前，数字孪生模型多聚焦于概念抽象或具体工程应用，而较少从构建方法和过程的角度考虑如何分阶段、有步骤地构建和应用数字孪生模型. 因此，本文提出数字孪生演进模型的概念，将数字孪生构建与应用过程分为数字模型、数字投影以及数字孪生3个演进阶段，给出各演进阶段的应用方法、关键技术与工具平台，并探讨数字孪生演进模型在智能装备、智能生产、智能运维方面的典型应用. 研究结果表明：所提模型为数字孪生在智能制造中的分步实施提供了可行的技术路线与有益的应用参考.