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摘要
为促进数字孪生技术在公路建养装备的发展与应用，从零部件、系统和设备3个层级出发，探讨了数字孪生公路建养装备的概念和组成，提出了机理-数据异构融合的数字孪生层级架构，研究了核心零部件液力变矩器多能域耦合和滚动轴承故障诊断、寿命预测的现状和最新进展，总结了融合机理-数据异构的公路建养装备零部件级数字孪生架构；基于装备动力流传递和大数据分析，将系统层级的数字孪生技术归纳为数字协同运动系统和后台数据管理系统，阐述了传动系统功率匹配、液压系统性能退化和数据管理系统工况感知，剖析了当前的技术应用与不足；围绕数字孪生装备的基本理念，阐释了设备级公路建养装备数字孪生技术的内涵与特征，介绍了当前公路建养装备数字孪生技术在工况划分、效能优化与作业质量控制的典型实践场景，探讨与展望了数字孪生公路建养装备所面临的挑战及关键技术。研究结果表明：公路建养装备的相关研究目前集中于典型工况的仿真分析与试验测试验证，存在复杂工况下多耦合场机理和算法研究不够深入、技术工况简单、外部参量与内部多物理场耦合研究不充分、试验结果与实际装备使用存在较大区别的问题；未来应从建立混合设备群状态智能监测与远程控制、研究不同场景下状态分析与数据处理算法的决策优化与指导、构建复杂环境下有效的“人-机-环”交互机制三方面入手，实现数字孪生技术在公路建养装备的落地应用。
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