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[成果] 1700520384 北京
TP3 应用技术 电信 公布年份:2018
成果简介:随着互联网用户数量和应用规模不断扩大,传统互联网的原始设计思想暴露出诸多严重弊端,难以满足未来网络“智慧”、“高效”、“安全”等重大迫切需求。因此,如何创建和设计新型网络系统,已经成为世界各国信息网络领域最重要和最迫切的问题项目原创性地发明了以“两域”、“三层”、“三映射”体系为典型特征的智慧协同网络系统,通过“横向实体与行为解耦”、“纵向服务与网络适配”以及“控制与数据”、“用户与网络”、“资源与位置”解耦(分离),突破并有效解决了未来互联网系统与机制这一世界性难题。发明了“实体域、行为域”两域解耦的感知协同机理与关键技术,通过两域的智慧感知、博弈协同,有效解决了现有网络静态僵化问题,极大提高了网络安全性和资源利用率。发明了“服务、族群、组件”三层映射的动态适配机理与关键技术,通过服务智慧化、网络组件化以及族群动态适配,大幅提升了网络的服务质量和可靠性等。基于上述发明,研制出了智慧协同网络系统及核心设备,具有功能完备、行业应用适应性强等优点,极大提升了中国网络核心技术的国际竞争力。研制出的智慧协同网络系统及核心设备,已成功应用于电信、高铁和工业制造等行业,取得了显著的社会经济效益。
[成果] 1700520402 北京
U21 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:高速铁路作为中国自主创新的标志性成果领跑世界。无缝线路是消除了轨缝的长钢轨与其下部复杂结构共同适应热胀冷缩、保持强度与稳定性的线路,是保障高速线路高安全、高平顺、高可靠的核心技术。项目组在国家及部委支持下,历经十余年的理论与技术创新,形成了具有自主知识产权的复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术及应用体系。1.创建了复杂温度下高速无缝道岔精细化分析理论和技术,攻克了复杂气候条件适应性难题。促使中国成为高速通过性能优良、温度适应能力最强的高速无缝道岔制造国。2.创立了长大桥梁、高架站无缝线路协同分析理论与成套应用技术,突破了与复杂线下基础协调性难题。促使桥长数百公里、跨度上千米的桥梁都可实现线路无缝化。3.研发了多手段智能融合的无缝线路系统实时在线监测及预警技术,实现了安全服役状态的可控性。通过成套技术的研究,形成了从设计、制造、铺设到维护的无缝线路技术体系,真正实现了无论线路有多长,都能够通过无缝化实现全线连续、高速、安全、平稳、舒适运行。该项目形成《铁路无缝线路设计规范》等国家及行业标准7项,出版专著4部,发表论文500余篇,申请发明专利29件(已授权10件),获实用新型专利、软件著作权25件。项目成果应用于中国全部高铁项目中,并在国外铁路建设中得到广泛应用。国家有关部门鉴定为“成果系统性、创新性强,整体达到了国际领先水平”,为中国高铁快速发展及走出去战略提供了重要支撑。
[成果] 1700520191 北京
U23 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:中国高速铁路运营里程已超过两万公里,占世界高速铁路总里程的60%以上,列控系统是确保其安全和高效运营的“大脑和神经”。中国高速铁路网具有分布广泛、交路长、设备型号多、电磁环境复杂等特点,保障列车在复杂路网条件下的多频次跨线安全可靠运行是亟待解决的问题。该项目在国家支撑计划、863计划、自然基金等支持下,历经十多年,制定了支撑列控系统装备互操作的系统规范,构建了可动态配置的列控系统半实物仿真测试平台和互操作性测试平台,研制了电磁干扰幅度概率分布测量仪,发明了适应高速列车牵引电流波动剧烈的阻抗匹配装置,形成了具有自主知识产权的高速铁路列控系统互操作和可靠运用的成套技术。主要创新点有:(1)提出了列控系统需求规范形式化建模验证理论和技术,制定了适合高速铁路的CTCS-3级列控系统技术规范,提出了基于功能特征提取的测试案例构造方法和基于决策树分析的测试案例生成方法,构建了完备的CTCS-3级列控系统测试案例库,成为中国高速铁路列控系统设计研发、测试和建设运用的依据。(2)提出了适用于不同测试需求的列控系统多分辨率仿真建模方法和平行测试验证方法,构建了可动态配置的列控系统半实物仿真测试平台;提出了基于数据驱动的测试方法,构建了互操作性测试平台。支持了多种型号列控设备的开发及应用,完成了所有CTCS-3级列控系统及新型高速列车的第三方互操作性测试,为高速铁路网中列车安全、可靠运行提供了有力支撑。(3)提出了瞬态脉冲干扰的统计参量评估方法和实时测量技术,自主研制了基于随机变量分析方法的电磁干扰幅度概率分布测量仪,构建了基于瞬态脉冲干扰统计参量的故障诊断和故障模拟再现平台。有效解决了列控系统的电磁干扰问题,使CTCS-3级列控系统因电磁干扰导致的故障率由90%降低至20%。(4)提出了时-频信号检测分析与软计算结合的轨道电路实时故障诊断方法,发明了轨道电路防护瞬态冲击电流抗干扰技术,研制了适应大负荷高速列车牵引电流波动剧烈的阻抗匹配装置,使高速铁路车站轨道电路抗不平衡牵引电流干扰能力大幅提升,比国外同类设备指标提高1.5倍。获授权发明专利16项;发表论文77篇;出版专著6部;国家标准9项,行业标准4项。整体达到国际先进水平,其中,电磁干扰评估技术达到国际领先水平。CTCS-3级列控系统技术规范已在中国高速铁路广泛应用,完成了所有CTCS-3级列控系统第三方的互操作测试和所有高速铁路列控装备的电磁兼容测试。采用该技术规范和仿真测试集成平台研发的CTCS2-200H型和CTCS3-300S型列控系统车载设备已在高速铁路网中分别应用1074套和728套,占全国市场份额的70%和30%。利用该项目发明生产的轨道电路防护瞬态冲击电流抗干扰装置已在2万公里高速铁路车站内安装使用25000台。近三年取得经济效益达5.2亿元、新增利润1.8亿元。
[成果] 1700390156 陕西
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目以新建兰新高铁祁连山隧道和大梁隧道工程为依托,针对其高原缺氧40%以上,严寒、构造强烈多变、围岩软弱、地下水丰富和高地应力等不良地质环境条件,通过理论分析,室内实验和现场试验,开展了富水断层碎屑流、突水涌泥、高地应力挤压大变形控制和高原严寒隧道冻害防治技术研究等,形成了整套修建技术,技术成熟度高,安全性好,社会经济效益显著,实现了安全快速施工。该成果将在中国西部高原、高寒地区高速铁路隧道建设中具有深层次的推广意义和广阔应用价值,引领了高原隧道施工建设。成果达到国际先进水平。
[成果] 1700440156 浙江
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:在工业控制系统中,被控对象由于受到工艺过程,周边环境,装备性能等方面的影响,系统模型往往具有不确定性、随机性和强烈的非线性,而传统的控制理论和方法往往无法满足实际工程设计和性能需求,因此面向非线性系统的鲁棒自适应控制理论与技术研究具有十分重要的理论意义与应用价值。该项目通过深入、系统地研究,初步建立了复杂非线性控制系统在具有参数未知及外界干扰等情况下的分析与综合理论及方法体系,主要包括以下研究成果:1.基于自适应方法控制理论的分析与综合:针对实际工业控制系统中执行器往往具有饱和,滞回,死区等一系列非线性特性的问题,提出了基于自适应的控制器的补偿机制,并通过引入一系列的光滑函数避免了传统控制器的颤抖现象;针对一类参数化非线性系统,首次提出了一种通过单调映射来设计自适应控制器的方案,大大拓展了已有结果的局限性。2. Markov跳变时滞系统的时滞依赖分析与综合:针对Markov跳变时滞系统的时滞依赖随机稳定性、H-infinity性能和无源性分析等问题,提出了能充分利用时滞信息的积分不等式/有限和不等式与Lyapunov泛函,在不引入或者少引入自由权矩阵的基础上,获得了多个既具较小保守性,又具较少决策变量的时滞依赖判据,克服了保守性与计算量之间的矛盾。3. Markov跳变系统的采样控制分析与综合:通过利用采样诱导时滞的锯齿形结构特性,提出了包含采样区间状态积分项的环形泛函,给出了Markov跳变系统的状态在采样区间与采样时刻之间的代数关系;完全去除了传统Lyapunov定理对正定性和径向无界性的要求,获得了保守性极小的采样控制器设计方法,使允许的采样周期增大一倍以上。4. Markov跳变系统的非同步控制与滤波分析与综合:针对Markov跳变系统的模态和控制器/滤波器模态之间的非同步现象,提出了基于隐Markov模型的非同步控制器和基于非齐次Markov链的非同步滤波器设计方法,并完全覆盖了传统的模同步与模独立控制器/滤波器设计方法,从而在统一的框架内实现了Markov跳变系统控制器/滤波器的设计。
[成果] 1700470182 北京
U28 应用技术 铁路运输设备制造 公布年份:2017
成果简介:中国铁路运营里程已达12万公里,列车运行控制系统是确保其安全和高效运营的“大脑和神经”,精确可靠的轨道地理信息数据库是实现列车高精度、连续定位的基础,为了降低建设和运营成本,采用卫星定位和数字轨道地图融合实现列车运行控制和安全保障,必须充分保证轨道地理信息的准确性和可靠性。 该项目在科技部、国家自然基金委、北京市科委、中国铁路总公司等项目支持下,历经十余年,结合青藏铁路现场工程需求进行技术攻关、现场试验、示范验证,形成了成套的轨道地理信息处理方法,研发了轨道交通专用数据库处理与分析平台,完成了列车完整性监测、无线列调场强测试等应用示范,掌握了具有自主知识产权的轨道交通专用数据库相关理论和核心技术。 主要创新点包括: (1)提出了满足轨道交通线路拓扑结构和列车控制系统应用的轨道专用地理信息数据结构性分析方法,提出了面向不同粒度的轨道地图数据分段自适应逼近方法,解决了轨道曲线精确描述所面临的数据量庞大、定位匹配复杂、效率低等瓶颈问题,有效支撑了轨道交通专用数据库在列车可靠定位中的应用; (2)提出了基于霍夫变换的多轨迹融合求径测量数据约简方法,解决了大规模线路测量数据处理的瓶颈问题,对青藏铁路全线1142公里所有车站和线路关键点进行了数据处理、分析和验证,有力支撑了基于卫星导航的列控系统在中国的首次实施运用、长期安全运营以及系统和升级改造; (3)提出了面向大规模轨道测量数据的实时动态响应分析方法,形成了轨道专用数据库辅助列车定位的可靠性验证方法,研发了覆盖测量、编辑和验证等全部功能的数据处理和验证平台,满足了大规模轨道数据快速精确处理的需求; (4)构建了基于轨道交通专用数据库的位置服务应用技术体系,研制了基于卫星导航的列车完整性远程监测系统成套装备,解决了卫星定位用于列车完整性监测精确性、连续性和实时性问题,有力促进了卫星导航技术及系统在轨道交通领域的应用和发展。 项目获授权发明专利6项、软件著作权15项,发表论文45篇。在北京市科委的支持下,与企业合作开发了“基于北斗卫星导航的货运列车完整性远程监测系统”的成套装备,并已在北京铁路局进行了应用示范及产业推广。项目成果在“无线列调场强测试系统”、“列车追踪接近预警系统”得到延伸应用,并已在青藏铁路公司、沈阳铁路局、呼和浩特铁路局、上海铁路局等多家单位得到应用,取得经济效益3752.51万元,近三年新增项目收入1871.01万元。
[成果] 1700470378 北京
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:中国海峡、海湾众多,海底隧道已成为解决跨峡湾交通瓶颈的重大需求。海底隧道多采用钻爆法施工,建设难度大、风险高,其核心问题是施工中突涌水事故的防治和运营中排水量的控制。国外海底隧道修建中曾出现过多次灾难性的突涌水事故,运营中排水量很大,如日本青函隧道发生4次重大突涌水事故,运营初期排水量高达60000m<'3>/d。为此,在国家“863”计划、国家自然科学基金项目等支持下,通过理论研究与实践,取得了系统的研究成果,为中国厦门翔安海底隧道和青岛胶州湾海底隧道工程建设起了关键作用。 (1)揭示了海底隧道突水机理,提出了海底隧道安全性的变形控制方法。建立海底隧道三种突水模式的力学模型,提出隧道围岩变形与海床安全性的动态关系,实现施工过程的精细化控制;明确将水致灾害作为海底隧道的核心安全风险,建立隧道极限顶板厚度的概念,提升海底隧道钻爆法施工的适应性。 (2)建立不良地质条件下大断面海底隧道安全施工技术体系。为控制海底隧道突涌水,开发复合注浆新技术。通过工艺复合和材料复合,融合了劈裂与挤密作用,实现对劈裂、挤压注浆的分阶段控制,形成的复合结构体可满足地层加固与堵水的差异性要求,使海底隧道不良地质段的安全施工成为可能。提出以堵水率、加固体强度和完整性作为注浆效果的评价指标,提高了可靠性。 (3)提出了基于排水量控制的隧道设计方法,明确了围岩加固圈堵水的主体地位,实现了可主动控制的“堵水限排“。按照原始渗水量划分隧道围岩等级,据此制定排水量控制标准,通过“地层-结构“水耦合模型的分析,得出了加固圈和初期支护水荷载的计算方法;基于加固圈形成机理及作用特性的分析,提出了加固圈和初期支护内侧渗水量预测方法;建立了二次衬砌安全储备系数与隧道排水量之间的动态关系,为隧道结构设计提供了依据。 (4)创立基于核心风险的安全保障体系,形成高风险重大工程管理新模式。以突涌水为海底隧道核心风险,并将其作为建设全过程的安全控制主线,从地质勘察、建造技术、工程质量控制和建设管理等方面实现了对重大隐患的全过程控制,形成了高风险重大工程建设管理的模式。 以不良地层的科学加固、施工过程的精细化控制和渗水量的高效防控技术为核心,形成了中国海底隧道钻爆法修建的技术体系,解决了海底隧道不良地质段的安全施工和隧道排水量的可靠控制等关键技术难题。近年来主办海底隧道国际会议2次,发表SCI、EI收录70余篇,获国家发明专利授权10余项,获软件著作权3项。
[成果] 1700470405 北京
TU8 应用技术 热力生产和供应 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 按照国家清洁供热、节能减排、减少大气污染的大政方针,“十二五”期间,北京市在全国率先进行大规模清洁供热改造,建设城市供热互联网,实现能源互联互通,保障城市供热安全。“十三五”期间,北京市要建设热电厂跨区域供热输配干线一百多公里,其形成的多管敷设供热隧道均等同甚至超过地铁隧道断面,需穿越山体、河流、桥梁、铁路、高速路及地下构筑物等数千处。该项目系列课题研究最终目的,就是针对供热工程有别于其它市政工程的大荷载、大推力、高温高压、长期维护等特殊性,首次在国内系统地研究复杂地质和环境条件下各种非开挖技术在热力工程中的应用,突破技术瓶颈,打造城市供热生命线,保障民生,保证用最小环境代价和经济投入实现供热工程的百年使用寿命,建设安全、高效、绿色、环保的城市供热主干线。 主要技术创新点: 在国内首次研发了城镇供热管网复杂地质及环境条件下非开挖成套综合技术,针对大断面多管敷设热力隧道特点,开展对浅埋暗挖、顶管、盾构、注浆止水等非开挖关键技术系统性研究,建立力学理论计算模型,并进行验证。 1)完成国内第一条热力盾构隧道的工程设计并成功施工运行,建立结构荷载作用模型,解决支架固定等难题,填补了国内热力管道大断面盾构工艺设计施工技术的空白。 2)开展热力暗挖技术结构研究,率先在国内提出热力暗挖标准设计和计算方法,形成国家行业标准《城市供热管网暗挖工程技术规程》CJJ200-2014。 3)首次在国内系统开展了热力工程不同地层条件下非降水注浆工艺研究,提出不同水文地质条件下的浆液注入率定量数据,形成了技术标准。 4)开发耐久性热力机械顶管技术,成果设计并实施了国内首个长距离热力机械顶管项目。 5)基于课题成果,成功研发热力非开挖工程设计软件,全面应用到北京市四大热电中心热力干线等工程中,提高工程的安全性和经济性,降低工程造价约10%。 成果产生的价值: 依据成果制定了行业标准和企业标准,获专利授权6项和软件著作权4项;发表研究论文9篇。该成果实施以来,已在上百公里热力工程中推广应用,直接经济效益83186.93万元,间接经济效益2047万元。成果应用于供热行业,极大地提高热力工程的经济性、安全性和合理性,对规范非开挖工程设计、施工,保证工程质量,提升城市精细化管理水平、保障供热安全,打造供热工程百年大计具有重大意义。
[成果] 1700470477 北京
U28 应用技术 铁路运输设备制造 公布年份:2017
成果简介:随着中国城市轨道交通迅猛发展,网络日趋成型、客流急剧增长、能耗持续攀升。网络化运营和节能减排对轨道交通运营管理及运行控制提出了更高要求,迫切需要进一步提高轨道交通系统的运营效率、降低单位能耗。 结合轨道交通发展需求,项目团队经数年攻关,针对网络化运营条件下动态客流刻画、多车协同控制、线间列车衔接等核心基础问题进行了全面深入研究,取得了关键性突破,为复杂环境下列车运行优化控制提供了坚实的基础理论和原创性关键技术。该项目主要科学发现点如下: (1)面向时效的列车运行图优化及调整模型:建立了基于乘客等待时间均衡性的列车运行图同步优化模型,提出了网络列车路径动态分配与运行图优化一体化策略,设计了高效求解算法;构建了基于时空网络表示方法的两阶段可信性最小风险模型,研究了突发事件下网络运行图的鲁棒调整策略,降低了不确定干扰导致的运行图调整决策风险。 (2)面向能效的列车运行管控一体化方法:建立了一种基于上下行列车匹配规则的运行图优化模型,揭示了运行时间和能耗间的内在平衡关系;提出了面向节能的列车运行图与驾驶控制策略一体化方法,在提高列车再生能量直接利用率的同时,有效减少了乘客的平均等待时间。 (3)列车协同运行控制模型及算法:首次采用元胞自动机模型构建了交通流状态和复杂网络之间的关系,提出了一种轨道交通列车流协同运行模型,揭示了随机干扰条件下线路通过能力的变化规律,并设计了列车鲁棒协同优化控制策略;进而,建立了轨道交通线间列车衔接换乘冗差时间模型,设计了高效智能求解算法,提高了换乘服务水平,为列车安全、高效、协同运行提供了理论支撑。 该项目属国际先进水平。基于上述部分理论成果设计的ATO节能策略已应用于北京地铁亦庄线,实现运行节能3%的效果,显示出理论成果指导轨道交通运营实践的重要作用。研究成果发表在Transportation Research Part B、Transportation Research Part C、Omega、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems等交通运输领域国际顶级/权威期刊上,最高影响因子3.962。该项目共发表SCI论文60余篇,出版学术专著1部,形成北京市地方标准1项,授权发明专利2项。10篇代表作总影响因子31.402,SCI总引200次,SCI他引97次,SCOPUS他引127次,ESI高被引论文2篇,Top 25热点论文1篇。该项目完成人中2人为国家杰出青年基金获得者、1人为国家优秀青年基金获得者、2人入选教育部长江学者奖励计划。
[成果] 1700470060 北京
R74 应用技术 医院 公布年份:2017
成果简介:《脑卒中协同防治医疗联合体模式构建与示范应用》课题于2013年由北京市科技计划资助,首都医科大学附属北京天坛医院和北京交通大学共同完成。项目以致残率、致死率最高的脑卒中为研究对象,以云平台支撑的医联体为载体,整合疾病诊疗规范、医疗质量管理和医疗信息化管理等关键技术,探索一种整合医院、急救、社区等多种资源的脑卒中联合防控新模式。 项目通过开发插件化和随选即用的脑卒中系统化管理云计算系统,实现信息共享、区域监测、协同会诊、远程预约等模块功能,促进医联体内部医疗资源的纵向整合,建立脑卒中专病共享云平台数据,对现有卒中管理模式和急救流程进行优化,以支撑三级综合医院、120急救中心和社区卫生服务中心的联动,形成基于信息化的脑卒中分级诊疗服务体系和卒中一体化管理模式。 主要技术创新点在于:1)理论创新:提出基于云平台的整合多种资源的脑卒中全程管理理念,为推动“互联网+脑卒中防控”奠定坚实的理论基础。2)方法创新:完成3个云平台支持的整合多种资源的脑卒中全程管理模式的支撑技术(脑卒中医疗协同云平台系统、脑卒中危险因素评估与分层管理系统和脑卒中医联体云平台队列数据中心系统),获得3项计算机软件著作权登记证书。3)管理创新:借助移动互联网技术,探索以疾病防控为目的,跨时间、跨地域、跨行政实现医疗资源供给与需求优化匹配的新型疾病管理模式,对改进传统脑卒中防控中“碎片化”做积极的尝试。 该系统完成后在首都医科大学附属北京天坛医院、北京120急救中心和方庄社区卫生服务中心进行了示范应用。共入组管理患者50630例,通过平台上转患者169例,通过120急救系统转诊患者1844例。其中,脑卒中危险因素评估与分级协同管理系统被北京市公共卫生信息中心采纳,嵌入到北京市14个社区卫生服务中心His系统中,实现了患者在社区卫生服务中心就诊的同时借助医生工作站完成患者危险评估和反馈,取得较好的成效,正在向全市社区推广。北京市人力资源和社会保障局以文件的形式对方庄社区卫生服务中心包括云平台建设在内的分级诊疗举措的成绩进行肯定,并做出推广建议。 基于云平台的脑卒中协同防治医疗联合体模式有利于实现脑卒中一级预防、院前急救、院内治疗、康复和二级预防的全程管理,实现区域化的脑卒中诊治水平同质化,为分级诊疗的落地和长效运行机制提供保障,缓解中国脑卒中防控医疗资源供给和需求失衡的矛盾,并为其他重大疾病协同防治医联体模式的构建起示范作用。
[成果] 1700470265 北京
U29 应用技术 铁路旅客运输 公布年份:2017
成果简介:中国城市交通拥堵和环境污染问题日益严重,优先发展公共交通成为中国构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择。为解决北京市超大规模公共交通网络的运营组织与信息服务问题,该项目创新性地提出轨道交通动态客流精细化清分与精准预测等成套技术、地面公交时空运行状态精准化计算方法和智能化调度等关键技术,并首次在北京发布实时公交信息服务和轨道交通实时运营信息,有效地解决了复杂交通网络条件下运力运量自适应匹配难题,满足了公众日益增长的多样化出行需求,为加快形成安全、便捷、高效、绿色、经济的综合交通体系提供了理论基础和关键技术支持。主要创新点如下: 1)创建了城市公共交通网络动态运营信息的实时精准提取技术体系,研究了城市轨道交通基于时变空间和列车运行计划的动态客流清分模型、多场景预测应用技术,客流预测准确度达到91%,提出了一套多维高精度地面公交运行特征计算方法,到站预测准确率超过90%,为实现精细化运营组织和精准化信息服务提供了关键技术支撑。 2)提出了国际领先的基于客流预测信息的城市轨道交通列车自适应控制方法,研究了城市轨道交通线网运输能力瓶颈动态识别技术和运力资源优化配置技术,将北京轨道交通路网运力运量匹配率提升到90%以上,创建了多源大数据驱动的地面公交组合调度与线网优化方法,实际结果表明示范线路日均客流量提高了20%,部分解决了公共交通动态调度与自适应控制的关键技术难题。 3)提出了涵盖城市轨道交通车站、线路、路网的多层级拥挤度指数和分级标准,创建了地面公交实时信息服务的动态编码及质量检测体系,研发了公共交通实时信息服务的自适应发布技术,首次在北京向公众发布了公共交通精准化动态信息服务。 该项目发表论文60余篇(SCI检索50余篇,代表性论文发表在Omega等TOP期刊,ESI高被引论文2篇),出版专著3部,获国家授权发明专利7项,行业及地方标准2项。相关成果得到Witold Pedrycz院士、Zhou Xuesong教授等同行专家的好评,在TRB、JRC等交通行业顶级会议发表了主题演讲。近三年先后5人获得领军人才、百千万人才、科技新星称号,组建了国家级实验室、北京市重点实验室,获得十余项国家级、省部级项目支持。 该项目成果应用在北京地铁、北京公交、成都地铁、西安地铁、上海巴士等实时客流监测、新线开通等安全管理与运营组织工作;首次在北京发布实时公交信息服务,累计下载量近400万,年查询量上亿人次;首次在北京发布城市轨道交通实时运营信息。
[成果] 1700470438 北京
TM3 应用技术 电机制造 公布年份:2017
成果简介:永磁电机系统不仅是重要的能源动力装备,而且是交通运输、舰船电力推进、全电/多电飞机、先进制造和国防军工等领域等重大装备的核心基础部件,也是各国在发展高新技术装备中重点研发的关键部件。永磁电机系统虽然运行性能优异,但是在高热、高湿、高功率密度、过载和有限空间内运行时,永磁电机有可能出现失磁问题。轻者导致永磁电机系统运行性能下降,严重时会出现电机系统烧毁的重大事故。该课题组针对永磁电机系统工作在严苛环境、有限空间和高功率密度运行状况的热交换技术进行了近二十年的理论、试验、设计等方面的深入研究,解决了有限空间内永磁电机系统电机运行发热与冷却等技术难题,突破了电磁设计技术瓶颈问题。主要创新成果如下: 1、发明了适合复杂环境和道路等严苛运行工况下定子多路浸泡式及定子串并联水路新型冷却结构,有效地提高永磁电机散热能力,降低了永磁体的工作温度,解决了永磁体的热退磁问题,提高了电机功率密度、工作可靠性及系统效率,相关技术已在新能源电动和混动汽车上得到了应用,并在大容量低转速特殊船舶电力推进系统中得到了应用,构建了永磁电机系统的热控制理论研究体系。 2、发明了长期运行在有限空间内定子自循环冷却结构和转子真空护套结构新型的单路冷却系统,降低了永磁电动机温升,提高电机过负载能力,克服了高功率密度电机发热严重问题。基于发明专利的有关技术已在特种船舶得到了应用。 3、发明了一种提升永磁电机起动性能和稳态性能的新型复合转子结构与冷却结构,通过转子导磁导电与导电合金材料周向交替配置与叠片铁芯复合,实现了永磁电动机起动转矩高、起动电流小和运行性能较好的要求。并通过实心护套和叠片铁芯结构相契合,形成了转子周向的多路通风结构,降低转子护套和永磁体的温度,提高永磁体防退磁能力和性能,开辟研究永磁电机热问题新途径。 项目研究的技术水平达到了国际先进水平,产品已在近几十家企业得到了推广应用,并出口多个国家和地区,在新能源汽车、船舶电推进系统中得到较大应用,三年累计直接经济效益约5.1亿元。 该项目申请发明专利20多项,已获发明专利9项,并申请美国和俄罗斯发明专利各一项。发表SCI期刊论文15篇,EI期刊论文60多篇,代表性论文在IEEE transactions on industrial electronics(影响因子6.5)发表论文1篇,SCI总引24次,他引10次。
[成果] 1800120119 北京
X70 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2017
成果简介:辽河流域有毒有害物污染控制技术与应用示范研究课题是“水体污染控制与治理”国家科技重大专项河流主题“辽河流域水污染综合治理技术集成与工程示范”项目的第二个课题。浑河工业集群区制药废水中有毒有害物污染严重的现状,重点研发制药废水有毒有害物减量化技术和毒性削减控制技术。在该基础上,研究制药综合废水的生物强化脱毒技术,并开展中试研究和技术示范。针对抚顺石化工业园区腈纶废水和反渗透浓水中有毒有害物污染严重的现状,开展石化污水厂处理工艺升级改造和生物脱毒技术的研究与示范(如图)。辽河流域典型行业有毒有害物污染特征及控制方案;辽河流域特种化工行业有毒有害物污染控制与资源化研究;辽河流域合成制药行业有毒有害物污染控制研究;辽河流域石化行业有毒有害物污染控制研究;辽河流域有毒有害污染物控制技术集成。
[成果] 1700470248 北京
U29 应用技术 铁路旅客运输 公布年份:2017
成果简介:城市轨道交通系统是涉及行人、列车、环境的复杂巨系统,客流动态性、随机性强,风险传播效应显著,一旦发生突发事件,将产生重大社会影响。因此,城市轨道交通运营安全问题一直是政府和运营企业关注的重点。精准把握客流信息、准确预测客流演变、提前感知客流风险、有效实施协同管控是破解这一问题的核心。研究团队在10余项国家、省部级科研项目及多个运营企业支持下,围绕上述核心问题,开展了多年理论研究和技术攻关,取得了如下创新成果: 攻克了复杂环境下城市轨道交通大客流精准感知关键技术。针对客流高密度、强交织等特点,提出了基于深度学习的多尺度客流精准感知方法,发明了复杂环境下城市轨道交通大客流精准感知设备,解决了客流数据精准采集的技术难题。成果形成行业标准,在北京、杭州等多地应用,为城轨交通客流计算提供精准数据支撑。 提出了基于多源数据驱动的网络客流时空精准计算方法。深入研究了网络客流时空特征及传播规律,构造了基于乘客心理的广义费用函数,提出了城市轨道交通网络客流分布模型及算法。成果在JAT等交通顶级期刊发表并被大量引用,该原创性工作填补了多项国内外研究空白。 提出了网络动态客流风险辨识模型与评估方法。针对城市轨道交通客流风险辨识的多方位精细化需求,基于海量数据的精准采集与计算,构建了“站-线-网”全方位动态客流风险辨识模型,发明了基于密集度指数的动态客流评估方法,填补了国内空白,支撑了网络客流的多点协同管控。 研发了面向多点联动的城市轨道交通客流预警及协同管控决策平台。面向客流管控的实际需求,提出了多模态车站客流诱导技术,发明了客流自动预警与限流方法,形成2项标准,实现了动态客流协同管控。 项目技术难度大、复杂度高,取得重大突破和实质性创新,解决了城轨交通运营中的多项关键技术难题。根据检测报告,车站平均客流检测精度≥95%,高峰期15分钟短时客流预测精度≥90%。权威专家评价,多项技术指标国内外领先,部分成果填补国内空白。 项目形成标准3项,发明专利7项、软著9项,专著5部,SCI、EI等论文100余篇。成果已在北京、南京、重庆、杭州等7个成网运营的城市(全国共15个)推广应用,感知设备为同类设备价格的1/5,可为每车站节支320余万元,经济效益显著。成果为北京城市轨道交通的安全高效运营提供了强有力的技术支持,提升了北京综合交通运行管理和一体化出行服务水平,对首都经济和社会可持续发展起到促进作用。
[成果] 1700520221 湖北
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目属土木建筑工程领域。混凝土结构是中国土木建筑工程中应用最为广泛的结构形式之一,然而,混凝土结构面临诸如物理老化和化学腐蚀等因素引起的结构性能退化,自然灾害导致结构损伤,质量事故导致结构不能满足现行规范要求,技术改造、使用功能改变等要求结构具有更高的承载力、延性等,迫切需要通过行之有效的技术来提升混凝土结构受力性能。纤维复材具有轻质高强、耐腐蚀、可设计性强等优点,适合于混凝土结构受力性能的提升和建筑工业化的发展战略需求。纤维复材安全可靠地用于提升混凝土结构受力性能,需要解决界面粘结、纤维复材高性能化以及适应不同提升程度的设计需求等问题。项目组对纤维复材提升混凝土结构受力性能的关键技术、计算理论和工程应用进行了系统创新研究。主要成果如下:1、创新了外粘纤维复材加固混凝土结构设计方法:建立了纤维复材与混凝土界面粘结-滑移关系的新理论,并基于该理论发展了纤维复材与混凝土界面粘结强度和有效粘结长度模型,克服了传统计算模型以混凝土受拉破坏为单一控制目标的缺陷;提出了外粘纤维复材加固混凝土双向板、剪力墙、柱、框架节点和环形截面类特种结构以及局部受损构件的设计方法。2、发明了自锁式预应力纤维复材加固技术:研发了预应力纤维复材张拉控制、自锁锚固和施工成套技术,提出了预应力纤维复材加固混凝土梁、板和柱的设计方法。突破了传统技术张拉控制预应力低、预应力损失大和锚固可靠性差的瓶颈,从根本上解决了纤维复材强度利用率低的技术难题,纤维复材强度利用率提高40%以上。3、研发了纤维复材-钢复合加固与增强技术:发明了纤维复材-钢复合加固混凝土结构技术,揭示了纤维复材与钢粘结界面的破坏机理,建立了纤维复材-钢复合加固混凝土梁、板和柱的设计方法,突破了结构承载力提高幅度的限制,结构承载力可提高50%以上,延性指标可提高80%以上,实现了受力性能提升幅度的可控设计;研发了纤维复材-钢管混凝土新型组合柱、纤维复材-钢-混凝土新型组合桥面板,拓宽了桥梁结构的模块式建造和快速更换的途径。4、提出了纤维复材格栅-超高韧性水泥基材料复合加固技术:研制了国产聚乙烯醇(PVA)纤维制备超高韧性水泥基材料,突破了国外的技术垄断,成本仅为国外同类产品的1/4;发明了纤维复材格栅-超高韧性水泥基材料复合加固混凝土结构技术,提出了利用该技术加固梁、柱的设计方法,解决了恶劣环境下纤维复材与混凝土结构界面耐久性差的技术难题。获湖北省科技进步奖一等奖2项、教育部科技进步奖一等奖1项;授权发明专利26项、实用新型专利20项和软件著作权7项;发表论文268篇,SCI收录51篇,EI收录168篇;出版著作3部;参编10部国家或行业标准。研究成果整体达到国际领先水平,已成功应用于三峡专用公路桥涵加固、汉口火车站南广场改扩建等200余项工程,获得经济效益约26.86亿元,社会效益显著。
[成果] 1800120433 北京
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:我国应急物流体系在干线运输、网络通信和运输装备等方面已经具备了一定的基础,而且社会物资资源较为丰富。但在救援过程中“散、慢、乱”等问题仍然突出,在应急物流活动中普遍存在筹措低效、指挥不畅、调运缓慢、投送困难等问题,常导致物资“找不到、调不出、运不达”,严重影响救援的质量和效率。急需对应急物资筹措、快速中转、末端精准投送、调度指挥、信息整合等方面存在的诸多重大的关键技术、核心装备、信息系统及平台进行研发和建立。通过技术的进步使我国应急物流服务保障能力发生质的跃升,并促进相关体制机制的健全完善,为我国构建全新的“属地管理、就地救援、全国支援”的“高效、快速、精准”的应急物流保障体系和服务体系,全面提升我国应对突发事件的应急物流保障能力奠定坚实的基础。主要研究内容:项目主要针对各类自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件等突发应急事件,立足于国家层面,以“资源整合、平急结合、智能调度、全程管控、快速作业、精准投送”为主线,重点解决大规模应急物资整合调度、快速转运和精准投送等关键环节存在的瓶颈问题,在充分融合和利用干线运输、网络通信、社会物资等资源和能力的基础上,从应急物流技术顶层设计、关键技术研发和应用示范三个方面开展科研攻关。主要内容包括:(1)应急物流技术体系和应急物流标准体系研究。(2)需求不确定情况下的模块预储关键技术研究。(3)平转急动态响应高速转运关键技术研究和装备开发。(4)平急结合、快速转换的多模式高效应急仓储系统研发。(5)综合指挥调度技术研究和“五跨”综合指挥调度信息平台开发。(6)末端快速精准投送调度系统和关键技术研究。(7)国家应急产品信息综合服务平台技术研究及开发。以上内容在5个重点区域分别展开项目试点演练、应用示范。
[成果] 1700320258 北京
U23 应用技术 铁路运输辅助活动 公布年份:2016
成果简介:主要研究内容、科学发现点:列车运行图优化设计相关理论与方法。构建了不确定环境下轨道交通系统客运列车运行图优化模型,探讨了处理不确定参数的有效方法并提出了设计最优运行图的基础理论。进一步,系统地分析了列车运行过程中的直接或间接碳排放成本、能耗成本和时间成本,应用多目标决策方法提出了基于安全运行约束条件下低碳、节能、高效运营的列车运行图优化模型。列车运行组织与控制一体化方法。基于离散事件的建模方法和仿真技术,结合列车实际操纵特点,建立了基于全局信息的列车运行组织与控制系统模拟模型,提出了轨道交通网络上列车群的优化调度策略和实时控制方法。进一步,将列车运行图设计和列车惰行控制方法相结合,构建了列车运行组织与控制一体化模型并设计了高效的求解算法。复杂网络环境下列车运输服务设计问题研究。针对轨道交通多商品流问题,分析了列车运输环境的复杂性特征,并基于期望值准则、机会约束准则及最小风险准则,建立了能够准确描述运输服务设计问题的随机模糊规划模型,设计了适合求解该问题的高效启发式算法。面向节能的列车运行调度建模和系统可靠性研究。在具有牵引供电系统的轨道线路上,以最大化同一供电区间内相邻列车的牵引与制动重叠时间为目标,构建了多车协同调度模型以极大化再生制动能量的利用率。进一步,研究了供电系统的可靠性,采用事故树分析方法将各部件的可靠性因素集成于系统层面进行定量分析,为轨道交通系统的维修计划和设备设施运用提供支撑。科学价值:该项目组在深入研究列车运行特性的基础上,从理论建模和决策分析两方面系统地研究了列车运组织优化相关基础理论和方法,解决了一些国际公认的难题,突破了传统理论的限制。该成果对充分利用中国现有轨道交通资源、促进轨道交通事业的可持续发展具有重要的指导意义。成果所提出的建模思想和算法也为进一步深入研究具有高速度、高密度、公交化、大客流等特性的现代轨道交通的优化运营奠定坚实的理论基础。同行引用及评价情况:近十年,高自友教授带领的团队在轨道交通领域发表的基础研究论文数(SCI)在同行中排名全国第一,世界上也排名前列,成果主要发表在系统建模领域国际权威期刊Transportation Research Part B、Omega等。该项目的20篇主要论文SCI总引426次、SCI他引263次,8篇代表性论文SCI总引227次、SCI他引127次,同时获3项国家发明专利。成果自发表以来,受到国际上许多著名学者的高度评价,部分模型与算法已被成功应用于轨道交通运营实践,并取得了良好的实际应用效果,显示出理论成果指导轨道交通实践的重要作用。
[成果] 1700350089 北京
U26 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:研究目的:近年来中国的高速铁路建设取得了举世瞩目的辉煌成就,但由于一些特种材料的缺乏,自中国高速铁路运营以来,动车组受电弓碳滑板等直接影响行车安全和运营成本的消耗性关键零配件不得不全部依赖外国的进口产品。这不仅导致长期的外国技术垄断、市场垄断和价格垄断,也存在重大的供货安全潜在风险。该项目的目的在于解决这一制约性问题,提高中国动车组制造和运营维护的自主能力,并提高这些关键零配件的技术指标,推动相关技术的发展。主要技术创新点:该项目自2003年国家863计划课题“Ti3SiC2系材料在高速列车受电弓滑板的应用”立项研究以来,在国家863计划课题、973计划子任务、支撑计划子任务、国家自然科学基金和北京市支持中央在京高校共建北京实验室项目的资助下,历经13年不间断的创新,研制出一系列新型的多元碳化物复合材料(简称MCC),并应用这些新型的特种材料研制出高性能的高速动车组用受电弓MCC滑板。获国家发明专利授权14项,发表SCI/EI检索论文106篇。项目主要创新点如下:1)发明了以金属Me为复合相的MAC导电陶瓷结构遗传蜕变MC/Me(A)复合材料,为MCC滑板以及其它高速动车组关键零配件的研制提供了新型的特种材料。2)发明了具有摩擦学表面自适应功能的MAC相A位固溶体陶瓷材料,为MCC滑板材料综合技术指标的调控提供了材料配方设计所需的原料。3)原创发明了高速动车组用受电弓MCC滑板,打破了长期以来的外国技术垄断、市场垄断和价格垄断,并使滑板的使用性能进一步提高。成果产生的价值:2009年4月~2013年9月北京竞和科技有限公司在北京交通大学前期技术研发的基础上投资完成了MCC滑板制造技术的产业转化,建成年产3万条MCC滑板生产线。2014年5月MCC滑板在京广线、京沪线和湘桂线等高铁客运专线完成了300 km/h及以下速度等级累计60万公里的装车载客运行考核。2014年8月MCC滑板的技术指标列入中国铁路总公司标准性技术文件(TJ/CL 328-2014),2014年12月MCC滑板通过了中国铁路产品认证中心(CRCC)的认证,由此打破了长期以来外国碳滑板的技术垄断,产生了显著的社会效益。2015年7月北京竞和科技有限公司生产的MCC滑板产品竞标成功,与12个铁路局签订了供货合同,创造直接经济价值1481万元,打破了长期以来外国进口碳滑板的市场垄断和价格垄断。与MCC滑板投标前相比,动车组碳滑板的采购价格下降了约40 %,由此中国铁路总公司可节约采购支出约1.2亿元/年,经济效益十分显著。
[成果] 1600460026 广东
TG4 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2016
成果简介:详细科学技术内容:为有效控制焊接变形,确保产品质量,采用摸拟分析技术和现场施工相结合的方式实施,取得了较好的效果,详细科学技术内容如下:参数搜索法三维组合热源模型开发;基于固有应变原理的等效壳单元热源模型的开发;安全壳焊接工艺研究;IRWST核燃料池焊接工艺研究;RBS不锈钢水池焊接工艺研究;RRI不锈钢水池焊接工艺研究。发现、发明及创新点:创新点1:开发适用于安全壳内衬及核燃料池复杂结构下典型焊接接头三维组合热源模型;创新点2:开发基于固有应变原理的等效壳单元焊接热源模型;创新点3:安全壳内衬及核燃料池等大型薄壁结构的焊接有限元模型建立及工艺制定。第三方评价、应用推广情况:结合EPR核电站安全壳内衬,不锈钢水池和核燃料池的大型薄壁焊接变形的控制要求,基于差影法和图像处理技术,创新构建了等效壳单元焊接模拟热源模型,为合理分层分块、控制总体焊接变形提供了依据。研发了安全壳及不锈钢水池等大型薄壁焊接的整体变形模拟仿真计算技术,实现了焊接最大变形和应力集中部位的快速模拟预测。通过构件在不同焊接顺序下的模拟对比,提出了有效控制和降低焊接变形的焊接工艺和控制方法,保证了焊接质量。该研究成果应用于台山EPR核电站施工,保障了核电站质量和安全,具有广阔的应用前景。 “该成果总体达到国际先进水平。”经济效益:增收(节支)主要在于焊接前期,采用模拟技术对核电大型薄壁焊接结构焊接工艺进行了解读和分析,对焊接变形和应力进行预测和评估,在焊接试验周期和变形矫正方面大大节约了时间成本和提高焊接质量。对安全壳、IRWST核燃料池及不锈钢水池等大型焊接结构的变形预测和装配工艺的优化,降低了焊接过程中对钢板的矫形工作量,满足了设计精度,缩短了焊接拼装工期且降低了安装成本;同时由于焊接变形的减小,降低了拼装过程中缝隙之间的闭合力,提高了核电安全壳等结构的焊接质量。社会效益:台山核电是进度远远超过芬兰和法国在建EPR核电站,成为最快的第三代核电站(EPR)。经过台山实践的第三代核电站(EPR)安全壳内衬特种钢材与核燃料池不锈钢衬的焊接技术在核电基础设施施工行业具有无可比拟的先进性,有效地解决了安全壳内衬及核燃料池复杂结构下典型焊接接头三维的热源模型建立、适用于核电站大型薄壁结构的等效数值模型以及安全壳核燃料池不锈钢水池等快速焊接模拟预测等问题。解读了国外核电焊接工艺的关键技术并提供理论参考,为以后核电站建设提供了成功范例和实践依据。使该局在核电施工技术方面更加完善,有利于增加该局在核电市场的竞争力。
[成果] 1700350096 北京
U23 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2016
成果简介:研究目的:强富水、极硬岩、软硬交互条件下的富水高强交互复合岩层盾构施工,易发生喷涌、刀具异常磨损、结泥饼、破岩与掘进效率低、管片悬浮等综合问题,以环渤海、珠三角、华南等区域盾构施工为代表,亟待研究解决。主要技术创新点:创新点一:富水高强交互复合岩层盾构刀盘选型与刀具配置技术研究及应用针对硬岩强度高,软硬岩错综交互的特点,兼顾硬岩破岩与软岩开挖的矛盾特性,提出兼顾硬岩与软岩掘进相协调、滚刀数量与开口率相适应、刀具配置与掘进参数控制相匹配的刀盘选型与刀具平衡配置技术;与线路纵向主体地层特征相适应的主体开挖刀具互换配置技术;基于刀具工作机理合理定位的主辅刀具梯次化分辐配置技术。解决了刀具异常磨损、破岩与掘进效率低等问题。创新点二:富水高强交互复合岩层盾构掘进综合技术系统研究及应用盾构掘进参数设计与控制互馈技术:基于灰色理论和对盾构掘进参数联动规律的研究,建立盾构掘进参数的实时采集、计算、设计、控制和循环互馈模型,实现掘进参数设定由经验化估计向数据化设计的转变。刀具磨损量化预测技术:运用偏最小二乘法建立了以掘进参数为因变量的计算模型,实现刀具磨损的量化预测,使刀具储备和换刀筹划由经验预计向科学决策转变。多类多点复合加注渣土改良技术:对应不同地层特征,通过对多类添加剂、多个加注部位和点位的动态优选组合,达到最佳改良效果,解决了喷涌、结泥饼、刀具磨耗快、掘进参数不良等问题。遵循时空效应的壁后系统注浆技术:系统提出了壁后注浆时空理论,建立了时间上分阶段、空间上分区段的壁后注浆技术体系,解决了喷涌、管片悬浮、渗漏水、地层沉降等问题。创新点三:盾构连续掘进磨削穿越排桩技术研究及应用:针对盾构隧道频繁遭遇桩基的难题,提出无需对桩基预处理的盾构连续掘进磨削穿越排桩技术,在大连地铁101标连续掘进72m成功磨削63根φ800mm的C35钢筋混凝土灌注桩排桩。成果产生的价值:成果授权实用新型专利3项,申请发明专利8项,发表论文1篇。经专家鉴定认为成果总体达到国际先进水平,盾构刀盘选型与刀具配置技术达到国际领先水平。首次应用于大连地铁101标,缩短工期5个月,节约成本505万元,被推广应用至全线14.5km隧道和邻近的红沿河核电站2.4km临海输水隧洞,以及广州地铁8.4km隧道工程,效果良好,应用前景广阔。对北京市未来进入基岩施工的深埋地层城市公路隧道、远郊市政隧道工程有借鉴意义。
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