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[成果] 1900010423 北京
TP37 应用技术 电子计算机制造 公布年份:2018
成果简介:多媒体所具有的拷贝无失真、修改容易等特点极易带来版权纠纷和内容篡改等问题,不仅严重制约了数字内容产业的发展,更关乎国家安全与社会稳定。数字水印和数字取证作为多媒体内容安全保护的重要技术,尚处于初始研究阶段,大部分技术方案缺乏理论支撑和通用模型,性能指标之间缺乏调控机制。围绕这些关键问题,该项目持续开展了十余年的研究。发现了可逆数字水印技术的可逆性条件以及鲁棒数字水印技术中嵌入率-嵌入失真-鲁棒性之间的制约机制,构建了数字取证技术中多媒体篡改操作的理论模型,实现了高保真的可逆水印技术、高稳健的鲁棒水印技术以及高可信的数字取证技术,有效提升了多媒体版权保护和真伪鉴别的性能。主要科学发现如下: 1、发现了数字水印的可逆性条件,构建了可逆水印的通用模型,提出了性能卓越的嵌入提取方案。提出了通用的可逆水印嵌入提取框架,构建了率失真模型,为可逆水印提供了系统级的理论依据。在该理论指导下,突破了传统方法中像素级无差别嵌入的弊端,根据局部特性动态选择嵌入方式,实现了可逆水印的自适应嵌入;通过构建高维直方图,突破了可逆水印使用一维直方图的传统观念,将传统方法所利用的相关性由一阶拓展为高阶,更充分地利用了局部相关性,显著提升了性能。IEEE Fellow,Oscar Au教授评价该发现点的相关成果“获得了优异(excellent)的嵌入容量同时又具有嵌入失真可控性”。 2、发现了数字水印嵌入容量、嵌入失真和鲁棒性之间的制约机制。提出了利用遗传算法优化三者关系的创新思路,获得了最优的水印嵌入位置和强度,取得了更好的视觉质量的同时实现了更高的鲁棒性,引发了利用遗传算法提升鲁棒水印性能的新热点。国际学者P. Kumsawat在IEEE TSP上发表论文评价该发现点的相关成果“能同时提高安全性、鲁棒性和图像质量”。 3、发现了多媒体篡改操作的理论模型,构建了基于篡改取证分析及拷贝检测的被动内容保护框架。提出了基于对比度增强检测的图像取证算法,发现了该操作所特有的零谷效应,克服了传统方法不能有效检测低质JPEG图像的拼接问题,取得了优秀的检测性能;提出了基于时空一致性的复杂视频变体拷贝检测模型,创新性地将视频变体拷贝溯源问题转变为多阶隐马尔科夫解码问题,显著提升了长视频流和复杂视频变换条件下视频拷贝溯源的能力。中国工程院院士高文教授评价该发现点的相关成果是一种“灵活的、应用更广泛的方法”。 8篇代表性论文他引1336次、WOS他引6S8次、SCI他引376次,被18位IEEE Fellow他引73次,单篇最高他引390次,1篇入选ESI高被引,1篇入选Top downloads in IEEE Xplore。相关成果获2007、2015年教育部自然科学二等奖和2009年北京市科学技术奖一等奖。相关博士论文获2010年北京市优博论文奖和2011年CCF优博论文奖。第一完成人获得教育部长江学者特聘教授和国家杰青、入选“万人计划”科技创新领军人才,第三完成人入选千人计划,所在团队入选教育部创新团队和科技部重点领域创新团队,部分成果在相关部门得到应用。
[成果] 1900010250 北京
N941.4 基础研究 社会人文科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:输运过程广泛存在于交通、生态、经济、金融、社会等各种复杂系统之中,是复杂相互作用的载体、是系统结构与功能之间的纽带。该项目充分发挥学科交叉优势,借助系统科学、信息科学、控制科学、管理科学和交通工程中的理论和方法,在复杂系统输运过程的时空演化、重构、优化和控制等方面建立了普适的理论与方法,揭示了复杂系统输运过程的一般规律和内在机理,并将其成功应用于交通运输这一典型复杂系统的输运过程,解决了道路和轨道交通系统中的若干前沿问题,为实际交通规划提供了科学依据。主要科学发现如下: 1.主要研究内容和科学发现点: 1)在复杂系统输运过程的重构和控制方面,基于压缩感知理论,提出了通过稀疏数据重构复杂系统输运结构和过程的普适方法,通过远低于奈奎斯特频率的采样方式实现了精确重构;提出了针对复杂系统输运过程的严格可控性理论和优化复杂输运过程可控性的结构微扰法。 2)针对典型的复杂系统-道路交通系统的输运过程,构建了全速度差车辆跟驰微观模型,精准刻画了速度差对车辆跟驰行为的影响,克服了已有模型的缺陷;在全速度差模型基础之上,通过分析微观和宏观参数之间的协变关系,构建了速度梯度宏观模型,克服了已有模型中扰动传播各向同性的理论缺陷。 3)针对典型的复杂系统-轨道交通系统的输运过程,构建了不确定环境下列车运行图优化模型;采用离散事件建模方法,构建了基于全局信息的列车运行组织与控制优化模型;进一步与惰行控制相结合,构建了面向能效提升的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。 2.科学价值: 该项目深入研究了复杂系统输运过程的一般规律和内在机理,建立了重构和控制复杂系统输运过程的研究框架;将复杂系统输运过程的一般理论应用于道路交通与轨道交通等交通运输系统中,揭示了交通系统输运过程的时空特性和内在演化机理,并提出了高效的优化与控制方法,解决了若干前沿难题。部分方法已在实际交通运输系统的运行实践中得到验证。 3.客观评价: 8篇代表性论文发表于Nature Communications、交通领域顶级期刊Transportation Research Part B、管理科学权威期刊Omega等,其中2篇入选ESI高被引论文,1篇入选2012年度中国百篇最具影响国际学术论文,SCI他引1068次;得到德国科学院院士、欧洲科学院院士、IEEE Fellow等著名学者的广泛引用和正面评价。1位完成人入选Elsevier 2014、2015、2016年度中国高被引科学家。该项目组成员中有国家杰青1人次、长江学者1人次、青年长江学者1人次、青年千人1人次、优青2人次。以项目完成人为骨干的系统科学学科评估连续四次全国排名第一,并入选教育部“双一流”建设学科;2014年度荣获教育部自然科学一等奖,出版专著4部,并获5项国家发明专利。
[成果] 1800130180 北京
TP242 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:自1954年现代意义的机器人发明以来,经典的移动机器人结构已稳定为轮履及仿生等结构形式。上世纪90年代以来,并联机器人和软体机器人等新结构相继被发明,该项目区别于已有结构,原创并系统地发明了可重构多模态移动机器人家族。从2006年起,北京交通大学联合国内相关研究机构,在国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目的大力支持下,经十余年研究、技术开发及应用示范,形成了具有独立学术体系的开创性新领域。主持开发出中国原创概念、拥有完全自主知识产权的教育机器人装备体系,打破了长期以来以离散单元搭建式机器人主导教育领域的格局。主要技术创新点如下: 1.模块化可重构移动机构及机理创新。突破了平台重合、转动副同轴和自穿越等技术,发明了成体系的可重构单元。发现了平面运动链滚动运动机制,提出了空间多闭环移动连杆机构的方法。以移动连杆机构为基本单元,提出了网格式移动连杆机构重构扩展新方法。基于顶点单元与伸缩单元的模块化构造思想,形成了可重构移动系统全新设计理念。 2.变拓扑移动机构及其演化机制创新。发现了移动机器人杆件、运动副、缩放、支链等变拓扑连续演化规律,建立了移动机器人基础拓扑构型库。突破了多层折叠、结构解耦、嵌套驱动、超冗余、构型互变等关键技术,研制出以演化、组合等为基础的移动机构变拓扑创新机制。 3.多模式及移动操作一体化技术创新。突破了变机架、变输入输出、变外形等核心技术,发明了成家族的多模态地面移动机器人。突破了变胞、奇异位控制等技术,实现了多移动模式同一机构上集成和切换。突破了构型创新、地面接触仿真及变形移动控制等核心技术,从运动模式上统一了移动、操作及结构演化规律。 4.形成了自成体系的MSEAP教育技术。基于该系列机器人及教育技术先期在面向全北京市所有初一学生的“初中开放性科学实践活动”中试点。在北京师范大学第二附属中学、北京市第二中学等40余所北京市中小学设立专门实验室,培养了600余名创新能力突出的学生。 该项目系统掌握了可重构多模态移动机器人创新的全套设计要素和技术方法。依托以上技术,研制出12个系列200多种移动机器人,累计生产13700余台公益机器人产品。核心技术获国家发明专利授权32项,发表SCI、EI等学术论文60余篇。作为重大公益项目已广泛应用于130余所北京市中小学以及科技场馆的创新实践活动,受众超8万人次;十余年来以北京科技周主场活动等载体向大众普及机器人科技知识超过50万人次,社会效益显著。
[成果] 1800130385 北京
TM728.3 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的:随着其他行业进入配电、园区等电网业务,电网企业同样需要拓展业务领域,积极跨界经营,实现向综合能源服务战略转型。中国电动汽车、清洁供暖、综合用能咨询等快速发展为电网企业商业模式创新提供了机遇和挑战,但是中国智能电网商业模式创新研究还存在一些问题:一是国内外政策环境不尽相同,不能简单生搬硬套;二是电网企业跨界经营商业模式创新尚处于起步发展阶段;三是研究主要集中在分布式电源、虚拟电厂等单个点上,缺乏顶层设计;四是国外的评价指标体系侧重于经济性,不能完全体现中国电网企业的属性。 针对上述问题,该项目系统研究电网企业商业模式创新理论模型和创新路径,构建电网企业商业模式评估模型,制定营销策略和公共关系策略,为电网企业实现从供电企业向综合能源服务商转型提供支撑。 2.主要科技创新点:该项目的申报主要依托国家电网有限公司科技项目《智能电网商业模式创新路径与评估模型研究》,项目的主要科技创新点如下: 一是基于画布理论,结合电网企业特点,构建了智能电网下电网企业商业模式创新的八要素理论模型,提出了八要素创新路径,为电网企业创新商业模式提供了理论支撑。 二是基于创新八要素理论模型,提出了电动汽车充换电、虚拟电厂等商业模式创新的架构设计,为电网公司车联网业务、电动汽车充换电、需求响应商业模式发展提供支撑。 三是基于电网企业在经济社会发展中的定位,构建了电网企业商业模式的五维度、三层次评价指标体系,提出了基于德尔菲法、层次分析法以及熵权法的逼近理想点(DAE-TOPSIS)组合评价模型,实现了不同商业模式之间的量化对比分析,为智能电网商业模式优选分析提供了量化方法支撑。 四是提出了基于信息传播理论的智能电网客户细分和营销策略、基于用户行为学的电网企业舆论环境营造和公共关系策略,为电网企业丰富个性化客户服务、提升用户黏性提供重要参考。 3.成果产生的价值:已在国网北京电科院、国网嘉兴公司等单位得到应用,取得了良好效益。该项目研究成果可为电动汽车、综合用能咨询等商业模式提供方法指导,能在提升用能效率,促进清洁能源发展等方面发挥重要推动作用。已取得软件著作权1项;出版专著2部;撰写论文7篇,其中5篇为核心。 中国电机工程学会组织项目技术鉴定会。鉴定委员会认为,项目研究成果总体达到国际先进水平;所提出的电网企业商业模式创新八要素理论模型和五维度评价模型达到国际领先水平。
[成果] 1800130307 北京
TK019 应用技术 技术推广服务 公布年份:2018
成果简介:中国能源发展正进入从总量扩张向提质增效转变的全新阶段,构建清洁低碳能源供给体系、开创安全高效能源消费新局面将成为中国能源发展的方向和目标。以天然气为主燃料,太阳能、地热能等可再生能源为补充的分布式能源系统具有高的能源利用效率、高的运行稳定性、高的可再生能源利用率,具有良好的应用前景。但是,因缺乏足够的经验,分布式能源系统在国内初始示范应用期间,存在综合集成性能差、系统造价高、难以推广应用等难题。对此从分布式系统集成、系统优化、负荷预测、智能控制等方面,开展了分布式能源系统关键技术研究及应用。 该项目的主要创新点有: 1、针对分布式能源用户多样化、负荷波动大、系统定制化的特点,以能源利用效率及经济效益最大化为目标,综合考虑负荷变化、装机配置、运行策略等多种因素,创新地提出了分布式能源系统集成技术与方法,并率先提出了“以热(冷)定电、欠匹配”的设计理念,有效解决了分布式能源系统集成性能差、冷热电负荷不匹配等问题。 2、建立分布式能源站多尺度设备布置流动传热数值模型与求解方法,结合现场试验验证,研究分析了分布式能源站冷却塔组及排烟通风等散热设备间的互相影响规律,解决了冷却塔组冷却效果差、系统运行效率低的问题。 3、结合现有工程经验和相关标准规范,总结出一套适用于分布式能源的冷热负荷预测分析方法,有效解决了设计负荷与实际负荷不匹配的问题。 4、建立了全工况“一键式启停”智能控制系统模型,提出了智能决策优化系统的设计理念,实现了能源站在用户负荷反馈下的最佳经济效益运行。 5、研究了可再生能源与分布式能源系统耦合技术,有效解决了可再生能源利用率低、稳定性差的问题,提高了系统的综合能源利用效率。 该项目的研究成果已应用在10余个工程项目中,累计产生经济收入25余亿元,并在北京和上海开展了多能互补分布式供能系统的示范项目,系统年平均综合能源利用效率均超过80%,较传统能源利用方式能效得到大幅度提高。研究成果有效指导了国内已建及在建分布式能源项目的建设和运行,预计未来每年可增加应用推广项目10余个,“十三五”期间预计可节约项目建设费用27亿元,一次能源节约量约600万吨(折合标煤),二氧化碳减排量约1560万吨。该研究成果可有效推动国家清洁能源发展计划的顺利实施,经济效益和环境效益显著。
[成果] 1800130459 北京
TN362 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的: 光电探测器在图像监测、工业探测、生物检测及军事上有广泛的应用。高灵敏无机雪崩二极管或光电倍增管都是基于过热电子碰撞激发或碰撞离化产生二次电子的原理,其器件体积大,工作电压高(百伏,甚至上千伏)或需要真空封装,极大地限制了其小型化及广泛应用。有机半导体材料由于其激子结合能较大,难以通过过热电子实现光电倍增。制备出基于新机理的倍增型光电探测器具有很大挑战。国际上在倍增型有机光电探测器也做了很多尝试,然而所报道的倍增型有机光电探测器暗电流较大、制备工艺复杂。因此,基于有机材料,制备出低暗电流、倍增型且响应范围可调的光电探测器,将具有重要的研究价值和广阔的应用前景。如何制备出在不同偏压(极性)或入射窗口条件下器件具有宽/窄响应范围可调的倍增型有机光电探测器,是该项目研究的重点。 2.主要科学发现点: 1)利用界面附近受陷电荷诱导隧穿注入的机理,突破传统有机光电探测器响应范围不可调和外量子效率低(EQE<1)的限制,成功制备出低暗电流、光谱响应范围可调的倍增型(EQE>>1)有机光电探测器。得到诺贝尔奖得主Alan J Heeger院士的高度评价。 2)报道了响应范围从紫外到近红外区域的宽带响应倍增型光电探测器。 3)报道了在近红外区域响应光谱半高全宽小于30纳米的窄带响应倍增型光电探测器。 该成果入选“2017年中国光学十大进展”。 近期,成功开发出在正/反向偏压或顶/底入射(光照)条件下,具有宽/窄带响应特性的倍增型有机光电探测器,并将宽带/窄带响应特性集成到一个器件中。 3.成果产生的价值: 1)为制备出低暗电流、倍增型有机光电探测器提供了一个全新的解决方案,突破了传统有机光电探测器外量子效率小于1的限制。 2)利用界面附近陷阱诱导界面能带弯曲,开辟了基于场调控技术实现光谱响应范围的可调,制备出具有宽/窄响应特性的倍增型有机光电探测器。 3)美国学者、韩国学者跟踪、模仿了课题组的工作,也成功报道了基于不同材料的倍增型有机光电探测器。 在该方向上已发表10多篇SCI论文,SCI他引121次,单篇最高他引22次,1篇ESI高被引论文,一项成果入选“2017年中国光学十大进展”。
[成果] 1700520384 北京
TP393.4 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] 1900010654 北京
U469.7 应用技术 汽车制造 公布年份:2018
成果简介:新能源汽车是国家战略新兴产业和《中国制造2025》重点支持领域,是汽车产业发展的必然趋势,是交通领域节能减排、大气雾霾治理的主要手段。安全、可靠、便捷的电能补给是新能源汽车产业化的关键和必备条件。 国际上,新能源汽车电能补给有换电和充电两条技术路线。项目团队历经13年的理论研究、技术发明与创新、关键技术攻关和产业化推广应用实践,创建了具有完全自主知识产权,涵盖换电和充电两条技术路线,覆盖自动快速换电装备与安全高效充电机、多功能分区充换电站、动力电池髙效安全充电理论与方法的工程科技创新体系。在北京率先构建了全球最大和最完整的充换电应用生态体系,技术和产品辐射全国,并实现了充换电成套技术和产品出口欧盟。研制的动力电池快换装备、宽电压大功率充电机、标准化快换电池箱等产品在市场上形成独特的优势。构建了国际上首个充换电设施设计、建设和检测的北京地方标准体系(共16项),其中换电装备、充电机、充换电站等标准已升级为国标/行标或被引用采纳。在技术和标准方面的发明与创新引领了我国新能源汽车技术和产业发展,为我国新能源汽车产销和保有量全球第一奠定了坚实基础。 (1)安全离效的动力电池充换电技术与装备:发明了新能源汽车动力电池系统自动快速更换技术、标准化快换动力电池箱设计与集成技术,研制了国际上首套电动客车电池全自动快换装备,并开发了多类型电动货车、电动乘用车动力电池全自动快换设备;创建了宽电压、高效率快速充电技术体系,研制的一机多枪大功率快速充电机实现了产业化。该技术体系突破了新能源汽车充电时间长、车辆利用效率低的瓶颈,满足了各种电能补给技术路线对装备的需求。 (2)充换电站系统拓扑与匹配集成技术:首创了充换兼容、模块化的基础型和拓展型充换电站逻辑拓扑结构,发明了基于车辆返站荷电状态概率分布的快换装备、充电机、备用标准化电池箱最优匹配方法,构建了充换电设施服务能力评估模型。建立了首个充换电站建设标准,研发了方舱式、模块化充换电站设计及其预装配快速建设技术,攻克了传统充换电站建设用地集约度低、工程周期长等难题,充换电设施建设时间从原来的40个工作日缩短至7个。 (3)从动力电池单体到系统的安全髙效充电技术:发现了动力电池充放电“扫把”现象和容量、电压一致性发展的正态分布规律,发明了以“恒极化电 压”为控制参数的快速、高效充电方法,突破了充电时间和循环寿命难以兼顾的技术瓶颈;发明了以“极限单体电池参数”为判据的电池组安全充电控制方法和“分箱集中式充电”技术,攻克了充电安全难题,并获得广泛推广应用。 项目获授权发明专利45项,发表SCI论文43篇(平均IF=4.496,他引1106次),出版著作1部,近三年累计新增销售额14.9亿元,应用效益1.7亿元,并已推广应用到电力储能、轨道交通等领域。由多位院士主持的科技成果鉴定认为:该项成果“整体处于国际先进水平,其中,在动力电池快速自动更换技术、分箱集中式充电技术、充电安全体系技术等方面处于国际领先水平”。
[成果] 1800130394 北京
TM63 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的: 该项目为“延庆县智能电网综合接入关键技术研究”项目的一个子项目,由北京科学技术委员会组织实施。该项目致力于大型光伏电站并网的关键技术和关键装备研发和示范应用,改善光伏电站的并网特性,实现站内负荷用电的自发自用,促进中国新能源事业的发展。 2.主要技术创新点: (1)提出了级联式兆瓦级大容量统一功率控制装置的设计、制造、控制、运行、应用的成套关键技术。该装置的主要特点是:采用级联式结构,单机容量突破兆瓦级;调节速度快,电能质量好;有功功率和无功功率可实现双向调节,“一机多用”;具备取消升压变压器,直接接入10kV电网能力,降低成本,减少损耗;高低压隔离,电池组安全性好;集成度高,占地面积小。经过近两年的实际工程运行验证,运行效果良好。该项技术彻底突破了传统结构的电池储能变流器单台容量不超过500kW的技术限制,为大规模储能电站和能源互联网的建设提供了有效的解决方案,填补了国内空白。 (2)提出了基于SOC重心偏移零序电压注入的相间SOC平衡方法和基于调制波幅值轮换与微调的相内SOC均衡方法,可在不影响调节装置输出端口特性的前提下,实现相间和相内各级电池组SOC的均衡控制,提高装置的可用率,延长电池的使用寿命。 (3)提出了直流微网的集成与协调优化运行控制技术,实现了光伏电站站内负荷的本地化、清洁化能源利用。 3.成果产生的价值: 该项目中的统一功率控制装置采用“锂电池阵列+隔离型DC/DC变流器+级联H桥逆变器”式结构,彻底突破了传统结构的电池储能变流器单台容量不超过500kW的技术限制,为大规模储能电站和能源互联网的建设提供了有效的解决方案,填补了国内空白。同时,使得大型光伏电站实现输出电能的有功、无功统一调节能力,降低光伏电站并网造成的暂态功率波动,输出功率预测误差减小3%,解决光伏发电站有功波动过大等问题,并满足接入标准对功率调节能力的要求,从而减少由于功率波动而弃光所造成的能源浪费。该项目的直流微电网实现新能源站内负荷的本地化、清洁化能源利用,使光伏电站的电能实现了自发自用,减少了电站低压配电线路的建设成本;同时,自发自用也消除了由于站内用电所造成的线路上的损耗,减少了电站的运行成本,并提高了新能源电站负荷用电的电能质量和供电可靠性,实现了直流微电网的示范应用,对今后直流微电网的推广使用具有重要意义。
[成果] 1900010645 陕西
N941.4 基础研究 社会人文科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于网络空间安全领域。针对物联网、互联网+、智慧城市等大规模复杂系统所呈现的多源异构、多网融合、多域共享等特点,该项目围绕多元实体身份认证、海量数据安全保护、跨域信息受控共享等核心问题开展研究,攻克了相关关键技术,构建了大规模复杂系统信息安全技术体系,为跨管理域、跨层级、跨业务的协同服务和管控提供支撑。 (1)多元实体身份认证的核心问题是海量差异化实体的多模态跨域快速认证。提出了海量异构实体跨域认证架构,发明了跨管理域的“内生特征”快速安全关联和自适应认证方法,设计了远程设备/用户认证协议,主导制定了ITU-T X.1089(我国首次主导制定的生物认证领域的ITU标准)、IEEE P2413和ONVIF标准,实现了十亿量级差异化实体的高效跨域身份可信管理。 (2)海量数据安全保护的核心问题是海量密文透明管理和密码按需服务。提出了数据管理系统的加密参考结构、“服务状态跨层跟随”的密码服务计算架构,发明了自适应的数据分级细粒度加密操作方法、在线高并发业务数据处理方法、多算法/多密钥/多数据流随机交叉加解密和签名验签方法,研发了秦盾云加密数据库系统(QinCloudDB),研制了两款高性能密码服务系统(商密型号:SJJ1405、SRJ1310),实现了亿级在线并发的密码按需服务。 (3)跨域信息受控共享的核心问题是跨域信息共享的可信管控。提出了跨域信息共享的全局联动可信访问框架,发明了基于深度学习的信息按需过滤清洗方法、边界受控交换的域间信息共享方法、基于“内生特征”的细粒度访问控制方法,主导制定了国际标准2项(ITU-TX.1240、ITU-TX.1243),研发了USG内容过滤网关,实现了跨管理域跨系统的信息受控共享。 授权技术发明专利40项,包括中国技术发明专利26项、美国技术发明专利4项、欧洲技术发明专利5项、国际PCT专利5项,形成了面向大规模复杂系统的信息安全专利池:研发了内容过滤网关、安全视频监控系统、云加密数据库系统、高性能密码服务系统等,登记软件著作权9件:主导制定了ITU-T标准3项、IEEE标准1项、ONVIF标准1项,引领了相关技术发展;发表SCI论文100多篇,累计他引4000余次,出版专著4部。该成果已得到转化,多项技术已被华为技术有限公司等企业采用,近三年,新增了超过20亿元经济效益。 该项目的相关成果分别获教育部科技进步一等奖、中国电子学会科学技术一等奖、中国通信学会科学技术一等奖、第十八届中国科协年会全国科技工作者创新创业大赛金奖(16/1800+)以及最佳商业投资价值奖(2/1800+)、中国发明协会金奖等。
[成果] 1700520402 北京
U213.9 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] 1800130159 北京
R249 基础研究 医学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:中医药学是打开中华文明宝库的钥匙。名老中医是将中医药学基本理论、前人经验与当今实践相结合,解决临床疑难问题的典范,代表着中医学术和临床发展的最高水平,传承他们的学术思想和临证经验意义重大。该成果以“十五”国家科技支撑计划“名老中医经验研究的结构化临床信息采集系统研究”、“十一五”国家科技支撑计划“名老中医学术思想临证经验多维动态分析挖掘方法研究”及北京市科技计划 “名老中医临床诊疗信息采集及经验挖掘研究”形成的名老中医医案为基础,面向中医临床经验知识发现,充分利用现代信息技术,开展了名老中医临床诊疗数据规范采集、预处理,建立了显性知识及隐性规律知识发现的系列方法,并开展示范应用验证。 内容如下: ⑴建立了支持名老中医临床经验知识发现的信息采集、数据预整理方法体系及软件系统,形成名老中医临床诊疗专用术语集、临床诊疗数据处理规则。 ⑵建立了针对名老中医临床经验的多维、动态关系的实时在线展示方法,实现对症-证-方-药等关系的可视化展现。 ⑶建立了面向临床经验隐性知识发现系列方法,如分析辨证、用药经验、药症关系的复杂网络分析法、点式互信息方法、层次隐类模型、主题模型方法等;获得优化治疗方案的马尔可夫决策过程模型,成功引入多因子降维(MDR)方法分析有效方药。 ⑷建立了融数据采集、整理、挖掘、实时在线展示于一体的名老中医经验知识发现平台。面向中医内科、皮肤科、妇科、儿科、眼科、针灸科等名老中医,开展了证候研究、治法研究、有效方药发现研究、临床评价研究、治疗方案研究、针灸治疗技术研究及综合分析等主题的分析挖掘与验证研究,形成了58个经验总结报告,建立了国内最大的基于结构化病历的名老中医临床诊疗数据库和临床经验知识库。相关方法经48位名老中医经验的分析挖掘应用验证。 课题发表学术论文98篇,其中SCI12篇,EI/ISTP5篇,被引1335次,他引1142次,其中SCI他引87次。形成软件著作权1项;培养博士后、博士、硕士等高层次人才21名。形成了医院、高等院校、科研机构、企事业及境内外研究机构互动合作的模式。 该研究成果已推广应用于北京地区为主,幅射江苏、新疆、山西等多个国家中医临床研究基地内的21家单位的名老中医经验传承研究中。利用现代科学技术,探索中医“研究型继承”新模式,引领行业开展了研究型传承工作,促进了应用单位名老中医经验传承的效率和水平,促进了中青年中医人才的培养。
[成果] 1800130134 北京
TM615 应用技术 电力生产 公布年份:2018
成果简介:自2015年起,中国开始实施光伏“领跑者”计划,旨在促进光伏发电技术进步、产业升级和成本下降。为监督光伏“领跑者”基地内关键设备及系统的性能指标,国家能源局采纳中国电力科学研究院有限公司提出的在光伏“领跑者”基地内建设实证平台长期监督光伏关键设备的运行指标。 光伏发电效率提升是实现光伏平价上网和促进产业可持续发展的核心技术。由于实验室测试环境与使用环境的差异等因素,光伏组件、逆变器及系统性能的现场评价存在以下难题:组件I-V性能现场测试精度低;组件串联发电条件下的I-V特性测试需要断开发电回路测试,测试效率低;光伏逆变器的常用效率指标难以表征逆变器的真实发电性能;光伏系统部件数量多,效率损失源难以测定以及设备故障不易精确定位,无法指导电站高效运维等问题。 项目依托北京市科技计划、国网公司科技项目及大同国投委托横向项目,通过自主创新,突破了平台关键测试装备研制及发电性能实证评价方法等技术难题,开发了国内首个“领跑者”基地实证平台,解决了光伏组件、逆变器及电站性能实证测试与评价的关键问题。 主要创新: 1)提出了一种空间布局与防震性能优化的光伏组件移动检测平台设计方法,开发了光伏组件移动检测平台,研发了高度灵活的模块化高精度光伏组件特性同步在线I-V测试装置,解决了光伏组件现场标准环境测试及长期运行性能评估的难题; 2)开发了一种基于无线分布式测量模块的光伏电站效率链广域测量装置,实现了包括光伏组串性能、组串一致性、光伏方阵性能及逆变器转换效率的数据监测与采集,实现了光伏效率链的同步测量,解决了分散测量带来的误差; 3)首次提出了光伏部件实证测试和评价技术,建立了包括光伏组件耐候性、衰减率、辐照响应特性、逆变器效率、可靠性等光伏部件实证性能评估指标体系,建成了光伏关键部件发电性能与并网特性户外实证测试平台,开发了实证平台监测与分析软件; 4)开发了基于K近邻和支持向量机的数据驱动式光伏发电关键部件故障诊断、原因识别和风险评估系统,实现了光伏电站故障的精确定位及故障类型识别,极大提升了运维效率。 项目申请专利14项,已授权专利6项,其中授权发明专利4项;发表论文20篇,编写专著1部。 项目近年创造了180208.1万元的经济效益;项目建设的大同“领跑者”基地实证平台已对基地内所用31种光伏组件、6种光伏逆变器开展了实证测试,有效指导了光伏“领跑者”基地优化设计和高效运维,为助推光伏产业升级和技术进步提供支撑。
[成果] 1800130316 北京
U455.4 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:中国城市地下空间开发利用进入快速增长阶段。“十二五”期间,中国城市地下空间建设年增速超过20%。在轨道交通和地上地下综合建设带动下,城市地下空间开发需求动力充足。在城市环境下,新建隧道施工不可避免地穿越道路、桥梁、管线、房屋以及地铁线路等基础设施。由于复杂多变的地层条件、极度敏感的城市基础设施环境,穿越工程中的环境风险尤为突出。一旦发生灾害事故,必将造成重大影响甚至不可估量的损失。为此,项目团队在国家重点研发计划项目、国家973计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、北京市科技计划等10余项国家及省部级科研项目支持下,开展了城市暗挖隧道穿越基础设施关键技术的理论研究和工程实践,取得了系统的研究成果,主要包括: (1)建立了城市暗挖隧道穿越基础设施力学响应分析模型。揭示了暗挖隧道施工扰动下地层变形与塌陷时空演化特性;提出了暗挖隧道穿越工程地层-既有结构变形传递机制及相互作用模式;得到了暗挖隧道施工扰动下地层与既有结构力学响应的多源预测方法。实现变形预测的科学化。 (2)创建了城市暗挖隧道穿越基础设施风险控制标准制定方法。揭示了变形作为穿越工程安全控制指标的科学内涵;建立了基于暗挖隧道穿越工程多层次需求的控制标准体系;提出了考虑暗挖隧道变形时空特性的穿越工程过程控制标准。实现施工过程控制的体系化。 (3)形成了城市暗挖隧道穿越基础设施精细化施工过程控制技术。提出了基于断面尺寸的暗挖隧道工法适应性分级指标体系并对超大断面暗挖施工工法进行优化;形成了暗挖隧道穿越工程过程控制施工关键技术;研发了施工过程控制智慧化辅助决策平台。实现控制标准制定的合理化。 (4)建立了城市暗挖隧道穿越基础设施安全保障体系。提出了基于全过程变形控制的暗挖隧道穿越工程环境风险5步序管理体系;依托穿越工程智慧管理平台,构建了风险源4级管理、风险事件3级预警、风险工程6方联动的暗挖隧道穿越工程建设管理体系。实现建管的规范化。 成果在北京暗挖隧道穿越基础设施工程1000余处风险点中得到了成功应用,并推广到天津、大连、南京、厦门、宁波等多个城市,提升了穿越工程的技术水平,保障了工程安全,经济效益超过5亿元,节支超过2亿元。获得国家发明专利授权10项、实用新型专利3项、计算机软件著作权4项,发表SCI收录论文26篇、EI收录论文86篇、论文总引用超过1000次(2018年3月谷歌学术数据),出版专著1部,形成技术标准1项。
[成果] 1900010270 北京
U279.323 应用技术 铁路运输设备制造 公布年份:2018
成果简介:中国高速铁路和城市轨道交通路网及在役列车规模持续高居世界首位且发展迅速。列车是轨道交通完成运输使命的核心装备和直接载体,其在途运行安全和运用效率是轨道交通安全保障和运维技术体系构建的最终目的。 中国高速/城轨列车运用环境复杂、跨气候带长大交路多、服役频次高/强度大,导致列车关键设备性能快速劣化,在途安全隐患及时预警异常困难;结构复杂和机械/电气/信息强耦合等特点导致列车性能劣化过程复杂、故障模式多样,实现动态和精益运维难度极大;沿线复杂电磁环境和多种效应联合作用导致车地大容量实时异性数据可靠传输非常困难。既有技术和运维模式无法满足列车在途服役状态及时获取、预警和高效运维迫切需求。 项目实施前,列车服役状态主要以定/巡检方式确认,在途状态以人工确认模式为主,运维模式以计划修/故障修为主。项目团队在国家863和科技支撑等计划支持下,在国内外无成型的技术体系和成熟单元技术可资鉴引的条件下,历时十余年,攻克列车在途服役状态全息化准确感知和精确辨识、列车视情精益维修和高可靠大容量车地数据传输等技术难题。形成了自主知识产权列车在途安全预警与运维支持技术和系统装备体系。主要创新点有: 创建了列车在途服役状态检测的车载感知网络技术与基于模型计算和动态数据驱动协同的故障诊断理论,研制了车载感知、诊断和预警系统设备,关键部件故障诊断准确率达98%,车载感知网络数传速率最高达千兆级。 创建了基于数据驱动和对象物理属性的多隐患故障链模型,攻克了列车关键设备隐患挖掘与故障定位/预警技术和状态驱动的预测性维修决策优化技术;典型隐患评估准确率达到92%,高速列车可用性提高10%,定期检修效率提高20%以上,运维成本降低25%以上。 创建了动/静态信道协同的复合信道车地传输技术,提出了链路快速构建、恢复与保持技术,在极为苛刻的无线环境下实现了链路重建时间小于15s,车地双向通信传输带宽达到57Mbps以上,因断链引起的通信超时降低了约40%。 该项目授权美国发明专利2项、中国发明专利26项、软件著作权50项,形成国家行业标准1部、行业性企业标准16部,发表SCI/EI论文41篇、专著8部,获得省部级科技一等奖3项、国际发明金奖3项、中国专利优秀奖1项等奖项;成功应用于CRH380系列等中国在役高速列车主力车型(超过750列)和广州、上海等城市轨道交通系统,还应用于出口马来西亚、马其顿、南非和塞尔维亚等国列车系统中;近三年新增销售额逾12.7亿元,节约运维成本超3.8亿元。 经鉴定“项目整体技术和系统装备填补了高速列车技术领域国内外空白,总体达到国际先进水平”、“城轨列车关键设备状态监控预警与应急联动组成的综合系统填补了城市轨道交通领域国内空白,达到了国际先进水平”。奠定了中国轨道交通向主动安全与运维保障转型的技术基础,有效支撑了“一带一路”和“走出去”等国家战略实施。
[成果] 1900010128 陕西
U453.5 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:2006年青藏铁路格尔木-拉萨段开通后,结束了中国西藏自治区无铁路的历史,极大的促进了当地经济发展。但修建于上世纪七十年代的西宁-格尔木段受经济技术限制,线路在关角沟内迂回展线后以4010m的隧道穿越垭口,该段线路标准低、病害多、运行速度慢、运量小,已严重制约了青藏铁路的运输能力。 新建铁路以32.69km的特长隧道穿越关角山,为两座平行的单线隧道,设计速度160km/h,轨面高程3300~3500m,采用钻爆法施工。关角隧道为中国第一座长度超过30km的铁路隧道,也是世界高海拔地区第一长隧。 隧道建设面临三大难题,一是位于青藏高原,施工环境极为恶劣,氧气稀薄、作业面最远距井口5000m,施工通风等环境卫生保障技术面临极大挑战。二是地质条件极其复杂:通过3条区域性宽大断裂,地应力高,变形控制难度大;岭脊灰岩段高压富水,安全风险高。三是高海拔地区由于缺氧,导致旅客疏散速度慢;且洞内火灾温度、烟雾场分布和扩散规律不同于一般地区,特长隧道运营安全保障技术无成熟经验可借鉴。 由原铁道部和青海省立项,近百名参研人员7年刻苦攻关,形成高原特长隧道建设成套技术,为关角隧道的建设提供了关键技术支撑。主要创新成果有: 确立了舒适、节能、运营条件好,对通道运力提升最大的高海拔特长隧道(长32.69km)越岭线位,首开中国30km以上级别铁路隧道的建设先河。 构建了高海拔特长隧道施工环境卫生保障技术体系。揭示了高海拔地区施工机械尾气排放特征,创建了高海拔隧道施工环境卫生控制标准;发明了长斜井隔板式施工通风技术;研发了长斜井井底渣体破碎、降尘及皮带机上料系列新技术;研制了高寒隧道节能通风升温系统和洞内移动式供氧系统。 创新了高原复杂地质条件下特长隧道修建技术。揭示了关角隧道宏观地应力场及分布规律,创建了按围岩变形潜势分级的大变形控制新型支护体系;揭示了高海拔岩溶裂隙水涌水机理,研发了低水温环境有压水的追踪顶水注浆新技术;研发了浅埋风积砂层隧道施工工法(国家级)。 建立了高海拔特长隧道运营安全保障技术体系。揭示了高海拔隧道内火灾烟气分布特性;构建了中国高海拔特长隧道防灾疏散救援技术体系;研发了采用自然通风方式的高海拔地区特长隧道运营通风新技术。 项目获发明专利6项,实用新型专利23项,国家级工法1项,发表论文103篇,制定《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》等四项标准。关键技术达到了国际领先水平,获国际隧协、FIDIC、詹天佑等多项国际、国内重大奖项。研究成果在关角隧道建设中得到全面应用,创造效益1.66亿元,在格库铁路、拉林铁路、兰新高铁、西宁至成都铁路等项目的隧道建设中广泛推广应用。 隧道的建成,使列车通过关角山的时间由原来的2小时缩短为20分钟,彻底消除了该段线路对青藏铁路运能的瓶颈,为巩固国防、铁路连通南亚地区提供了大运能快速通道,具显著的社会经济效益。通车以来,运营状况良好。
[成果] 1900010154 北京
TU352.2 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:风灾是造成社会财产损失最大的自然灾害之一。大型屋盖及其围护体系是典型的风敏感建筑,风致破坏事故频发,造成了巨大经济损失和人员伤亡,已经成为公共安全领域全社会的重大关切之一。 20年来,大型屋盖及其围护体系抗风一直是国际风工程和结构工程领域重点攻克的难题之一,究其原因有三:一是大型屋盖风致作用机理和风效应分析理论的研究严重缺失;二是大型屋盖设计风荷载的确定方法在国内外规范中均未给出,安全隐患大;三是金属屋面特别是咬口类金属屋面板的抗风揭能力难以定量确定,缺乏成套应用技术。该项目自1996年起针对大型屋盖及围护体系的上述问题开展了系统研究,取得了突破性成果,主要创新有: 揭示了大型屋盖风致作用机理,提出了极值风压和风振效应分析理论:揭示了大型屋盖建筑特征湍流作用机理,明确了屋盖风压的非定常、非高斯特性及脉动负压极值与锥形涡、柱状涡等特征湍流间的相关性。提出了非高斯风压极值的计算理论,给出了显式表达的高斯-非高斯风压变换条件,提出了基于非高斯分布左右尾部特征分别确定风压极值的新模型,提高计算精度20%以上。提出了基于主导振型选择的多振型耦合风振响应分析理论,可大幅减少计算所需振型数量,且减少幅度随结构规模的增大而增大,显著提高计算效率。 创立大型屋盖设计风荷载的确定方法,主编了《屋盖结构风荷载标准》:提出了前四阶矩显式表达的非高斯风压系数极值计算公式;基于屋面风压的空间相关性、风向效应及风荷载分区的研究成果,提出了屋盖围护结构全风向风压系数极值的确定方法。建立了大跨屋盖结构设计风荷载确定方法,基于风荷载主导本征模态和结构主导振型,提出多目标等效静风荷载计算方法,可实现全部风振响应极值的同时等效。给出了平面、柱面、球面、双坡、鞍型、悬挑等5类典型体型屋盖设计风荷载计算图表,主编了《屋盖结构风荷载标准》,是世界上首次纳入基于多目标等效成果的规范。 研发了屋面系统抗风的技术措施、检测评价方法,形成了成套应用技术: 发明了金属屋面抗风揭试验装置及试验方法,提出金属屋面系统抗风承载力可量化的评价指标和评价方法。研发出提高抗风承载力的金属屋面板板型、抗风揭部品部件以及节点构造,形成了成套应用技术,使直立锁边金属屋面的抗风揭能力提高2倍以上。 学术成果已成功应用于奥运系列场馆、高铁系列站房,多省市奥体中心、展览馆、航站楼,大型工业建筑,以及国家会议中心、国家大剧院、APEC峰会中心等国内外200余项重要工程。以学术成果和工程应用为基础发表SCI论文46篇、EI论文114篇,其中42篇论文的单篇被引次数超过30次,最高被引次数达101次。研究成果已纳入《屋盖结构风荷载标准》、《压型金属板工程应用技术规范》等14部国家、行业和地方标准,及《压型金属板建筑构造》等9部标准图集,使学术成果得到广范应用,社会效益显著。
[成果] 1900010132 北京
U452.2 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:截至2017年底,中国已建成总长约2.5万km的高速铁路网,其中山岭隧道工程约4500km,极大地改变了中国的交通运输状况,促进了经济社会的持续快速发展。隧道工程技术是高速铁路建造的关键技术,正是由于长大及各种复杂地质隧道修建技术的突破,才使得高速铁路采用直线或大半径曲线穿山越岭和安全快速建设成为可能。高速铁路隧道与普速铁路或其他交通隧道相比,最突出的特点是:运营速度快,结构安全可靠性要求高,变形需控制在毫米级;空气动力学效应显著,要求隧道开挖断面大;中国幅员辽阔,地形复杂,山区特长隧道及隧道群多,绕避不良地质困难。因此,隧道往往是高速铁路建设的控制工程和重难点工程。在该项目开展之前,中国既有的隧道修建技术,存在设计标准低、大断面分部开挖工序多、安全风险控制困难、施工进度慢等诸多问题,难以满足高速铁路隧道高安全性、高可靠性和大规模建设的需要,国外相关建设经验也不适应中国国情。在10余项国家及省部级科研项目支持下,100多位科技人员结合数千公里高速铁路隧道进行了十余年的科研攻关、探索实践,形成了中国高速铁路隧道建造理论、设计和施工成套技术。主要创新成果有: 创建了高速铁路隧道全过程变形控制理论。揭示了高速铁路隧道围岩变形破坏机理及时空演化规律,建立了复合围岩结构理论模型,提出了基于尺度效应的高速铁路隧道围岩稳定性评价体系,研发了高速铁路隧道建造全过程变形控制方法。为高速铁路隧道的设计、施工奠定了理论基础。 创立了高速铁路隧道支护-围岩协同作用的结构设计方法。提出了基于支护-围岩协同作用模型的初期支护荷载计算方法和隧道支护结构体系设计方法,开发了隧道支护结构设计软件平台,编制发布了高速铁路隧道建设标准设计图。保证了高速铁路隧道结构的安全可靠性。 开发了高速铁路隧道全过程变形控制精细化施工技术。研发了高速铁路隧道施工全过程变形智能化监测系统,提出了全过程分区段变形控制标准,建立了大断面隧道信息化施工变形控制技术体系,实现了各级围岩“大断面少分部”安全快速施工。为大规模高铁隧道安全高质量建设提供了技术保障。 研究成果已广泛应用于已建和在建的高速铁路隧道工程,推广应用于部分普速铁路隧道工程,累计总长度超过7000km,仅近三年就直接节约工程投资70多亿元。编制发布规范等铁路行业标准6部,授权发明专利12项、实用新型专利10项、软件著作权4项,形成施工工法10项,出版专著5部,发表论文66篇,获得省部级科技进步奖励特等奖1项、一等奖3项,培养博士、硕士等100余人。经多位院士、全国工程勘察设计大师等专家评审认为,该成果整体上达到国际先进水平,其中隧道支护-围岩协同作用的结构设计方法和高速铁路大断面隧道精细化施工全过程变形控制技术达到国际领先水平。该成果已成为中国高速铁路标准体系的重要组成部分,为中国高速铁路“走出去”,服务“一带一路”交通运输基础设施建设提供了重要技术支撑。
[成果] 1900010074 北京
TM63 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:变电站是汇集、分配电能的枢纽,是保证电网安全、可靠、高效运行的关键节点,保护控制和运行维护是变电站的命脉。传统变电站采用基于单一信号的控制系统,相对封闭独立,在信息化时代其结构不灵活、内部开放性不足的缺点暴露无遗,不能有效应对新能源接入,不能有效防范大规模恶性停电事故发生。因此,国际电工委员会提出了IEC 61850通信标准,为构建“数字化、网络化、信息共享化”的智能变电站提供了基础,但在工程应用方面尚属空白。 从智能变电站概念向大规模工程应用跨越,需实现变电站信息与信息的交互、信息与物理设备的融合,攻克以下技术难题:如何精准组织处理站内多元信息和数据,以便于站内信息与元件统一建模;随机波动源大量接入使电网运行及故障特性发生重大变化,如何解决新特征下的保护与安全稳定控制问题;传统基于各专业信息孤岛的分析决策模式效率、效益不足,实现大量无人值班变电站的远程运行、监控、维护缺少必要的信息和应用系统支撑。 该项目团队聚合产学研用整体优势,历时7年攻克了上述难题,在变电站架构设计与信息处理、保护控制、智能运行维护三个方面取得创新与突破: 创建了涵盖物理结构、信息体系与功能逻辑的智能变电站技术架构,攻克了智能变电站信息物理融合建模技术,提出了数据采样容错、异常流量实时研判、传输延时精准测量、网络安全过程管控的数字化采集与网络化传输技术,为提高保护控制的灵活性和运行维护的智能化程度提供基础支撑; 创立了应对新能源大规模接入的智能变电站全局优化保护控制理论,提出了智能变电站分区协同保护方法,攻克了新能源出力随机变化场景下运行方式变化大、保护不易整定的难题,构建了智能变电站核心电气量快速在线控制策略,推动智能变电站保护控制方式由“预设定值”向“智能调节”的转变,增强了电网抵御连锁故障的能力,有效防范大面积恶性停电事故的发生; 创建了基于共享信息的变电站智能运行维护体系,开发了基于多维数据统一的全站一体化信息平台和顺序控制、远程浏览、告警直传、图模同步等高级应用,促进变电站运行维护的自组织、自适应分析决策和站网协同互动,实现66~500kV变电站全面无人值守,推动变电站由“单测、单控、单保、人工检修”向“单测、群控、群保、智能运维”方式转变。 该项目获中国电工技术学会科学技术一等奖1项、北京市科学技术二等奖1项,授权专利137项(发明专利85项),发表论文123篇(SCI/EI检索78篇),登记软件著作权24项,出版专著5部。 截至2017年,依托项目成果共建设66〜750kV变电站4900座,占中国近5年来新建变电站数量的87%,国产化率100%。项目应用实现变电站年平均停电时间降低28.6%,近三年直接经济效益24.5亿元,节支增收86.2亿元。经中国电机工程学会鉴定,整体技术达到国际领先水平。研发的设备远销至英国、俄罗斯、澳大利亚等10余个国家,成为“中国制造”闪耀世界的又一张国际名片。
[成果] 1800290021 北京
U445.75 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:复杂的水动力环境影响跨河、海桥梁工程的安全。桥墩及基础结构周围河、海床面受水流冲刷而降低,可导致桥梁基础埋置深度变浅、桥墩失稳定、倾斜甚至倒塌等毁坏。调查发现,在桥梁工程中由于基础冲刷而造成的破坏比例很高,再加上近些年河道内大范围无序采沙,进一步增大水下结构物周围河床冲刷,威胁桥梁结构的安全。因此,研究桥梁墩台与基础的冲刷预测、监测及安全防护具有重要理论意义与工程价值。 通过实验室试验和数值模拟,获得了桥墩周围描述紊流特征变量的分布规律,识别了与基础冲刷相关的马蹄涡结构,建立了表征水流冲刷能力的理论表达式;基于冲刷研究的基本概念,分析了国内外既有冲刷计算公式中各主要参数对计算结果的影响效应,析出了既有公式的理论缺陷。运用多学科理论,建立了针对采沙河道的演变计算模型,提出了采沙影响桥梁安全的分析方法,发现了采沙坑演变具有造成桥址河床普遍冲刷的特点;通过大量的试验、计算和分析,提出了采沙坑尺度以及采沙坑与桥址的安全距离相关关系。 明确了泥沙粒径及流速、水深对桥台冲刷的影响规律,分别得到了适用于单式河床断面和复式宽滩河床断面的2个桥台冲刷计算公式。针对工程中常用的带锥坡的U型、锥坡埋入式和肋板式桥台,以及各种桥台与不同水流交角对冲刷最大深度的定量影响,进行了试验观测和数值计算,分别确定了3种型式桥台冲刷的形状影响系数,确定了15°~60°交角影响系数表达式,得到了以90°为分界的不同影响规律公式。 建立了跨河桥梁压缩冲刷的一维数值计算模型,中、小河流采沙河床自然演变的一维数值计算模型以及溯源冲刷与桥墩局部耦合冲刷的计算方法和模型,形成自主发明技术多项、软件著作权多项;提出了采沙尺度及冲刷深度、冲刷距离的理论关系,可用于桥墩及基础冲刷的安全性评判;通过粗糙床面明渠流紊流结构实验,建立了紊流k-ε模型近壁面计算模型,提高了粗糙壁面条件下k-ε模型的模拟精度,为提高桥渡冲刷二、三维计算精度打下了基础。 基于墩周水流运动规律,研究了桥梁防洪应急防护的抛石技术,通过研究抛石落距受水流、桥墩绕流及抛石颗粒特性的影响,建立了相关物理方程;通过研究减小墩周绕流冲刷强度的措施,提出了大规模采沙河床演变引起桥址冲刷的全断面防护技术,基于大规模采沙河床洪水期演变对桥下冲刷的规律研究,提出了针对性的底槛拦沙防护措施;通过底坎与水流精细结构的作用关系试验观测与量化研究,揭示了底坎减冲机理是通过降低水流紊动强度、切应力及紊动涡量降低水流的输沙能力,从而实现对桥墩的防护;提出了一套底槛防护优化设计方案与参数。
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