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[成果] 1700520386 香港
O43 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:光在人类生活和文明进程中不可或缺。人们在对光孜孜不倦的研究中提出了改变人们思想的新概念和理论,并由此产生了改变世界面貌的新材料和器件。近代光学研究的重大进展多与发光材料有关。然而传统有机发光材料的设计与应用面临“聚集导致发光猝灭(ACQ)”这一教科书常识的制约。该项目在建立与ACQ截然相反的“聚集诱导发光(AIE)”概念的基础上,顺应分子聚集这一自然过程,在AIE结构设计、机制探究和应用开发等方面取得了系统、原创和引领性成果:(1)根据分子内旋转受限(RIR)机制,开发了基于四苯乙烯(TPE)的新AIE体系,促进了AIE研究的蓬勃发展,TPE也因此成为一个中国科学家打造的“品牌分子”;开拓了结晶诱导的纯有机高效室温磷光体系,发展了不含芳香环的非共轭AIE体系。(2)完善了AIE的RIR工作机制,提出了将发光分子从ACQ转变为AIE的设计策略。(3)开发了AIE材料在光电、传感和生物等领域的技术应用,实现了传统ACQ材料难以实现的新功能。目前,60多个国家(地区)的一千多个单位在从事AIE研究,发表论文数和引文数均呈指数增长。国内外出版了多期AIE专刊(专辑)并多次召开AIE专题会议,AIE已被纳入国内外本科生实验教学,AIE材料已向产业界进行了技术转让。2013年汤森路透将AIE列为化学和材料研究前沿的第三位,2015年则前进到第二位。2016年《自然》杂志社将AIE材料的纳米聚集体列为支撑“纳米光革命”的四大纳米材料之一。由此可见,AIE已成为一个由中国科学家开创并引领的热点研究领域。
[成果] 1800120360 北京
Q15 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目围绕网络海量图像的共性分割方法开展了深入研究,在面向大规模图像共性重要性区域检测和共性分割两方面取得了一定的进展,已完成了研究内容:(1)为了能够对复杂的大规模图像进行有效的重要性区域检测,研究了一种具有方向性的各向异性特征度量方法,能够对显著物体的边缘进行更准确地描述,减少背景纹理的干扰,从而提高重要性区域检测的准确性。为了提高重要性区域检测的效率,研究了一种基于空间填充曲线的重要性计算方法,将二维图像域转化为一维曲线进行计算,从而降低了计算复杂度,更好地适用于大规模图像重要性区域检测。(2)图割优化是图像共分割的常用方法,但传统的图割方法需要建立复杂的图结构以准确描述图像之间的共性特征,从而影响了分割效率。该项目研究了一种基于超图的图结构方法,利用图中的超边描述图像间的共性特征,而且构造这种超图相对简单,能够更有利于大量图像之间的图结构化,提高了图像共分割的效率。
[成果] 1800120445 北京
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目发展了自上而下的石墨烯纳米结构的可控加工和剪裁技术以及自下而上的石墨烯和石墨烯纳米带在六方氮化硼(h-BN)的外延生长技术,研究了原子尺度平整的特殊边缘结构和h-BN基底调制的石墨烯超晶格结构,探讨了在其调控下的声子振动、局域边缘态、载流子边缘散射以及表面超晶格对石墨烯能带的调控等特性。该项目独创的边缘态结构调控和石墨烯二维超晶格结构调控的新方法和新技术,对石墨烯纳米结构的物性调控具有特殊意义,对于理解尺寸限制和边缘态以及超晶格结构调控下的石墨烯纳米结构电子、自旋输运特性提供了基础。该项目的突破性进展,为石墨烯量子器件及包括存储、发光、传感、显示等石墨烯纳米电子学器件的的应用研究具有重要价值,为石墨烯材料在未来信息电子学和光电子学等领域的发展奠定了相应的物理和技术基础,在国家纳米研究总体项目的部署做出了实质性的贡献,在石墨烯纳米结构器件研究领域建立具有国际影响的研究基地。主要成果:(1)石墨烯的异质结物性调控。(2)石墨烯纳米结构的边缘调控和可控加工。
[成果] 1700470348 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 紧密围绕电网企业规划工作的特点和要求,系统研究战略规划环节的量化分析技术及智能决策平台的构建方法,应用于国家电网公司及各级电网企业构建规划量化决策支持平台,支撑规划编制、执行、评估等各主要环节规划工作,推动电网企业规划决策的智能化水平,提高决策的科学性和效率。 主要科技创新点: 查新和专家评审表明,课题研究成果为国内首次提出,具有创新性,具体如下: 创新点1:研究并开发了SG-PQA平台。该平台能够对规划的编制、执行、评估进行有效支撑。国内外很少针对电网企业规划工作的实际流程展开相关研究,很少平台对规划的各个环节有直接支撑作用。 创新点2:构建了基于多目标优化的规划目标平衡优化模型,有力支撑了电网企业规划目标的制定。分投入类指标和产出类指标两个方面分别构建平衡优化模型。对于投入类指标,需要实现专业、子公司、年份三个维度的平衡优化。对于产出类指标,需要实现各子公司、年份二个维度的平衡优化。国内外尚未见类似研究。 创新点3:构建了战略、规划、计划实施评估模型,有力支撑了战略规划计划的后评估。模型能够对规划实施的外部环境、规划具体目标、规划重点任务的执行情况进行量化评估。主流的规划执行评估除不全面外,还缺少对规划执行质量的评估。 创新点4:构建了公司总规划指标体系优化及省级公司规划指标体系优化方法。规划指标体系优化模型包含原指标体系的适应性分析、规划优化指标池构建、专家筛选、量化模型筛选等步骤。基于量化手段的指标体系优化技术尚属首次应用于电网企业规划工作。 创新点5:构建了公司规划环境量化评价模型。构建了规划外部环境评价指标体系和内部环境评价指标体系,且明确各环境评价指标的度量方式、权重设置标准,以及综合评价方法。国内外学者开展了大量研究工作。但成果多为普适性,且不涉及具体指标的量化方法,难以直接应用于企业的规划工作。 成果产生的价值: 课题成果不仅能提高规划工作的效率,节省规划工作的时间和费用,而且会因提高决策的正确率和资源配置的效率,产生巨大的间接效应。此外,课题成果对推动中国企业和政府的战略规划、政策等复杂决策的智能化和现代化具有一定示范效应。
[成果] 1800120569 广东
[R65, TP2] 应用技术 医院 公布年份:2017
成果简介:课题技术路线按照血管造影图像处理与血管中心线的提取、虚拟环境建模与介入手术增强现实系统、介入手术导航及通信系统、低剂量C臂成像与DSA设备研制、介入手术智能导管植入机构研制等5个方面开展研发。造影图像处理与血管中心线提取作为生成手术路径重要的技术步骤,该部分内容采用灰度直方图分析、血管增强、OpenSnake形变模型、脊线管理策略开展算法研究,并与全球开放的金标准进行比对和评估。技术路线正确,已完成上述各步骤,并完成和人体冠状动脉的金标准对比工作,效果显著,并将该部分技术应用于人体脑部血管上,为脑血管介入手术的路径规划系统提供明确指引。课题组设计并实现了一套基于CBCT引导的导管定位示踪系统,在局域网环境下,采用传感器和电磁导航定位跟踪、路径规划软件、血管分割与结构并行快速可视化、实时精确配准、虚拟现实与碰撞检测等技术,实现了术前利用自行研制的C型臂X光机对病人脑血管进行三维DSA成像,并借助其完成术中影像导航。此外,设计了一套血管介入推进机构,以及一套远程操作的控制系统,使得介入科医生可以在充满X射线的病房外,通过对血管介入推进机构的控制,及六维力传感器反馈对导管末端的力感知,完成血管介入手术的过程。
[成果] 1700470347 北京
G43 应用技术 社会人文科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:研究目的及意义: 教育是国家的未来,是民族的希望。教育发展过程中存在一定的质量问题,比如课堂教学的有效性问题、教学相长的问题以及教育的实效问题等。这些问题长期存在,却得不到应有的重视和改善。究其原因,是课堂教学效果的评价多以量表报告为主,缺乏科学性的分析和评估。所以,有必要建立网络化的、综合性的教育质量监测系统,对教育发展实施动态、科学、全面的客观评估和监控。因此,建立客观的基于自适应算法的无线可穿戴脑电监测及训练系统具有重要的理论和实践意义。 研究创新及突破: 当今的脑电采集监测设备大多存在以下问题:1)参数分析简单,注意力情绪指数等为单一算法,用户使用时效果不理想;2)针对所有使用者采用同一判断阈值,忽略了个体差异性;3)玩具类型大多为单通道,且不易扩展,科研类型大多为64或128通道,操作复杂,使用不便。为了改善这些问题,该项目将针对性地优化算法,突出创新性。 创新点1:自适应算法,提供客观心理测量评估指标: 该项目开发自适应算法。将自适应算法应用至心理测量领域,该算法具备高度自适应性,经训练建模后可针对不同使用者脑电波信号的波动趋势和个体差异进行动态补偿,提高注意、情绪评估结果的可靠性。 创新点2:可调通道数,扩大应用面: 该项目开发便携式可变通道无线脑波测量仪。设备使用干电极进行脑电信号探测,具有单、双通道两种模式,同时可扩展至更多通道,使其满足不同需要,扩大产品应用范围。 创新点3:多参数分析,数据实时监测: 该项目监测过程可实时显示多个参数,包括原始脑波信号数据,时频变换后的Delta、Theta、Alpha、Beta、Gamma等频段功率值,以及进一步计算得到的专注度、放松度等数值。通过对多个参数综合分析分类,实时监测认知功能。 成果价值及推广: 基于该项目,该团队共取得授权专利4项,其中实用新型专利和软件著作权各两项。发表相关SCI论文10篇,其中两篇影响因子在6以上。在第三届“创青春”吉林省青年创新创业大赛中获得商工赛创意组金奖。该项目覆盖教育、互联网等行业,用于用户体验、教育科研,近3年经济效益在200万元以上。 该项目开发的注意力监测及训练系统能够为儿童、青少年、老年人以及不同职业不同疾病的认知脑功能测评和选拔提供客观评价指标,包括注意、情绪、记忆、决策等。在教育领域可用于教育系统的测评、选拔等,帮助提高课堂学习效率和评估学生心理压力,培养高水平、高素质人才。
[成果] 1700520174 北京
R24 应用技术 医院 公布年份:2017
成果简介:该项目属人口与健康领域,学科分类为中医骨伤科学。世界卫生组织将颈椎病列为第二大顽症,该病发病率高达17.6%,其中神经根型颈椎病存在发病率高(占颈椎病60~70%)、愈显率低(10~15%)、复发率高(20~40%)的特点,如何提高愈显率、降低复发率是临床防治的目标,也符合“全民健康”和“健康中国”的国家战略需求。该项目取得主要技术成果如下:首次建立集治疗、康复一体化的神经根型颈椎病中医综合方案(旋提手法+颈痛颗粒+颈椎康复操),并经480例多中心随机对照试验证实该方案显著提高其愈显率、降低复发率。针对神经根型颈椎病综合方案缺乏系统研究和循证评价的问题,基于20年的工作基础,通过1247篇文献评价,经6轮94名西医骨科、中医骨伤科、方法学等领域专家进行论证及优化,建立中医综合方案。中医综合方案与西医综合方案(颈椎牵引+双氯芬酸钠缓释片+颈围制动)相比,有效率由79.31%提高到96.17%,愈显率由12.93%提高到53.61%,6个月复发率由22.41%降低到8.46%。中医综合方案医疗总费用1101.60元/疗程,西医综合方案医疗总费用1498.56元/疗程。通过总费用、成本效果比及增量分析等卫生经济学指标分析,中医综合方案明显节省了医疗费用和资源。该方案在全国颈椎病协作组医院(7家)进行了临床再验证,有效率94.3%,进一步佐证了其疗效及安全性。该方案已在全国125家医疗机构推广应用。首次将运动捕捉技术应用于颈椎手法研究,创建了颈椎生物力学数学模型,并通过动力学仿真方法验证了其合理性。旋提手法是该中医综合方案的关键技术,如何传承专家手法操作经验,如何快速掌握手法操作要点是手法推广过程中亟待解决的问题。课题组应用运动捕捉技术明确了旋提手法操作的运动学特征,运用数学模型描述颈椎生物力学特性,采用业界公认的ADAMS动力学软件进行验证,该数学模型真实反映了旋提手法作用过程中颈椎的受力状态,为建立旋提手法操作评价系统奠定基础。建立了旋提手法操作的力学评价体系及具有临床操作实感的颈椎模拟装置,解决了在人体上操作风险高、难以复制的间题,并首次形成了旋提手法操作的评价系统。该评价系统为旋提手法培训提供了实践平台,使学习者能够获得更多操作机会,从而可以快速掌握其技术要点(力的大小、发力时间及方向),缩短学习周期,减少了直接在人体上操作的风险,并可对手法掌握程度进行量化考核与评价,改变了过去“口传手授”且难以评价的状况,开创了手法培训评价的新模式。该项目获得发明专利4项,计算机软件著作权1项,实用新型专利4项,发表国内外论文81篇(其中SCI论文5篇,EI论文4篇),出版学术著作9部,培养博士4名、硕士10名,举办国家级继续教育项目和学习班15次,培养学员3600名。该项目成果于2010年纳入了国家中医药管理局神经根型颈椎病中医诊疗方案,于2013年纳入了中华中医药学会颁布的《神经根型颈椎病诊疗指南》,在国内外学术会议进行学术报告52次。
[成果] 1700520155 北京
TH13 应用技术 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造 公布年份:2017
成果简介:气动系统是工业三大动力系统(电/气/液)之一,广泛应用于各种制造行业的自动化及工艺控制装备中。其元器件是中国“强基工程”的基础零部件,应用量大面广,更是支撑高端装备的关键零部件,如高铁减振伺服阀、载人飞行器供氧减压阀、微电子高真空组件等,一旦元器件性能失效,将直接导致整个装备发生故障。气动元器件的质量保障体系构建是发展中国先进制造技术的命脉,其中产品性能检测、质量检验技术是关键。由于中国相关检测技术及标准体系落后,气动产品质量控制差,高性能元件全部依赖进口,造成了中国制造业大而不强。为此,必须在气动元件“研发-制造-使用”环节的检测技术、标准体系上予以创新,以满足现代制造业的发展。项目在国家质检公益性专项、科技支撑项目等支持下,形成了完整的气动元件关键共性检测技术及标准体系,主要创新点如下:1、针对气动控制元件高频流量特性难以检测的问题,攻克了基准高频气流产生的难题,实现了80Hz正弦气流的产生;发明了流量无间断高频动态检测技术,使得可检频率提高15倍,满足了航空、高铁等行业高性能元件检测的需求。研究成果被采纳制定为ISO国际标准。2、针对国际上气动示件能效评价方法缺失问题,首次提出了基于气动功率的能效评价新理论与方法,揭示了气动元件能量损失机理,构建了气动系统整体能效提升技术体系。该评价方法被采纳制定为中国国家标准、日本行业标准,并被提案ISO标准新项目。3、针对气动元件出厂气密性检测效率低的问题,探明了气体扰动引发温度微变机理,发明了气动元件微量泄漏快速检测技术,检测时间缩短2/3,满足了医药等行业高气密性元件出厂检验的快速精准要求;针对高噪音下泄漏源定位难题,发明频谱加窗反射泄漏源信号辨识技术,实现了泄漏点的精准三维定位,误差1cm。研究成果已被采纳制定为中国行业标准。基于上述创新,系统研究建立了气动元件基础通用、产品、方法标准构成的完整标准体系,制修订国标23项、行标11项,使中国气动标准超过ISO标准数量。项目所研制的3大类47种检测设备已应用于200家制造企业气动元件的检测检验。依托项目成果,组建了“国家气动产品质量监督检验中心”,并通过国家CMA、CAL资质评审,检测检验范围涵盖气动元件390个项目。应用企业研制出数百种高端产品,近三年创造直接经济效益3.2亿元,成功应用于高铁、C919等高端装备,打破国际垄断并开始出口,有力推进了“强基工程”。项目获发明专利45项、实用新型73项,出版专著1本,发表SCI论文46篇、EI论文52篇,被包括5名IEEE/ASME Fellow在内学者引用307次。经专家鉴定:“在理论和技术上有多项创新,解决了中国气动元件检验检测中的关键技术难题,该成果达到了国际领先水平,提高了中国气动元件的检验检测水平和制造质量”。获2013、2016年中国机械工业科学技术奖一等奖。
[成果] 1700470344 北京
S62 应用技术 农业服务业 公布年份:2017
成果简介:日光温室是中国独创且适合国情的一种设施农业建筑形式。从上世纪80年代发展至今,已成为北京及北方地区冬季“反季节”蔬菜生产的重要设施,对保证城镇居民“菜篮子”安全、改善民生等起到了积极作用。然而,北京冬季寒冷干燥,传统日光温室特别是夜间易出现低温高湿现象,导致冻病虫害发生,直接影响越冬喜温果蔬菜作物生产效率。多是通过燃煤(气)炉、热泵、电加热等消耗化石能源,解决夜间加热升温问题。如何通过理论、方法、材料和装置创新,提高日光温室生产效率、增加农民收入、减少化石能源消耗,对促进首都经济建设、环境保护具有非常重要意义。 该项目历时10余年,在国家自然科学基金、北京市科委科技计划以及北京自然科学基金项目等资助下,进行了系统深入的理论、方法、材料和装置创新研究,形成了一套可指导日光温室实际工程应用的技术理论体系。 主要技术创新点:1)研发了“日光温室太阳能主-被动“三重”结构相变蓄热墙体体系”。将研发的相变蓄热墙体材料和太阳能空气集热装置有机结合,使新型日光温室墙体具有集热、保温、“热库”、“热开关”等作用,实现了太阳能夜间的转移与热量补偿,开创了相变蓄热技术在设施园艺工程成功应用的先例。2)形成了一套与气候相适应的高效能日光温室建筑光热湿环境质量保障技术体系,建立了“三重”结构相变蓄热墙体传热过程计算模型及其蓄热特性评价模型、日光温室建筑空间形态特征参数优化设计计算模型,发展了日光温室建筑热工设计理论,提出了优化设计与控制方法。3)研发了高性能GH-20水泥基复合相变蓄热材料制备、成型及工业生产技术。为日光温室太阳能高效蓄存及其夜间的转移提供了条件。4)研发了高性能多曲面聚光双集热管槽式太阳能空气集热器制备及工业生产技术。根据离轴抛物面和多元聚光的设计原理,研发了多种创新的太阳能集热装置,为日光温室的多方式供热创造了条件。 该项目发表论文80篇,SCI收录13篇,EI收录25篇。获国家发明专利11项、实用新型专利2项、技术标准1项。专家评价:“项目研究成果在相变温度42~44℃的范围内,达到国际先进水平”。研发的高效能日光温室可在不消耗传统能源条件下实现越冬喜温蔬菜的优质高产,经济效益和社会效益显著,技术性价比合理。北京、新疆、山东、山西等地累计推广应用300余亩、培训企业骨干及农民近1000人次。促进了都市现代农业科技进步,为北京“菜篮子”安全提供了技术保障。
[成果] 1800120434 北京
R16 应用技术 国家行政机构 公布年份:2017
成果简介:全球毒品处于加剧扩散期,中国毒品形势依然严峻复杂,“禁种、禁制、禁贩、禁吸”四禁和吸毒人员戒治康复工作面临着巨大压力和挑战。毒品来源和毒品种类不断增多,制毒问题日益突出,易制毒化学品、精麻药品和新精神活性物质流失严重。毒品走私、贩运活动猖獗,网络涉毒、物流寄递渠道贩毒、外流贩毒、特殊人群贩毒等问题突出。吸毒人群覆盖面广,缺乏吸毒成瘾人员戒治的有效诊断方法和药物。主要研究内容:总体目标旨在解决涉毒全链条、查缉管控全覆盖的“互联网+智能硬件”信息物理融合技术重大科学问题,开发一线禁毒部门急需的毒品原植物、易制毒化学品、精麻药品、新精神活性物质和毒品的管控技术与装备,研制毒品快速查缉和吸毒人员快速检测甄别技术与装备,研究禁毒情报分析与研判技术、禁毒基础。理论与标准、毒情监测和毒品预防教育评估的新技术,研究合成毒品、精麻药品成瘾人员及强制隔离戒毒人员的临床戒护、诊疗、药物和康复技术。研究毒品成瘾机制,探索临床戒毒和社区防复吸新方法。项目具体研究内容包括10个方面:毒品原植物监测、铲除、替代种植技术和装备研究;易制毒化学品溯源、管控及查缉检测技术与装备研究;精麻药品、新精神活性物质实时监控、存储保管和滥用监测技术与装备研究;毒品快速查缉和犯罪案件侦查技术与装备研究;毒品标准物质制备及缴获毒品快速检测和现场涉毒物证快速分析技术与装备研究;毒品滥用监测、吸毒检测和快速甄别技术与装备研究;精麻药品成瘾诊断技术和吸毒成瘾人员戒治临床实践诊断方法与药物研究;强制戒毒人员戒护、诊疗和康复技术研究;禁毒情报分析和禁毒网络信息研判技术与装备研究;禁毒基础理论与标准、毒情监测和毒品预防教育评估技术。
[成果] 1700350391 北京
TM6 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:针对风电场风力发电功率不确定性对电网造成的影响,该项目开展了风电场风力发电功率预测系统研究与应用,重点研究了风力发电的特点、数值天气预报模型及预报模式、风力发电功率预测对电网稳定性的影响、风力发电功率预测的误差评价指标、风力发电功率预测的理论基础、风力发电功率预测的方法,以及在多个大型风电场应用测试与评价。在风力发电功率超短期预测方面,首次验证了风力发电功率时间序列具有混沌属性,以此为基础提出了基于混沌相空间重构的神经网络模型对风力发电功率进行预测,为神经网络模型结构的设计和调整提供理论依据。随后提出了基于多嵌入维数的神经网络集成预测模型,为多个模型进行组合预测提供一种方式。考虑风力发电功率数据的非平稳性,提出了具有多分解层次的神经网络模型。该技术4h预测误差小于5%。在风力发电功率短期预测方面,结合专业的数值天气预报(NWP),分析了风速和风功率的日相似性,提出了基于聚类分析的短期风功率多步预测模型。考虑NWP的位置对风功率预测的影响,提出了基于多位置NWP约简的短期风功率多步预测模型。与目前主要采用单一位置、单一高度的气象信息进行预测的方法不同,该方法考虑了风电场区域水平方向和垂直方向气象因素的变化,有利于提高模型的预测精度。通过对未来72h风力发电功率预测方法的研究,预测误差小于20%,时间分辨率为15min。在风力发电功率中长期预测方面,综合考虑风速时间序列的内部特性(混沌特性)和风速的外部影响因素(气象信息),提出了基于粗糙集理论的中期风速和发电量预测模型、基于灰色理论的中期风速和发电量预测模型,可以为风电场安排风机检修、风电场储能和优化备用容量提供一定的参考依据,其年预测误差小于13%。基于上述理论研究和算法仿真,综合考虑电网需求、风电场需求、技术开发要求三个方面,开发了风电场风电功率预测软件,并成功应用在多个风电场,为风电场的运行管理和电网调度提供了技术支撑,为风电接入电网的安全稳定运行做出了重要贡献,该项技术达到了国内先进水平。该项技术已经在东北地区5个大型风电场得到了实际应用,提高了风电场风能利用率,减少了风电场的弃风频次,降低了北方地区煤炭等化石能源的使用量,为京津冀地区输入性雾霾的减少做出了突出贡献,产生了较好的社会效益和经济效益。
[成果] 1700320117 北京
TG 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:超快激光微纳制造是机械等领域的国际前沿基础热点,可为中国在航空航天、能源、IC、国防、汽车、生物等领域实现跨越式发展提供重要的制造支撑。该项目针对超快激光微纳制造中机理、方法及新材料制备展开了十余年研究:1)建立了量子等离子体模型,揭示了超快激光加工绝缘体机理。当加工作用时间短到飞秒和尺寸小到纳米时,材料的局部瞬时特性变化极为关键,许多经典的理论不再适用,建立了量子等离子体模型,首次能够预测飞秒激光加工形状,并预测了一系列反常效应,后被多个国家研究组实验确认。2)建立了改进双温度方程,揭示了超快激光加工金属机理。针对10余年未能突破的难题:微纳热传导基石之一的经典双温度方程仅适用于峰值电子温度远低于费米温度的情况(如超快激光低能量加热),不能正确描述高能量密度情况下的超短脉冲与金属相互作用(如超快激光加工),建立了改进双温度方程,成功解决了这一难题,极大地扩展了双温度方程的适用范围。3)提出超快激光微纳制造新方法并获得了重要应用。根据理论预测,提出了脉冲序列设计和共振吸收的超快激光微纳制造新方法,首次实现了制造中对局部瞬时电子动态及其对应材料特性的主动调节,使加工重铸层高度降低了约60%,效率提高了5-56倍,深径比/深宽比极限提高了30余倍,新方法被选定为国家重大专项之一的惯性约束核聚变工程中核心构件微靶靶球深孔的加工工艺。设计并加工了新型光纤微传感器及不同维度石墨烯器件,正在市场推广。发表主流学术会议主题/特邀报告55次,其中Keynote/Plenary报告12次。20篇主要论文SCI他引1562次,8篇代表作SCI他引962次,授权发明专利12项。获2014年教育部自然科学一等奖。推动了国际相关领域发展,如材料领域:美国前国家科学院院长F.Seitz创立的UIUC材料研究室以实验逐一验证了该团队模型主要假设和预测:“该现象在本质上与姜和蔡的预测吻合…弹坑形状与姜和蔡的预测十分接近”;机械领域:ASME/AAAS/SPIE/ISNM/AIMBE五会会士、加州大学S.C.Chen教授应用该模型成功解释了“飞秒激光辅助纳米加工”的原理:“姜和蔡提出了一个模型<,[9,10]>,该计算所用模型,除个别解释的地方外,大都从参考文献[10]而来”;化工领域:日本京都大学T.Maruyama教授专门发文验证该模型并拓展其应用:“该文目的是基于已有实验对比,讨论该等离子体模型在其它宽禁带材料中的应用”;物理领域:丹麦奥尔胡斯大学P. Balling教授用半页篇幅评述:“…通过姜等所提模型,可以计算电子密度和温度随时间、空间的演化规律...预测结果高度一致”。化学领域:诺贝尔化学奖得主、加州理工学院A.H.Zewail教授在论文中评价:“这样的模型对澄清激光诱导熔化和烧蚀具有重要意义”;电子领域:OSA会士、多伦多大学P.R.Herman教授在论文中将该团队所提方法列为“报导的飞秒激光最好的加工结果之一”。光学领域:意大利萨尼奥大学A. Cusano教授重点评述该团队所提的新型光纤传感器:“最高纪录是利用飞秒激光加工双空气孔马赫-曾徳尔干涉仪…”。
[成果] 1700350136 北京
V21 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2016
成果简介:研究目的:通过建立高速运载器气动外形的研发与测试系统平台,突破非接触的先进风洞测试技术,以获取各类流动的流场细节,获得高速运载器关键部件的大面积测量结果,获得高精度风洞试验测试结果,为高速运载器研制提供技术支撑。主要技术创新点:高速运载器气动外形的研发与测试系统平台在国内首次实现工业级大尺度风洞中模型表面压力场、变形场以及空间速度场的同时测量。主要创新点包括:基于非接触高精度全场测量方法,搭建了高速运载器气动外形的研发与测试系统平台,实现了接触式到非接触式、单一物理量到多物理量、点测量到面测量的升级,有效地提高了风洞实验测量能力、改善了测试精度,成功应用于C919等多个运载装备的研发。实现了飞行器表面静/动态压力大面积测量以及摩擦阻力的高精度测量:研发了快速卸压装置及活塞式无膜激波管压敏漆标定装置,使动态压敏漆响应时间达到0.2ms以下;提出了基于系数矩阵反演的摩阻天平的使用系数校准方法,提高了摩擦阻力的测量精度。发展了风洞复杂环境中模型表面变形场高精度测量方法:提出了基于高阶等参单元网格全局匹配及非均匀网格优化技术的考虑变形时间/空间连续性的图像变形测量算法,并开发了图像分析软件。发现了高速风洞实验中多台高速相机的启动时差分布规律以及温度引起图像变形测量系统误差的规律,并提出相应的误差了时差校正方案,提高了模型表面动态变形场的测量精度。改进了复杂通用飞行器空间流场测试系统:研发了大尺度工业风洞纳米级固体粒子播发装置,实现了流场精细结构的测量;研发了大流量缝式喷嘴固体粒子播发器,实现了大尺度飞行器风洞实验流场显示和速度场测量。该项目技术复杂、难度大,项目成果发表了多篇高水平论文,获得多项发明专利授权。项目技术水平居国内领先,达到国际先进。项目在C919等多个自主研发的项目中得到应用,取得广泛的社会公益效应。成果产生的价值:该项目的研究在大尺度工业级风洞中实现了模型表面压力场、变形场以及空间速度场的同时测量。实现了高速运载器运行环境的真实模拟,以及复杂气动响应的准确测量,大幅度提升了原有平台的试验和测试能力,为新型高速运载器气动性能的预测提供更为先进和可靠的实验平台。该项目已经在C919、彩虹系列无人机等多个高速运载器的研发中发挥了关键作用,预期还将对中国大飞机、高速列车、高性能轿车等高速运载器的研制产生重大的社会效应。
[成果] 1700350413 北京
[TN95, U49] 应用技术 雷达及配套设备制造 公布年份:2016
成果简介:成像激光雷达技术是在单点激光测距的基础上,通过对目标扫描测距获得目标的三维轮廓等丰富的特征信息,其在军民领域均有广泛的应用。而国内尚处于拓展激光雷达应用阶段,尚无成熟的扫描成像激光雷达产品,相关应用所采用的激光雷达技术和产品均被国外所垄断。在“863计划”和“国家火炬计划”的支持下,北京理工大学与企业“产学研”联合,开展关键技术攻关,研制高重频扫描激光雷达产品,并探索激光雷达技术在交通信息采集中的应用。在关键技术方面通过采用系统优化设计方法,解决了激光雷达收发光路体制结构、激光二极管光束高精度准直、高重频大功率半导体激光脉冲驱动、回波信号高精度时间测量等技术难题,先后研制出两型全天候、低成本、小型化、符合人眼安全的线扫描激光成像雷达产品,填补了国内空白。教育部成果鉴定专家组认为“成果创新性强、技术难度大,主要技术指标达到同类产品国内领先、国际先进水平”。在研制产品的基础上,根据中国公路交通信息采集的应用需求设计了基于双线激光扫描的车辆三维外形测量方案,提出了自适应车型分类、环境感知与记忆等算法,从而实现了复杂交通环境、特殊驾驶行为下的车型准确分类,改善了传统交通信息采集和车型检测方法存在检测精度低、寿命低、施工难度大、抗干扰能力弱的弊端,填补了中国自主研发产品在交通信息采集应用的空白。上述成果已在交通情况调查、城市多车道自由流车辆跟踪、交通运行状态检测、车辆外形测量、高速公路入口车型识别、集装箱容积检测等交通信息采集中成功应用多年,在解决城市和高速交通拥堵问题、提高国家公路运行效率、提高交通管理运输服务水平、推动新一代智能交通系统建设等方面取得了显著的社会效益。相关成果共授权发明专利6项,实用新型29项,外观专利3项,软件著作权7项,论文9篇。该项目产品应用已覆盖北京市各区县,尤其在机场高速、北京二环、五环、国道104、京平高速、京珠高速等首都著名路段示范应用,同时在天津、河北、上海、浙江、福建、河北、浙江、湖南、湖北、河南、江苏、辽宁、山东、陕西、四川、云南、重庆等十九个省级单位取得良好的应用效果。2013~2015年度实现销售收入6536.58万元,实现净利润3063.10万元,缴税659.73万元,并呈现逐年高速增长的态势。项目的开展对于中国公路现代化建设、规范化管理服务,尤其是首都公路路网管理与应急处置系统建设,以及实现“人文交通、科技交通、绿色交通”的目标发挥了积极作用。
[成果] 1700050800 浙江
U46 应用技术 汽车制造 公布年份:2016
成果简介:该项目掌握纯电动汽车电子控制系统核心技术,自主研制纯电动汽车整车控制器产品,实现纯电动汽车整车控制策略、匹配与标定、故障诊断等功能。满足多动力源动力系统的复杂控制策略需求,车辆环境适应性与可靠性要求,以及针对不同车型与动力总成结构形式,实现多功能应用。
[成果] 1700400075 新疆
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2016
成果简介:该项目主要来源于国家自然科学基金项目“维吾尔文WEB舆情挖掘的关键理论及技术研究”及新疆维吾尔自治区高技术研究发展计划研究项目“新疆多民族语言网络舆情监测预警系统开发与应用”。研究工作起止时间:2012年1月-2015年12月,历时4年。根据新疆加强反恐维稳,与境内外宗教极端势力、民族分裂势力与国际恐怖势力斗争的迫切要求,该项目旨在研究新疆维吾尔文目标(可疑)Web站点监测与预警关键技术,集成国内外先进的研究成果,构建完整的可共享的知识体系和实际系统,并在新疆相关管理部门中进行示范应用。该项目以网络新闻、论坛、博客等为监测对象,主要研究与敏感主题和话题多模式采集相结合的目标站点内容获取关键技术、维吾尔语言信息特征识别与分析、维吾尔文热点话题和事件发现、以及特定话题关联目标跟踪等关键技术,并在有影响社会事件的早期预警准确度提高的相关技术难点上形成一系列突破、并在社会矛盾良性化解方面形成创新与特色,从而提高新疆与“三股势力”斗争的情报收集与危机公关能力,为新疆反恐维稳提供有力的科学保障与技术支撑,并为其他地区和国际网络犯罪调查提供重要的协同工具。经过项目实施,建立了多个资源库(维吾尔文Web文档语料库,维吾尔文分类文本库,新老文字转换规则库,维吾尔文情感词库,维吾尔文命名实体库等)。开发了多个算法、工具和平台,分别以《拉丁化维吾尔文正规化工具软件》、《维吾尔人名识别工具软件》、《维吾尔文自动文摘生成工具软件》、《维吾尔语文本分类工具软件》、《维吾尔语文本聚类工具软件》、《维吾尔语文本情感辨识工具软件》、《维吾尔文舆情监测预警系统》、《基于关键词自动提取的维吾尔语文本句子情感归类工具软件》、《维吾尔文本中汉族人名识别工具软件》为软件名完成了软件著作权登记共计9项,发表学术论文20余篇(三区8篇),专著一部。依托该项目培养博士生2人,硕士生8人,青年教师2人,搭建了一个维吾尔文目标站点内容监测预警系统,已在该区公安等部门示范应用并起到了积极作用,经进一步推广应用会带来一定的经济效益。该项目成果经自治区科技厅鉴定,认为项目采用的技术方法与路线合理,数据、资料可靠,分析论证很科学,部分技术问题解决难度很大,工作量很大,项目研究方法及成果对于本学科领域的发展具有重要的推动作用,项目主要研究属国内外首创,国内领先水平。
[成果] 1700320244 北京
TP1 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:该项目属于自动控制应用理论学科领域。随着网络技术的发展,控制系统和传感器通过网络连接,进行信息采集、传输与控制,形成了网络环境下的复杂系统。这类系统广泛存在于民用和国防领域,是国家物联网战略重点发展方向之一。在网络环境下,对传感器信息进行采集、量化、融合和对被控对象控制过程中会存在时滞,并且信息通过网络传输会产生异步、多速率、丢包、错序等非完整性问题;控制系统日益复杂,存在强动态耦合、强非线性和强时变性等特征,同时需要满足多性能指标约束。传统的自动控制理论和方法已不能解决。因此,开展网络环境下复杂系统信息融合与控制基础理论与方法研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。该项目主要科学发现如下:1.揭示了非完整信息的Markov跳变特征,建立了复杂系统随机描述模型,开辟了网络环境下复杂系统建模的新途径;提出了非线性最小二乘估计算法,填补了未知时滞和参数同时在线估计的理论空白;提出了时滞动态神经网络模型在线辨识方法,解决了复杂系统未知时滞在线估计和非线性不确定性动态建模的难题。2.揭示了量化密度与系统可镇定性之间的定量关系,提出了基于Kalman滤波方法的均匀量化策略,提升了信息传输的效率和质量;提出了网络环境下多尺度、多时间约束的非完整信息分布式融合方法,提高了非完整信息估计精度;发现了非完整信息条件下传统模型预测控制无法保证每步优化的收敛性问题,提出了预测控制信息完全传输的主动预测补偿方法,系统地给出该类复杂系统预测补偿控制器设计及稳定性分析方法。3.发现了用代数约束描述一类复杂系统状态关系的必要性,给出了代数约束下复杂系统状态反馈控制和变结构控制器设计方法;揭示了采样周期对变结构控制效果的影响机理,提出将采样周期作为变结构控制器的一个显式可调参数,建立了基于Delta算子统一的连续和离散复杂系统变结构控制器设计方法;提出了多指标约束分步控制方法,解决了网络环境下复杂系统多性能指标控制问题。该项目出版专著3部,其他主要论文发表在IEEE汇刊、Automatica、SCL等国际重要期刊上;20篇主要论著总他引2960次,SCI他引1042次;8篇代表性论著总他引1967次,SCI他引419次,单篇最高SCI他引138次。国际知名专家引用该项目成果并正面评价。获授权发明专利2项,部分成果分获2010年和2015年北京市科学技术奖二等奖、2012年教育部自然科学奖二等奖。项目成员2人获长江学者特聘教授,2人获杰青/优青项目资助。该项目成果应用于某装甲车辆火力控制系统时滞估计、建模与控制中,使野外高机动条件下火控系统瞬态响应速度提高了25%,稳定跟踪精度优于1.0密位;同时应用于网络环境下陆用压制武器系统和地面无人导弹着靶探测机动平台中。该项目成果亦可推广应用在智能交通、车联网及远程过程控制领域。
[成果] 1700320265 北京
TN91 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:高速/高加速目标的雷达探测及识别、高动态测控通信的信号捕获与跟踪是防空、反导、天基测控领域的前沿与难点问题,其显著的非平稳性对信号处理的精细度、实时性提出了很高的要求。傅里叶变换理论遇到了挑战,亟待寻求新的信号处理理论和方法。分数傅里叶变换作为新颖的数学工具,因其具有分析该类非平稳信号的潜力,引起了该领域国际著名学者的高度关注。尽管他们在光学实现和快速算法方面做出了杰出工作,但如何解决雷达、通信等系统的信号处理瓶颈问题,建立分数傅里叶变换域(简称分数域)数字滤波理论体系仍然是一个困扰学术界的根本性难题。为此,必须解决分数域滤波与参数估计问题;而分数域数字滤波则必然要求高效准确的分数域采样理论来支撑。此外,其独特的多分数域联合分析与滤波也是需要研究的重要问题。由于以上难题的重要性,该项目得到了国家杰出青年科学基金、原总装备部重点基金等项目的持续支持,历经10余年攻关研究,发现了分数域滤波特性、揭示了分数域采样机理、提出了多分数域联合分析方法。为系统地建立和发展分数域数字滤波理论体系,解决雷达、通信等信息系统的信号处理瓶颈问题提供了有力的理论支撑。主要科学发现如下:揭示了分数域乘性滤波机理,提出了分数功率谱和短时分数傅里叶变换,奠定了时域-分数域联合滤波基础;提出了分数域信号检测及参数估计方法,实现了对多分量线性调频信号参数的有效和无偏估计,性能逼近Cramer-Rao界。发现了时域采样信号的分数域谱特性不同于频谱的延拓规律;提出了分数域采样和采样率转换理论与方法,得到了单/多路、均匀/非均匀采样信号的准确重建公式,实现了宽带线性调频类信号的高效采样。揭示了多分数域分析与滤波机理,推导了分数域的不确定性原理,得到了信号在不同分数域带宽乘积下界的一般表征;提出了分数域复用和加密方法,提高了信号利用的灵活性与安全性。上述工作得到了IEEE Fellow、SPIE Fellow、EURASIP Fellow、OSA Fellow等国际同行的高度认可。分数功率谱被评价“是传统功率谱的广义形式,并得到了分数傅里叶域滤波器的输入输出关系采样成果被评价为“采样调频信号的Nyquist率要低于传统傅里叶采样理论所确定的Nyquist率”;不确定性原理方面的工作受邀编入IEEE Fellow H.M. Ozaktas、SPIE Fellow J.T. Sheridan、IEEE Life Fellow S.C. Pei等联合出版的专著。成果已在雷达、通信系统中得到了成功验证。8篇代表性论文被SCI源刊他引249次、单篇最高SCI源刊他引91次、总他引536次,20篇主要论著被SCI源刊他引464次、总他引1422次。发表SCI论文52篇,授权发明专利9项。完成人多次在该领域重要国际学术会议作大会特邀报告,1人成为国家自然科学基金创新研究群体带头人、国家杰青、教育部创新团队带头人、长江学者、IEEE中国联盟副主席和URSI中国委员会副主席;3人获全国优秀博士论文提名奖。部分成果获2013年教育部自然科学一等奖。
[成果] 1700350108 北京
U46 应用技术 电机制造 公布年份:2016
成果简介:该成果属于新能源汽车领域。为应对环境污染、能源安全以及国外AMT技术壁垒等问题,需要支持和推进商用车动力系统的电动化。该项目围绕商用车的电驱动问题,建立了纯电动直驱客车技术平台,并实现批量化生产。主要创新点包括:1.针对城市客车的具体要求,进行纯电客车直驱系统的结构设计开发,根据中国常见公交车的车重,轮胎半径等车辆参数,进行了仿真优化分析、电机高效区的匹配优化,提升系统应用的优异性能。2.采用低速大扭矩的高效永磁同步电机,直接驱动客车,实现变速和差速转换,无需变速箱或减速箱等变速装置,避免了变速器存在的实际应用问题。3.自主开发了高转矩的电机系统,最大可达2500Nm的驱动转矩。采用优化设计的电磁方案,最高驱动效率达到93.5%,最高发电效率达到94%。开发同轴混联系统成功地降低了电机的体积、长度和总重量。4.采用创新的弱磁控制算法,解决了超高弱磁比下的电机控制。5.结合科学、全面的验证考核办法对产品进行了大量的前期测试验证,制定出了一套与批量产业化相适应的零部件和产品测试标准、检验方法和控制体系。6.建设了两条国际领先的新能源客车驱动电机生产线,实现了中国新能源商用车核心部件的自主研发、自主制造。该成果获得发明专利6项,实用新型专利8项,软件开发4项。产品已应用到厦门金龙、苏州金龙、北汽福田、中通汽车、长安汽车等多家知名整装汽车企业,该项目系统在2015年共售出11114套,取得项目收入46439万,项目利润10212万,上缴税收882万。该项目产品技术水平居全国领先地位,市场占有率较高,市场前景较为广阔。该成果的应用使得客车厂商减去了变速箱等装置,使得动力系统简单、可靠和高效,为电动客车的发展及商业化示范运营提供了技术支撑。
[成果] 1700350414 北京
V24 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:近几年,无人机得到了飞速发展,在电子、信息、农林等领域得到了推广和应用,其中,无人机高稳成像、高速图像传输和认知通信技术是无人机系统关键技术。特别是在真实环境下,由于恶劣的环境影响,成像和通信质量受到严重影响,致使无人机应用也受到了极大的挑战。该项目就是针对复杂环境的无人机高稳成像和认知传输技术开展研究,解决现有无人机系统技术瓶颈难题。主要技术创新点:该项目立足无人机的高稳定成像、光纤图像传输和认知通信技术,攻克了高精度的电子稳像装备、无线电磁环境主动感知与认知传输关键技术、高性能无线/光纤兼容模式无人机图像信号传输系统等3项关键技术和装备,实现了高稳定无人机图像信息采集、处理、传输和高可靠认知无线信号传输等技术的重大突破。该项目主要创新点:研发了高精度电子稳像装备,具有多模式、高精度、实时性、抗高频振动及智能化的特点,且比国外的电子稳像仪精度高出2倍;研发了无线电磁环境感知系统,精度超过了国内外技术的精度,动态传输性能与容量达到了理论值;自主创新研发了多频率、多速率光纤信号处理与传输系统。成果产生的价值:该项目的高稳成像装备、光纤图像传输和认知通信模块已在全国多个无人机生产厂家推广应用,获得经济效益1.4亿元;高精度稳像装备及软件系统已经用作海军XXX系统的重要组成部分,为中国海军预警监视装备能力提升起到了重要作用。该项目中高稳成像装置,不但为无人机系统提供系统建设标定测试和系统优化设备,也为无人机有效载荷和飞控系统研发提供了理论和测试手段,更为无人机行业提供了无人目标定位、高速光纤图像传输标准,对减小无人机系统建设风险、实现无人机低成本高效生产和测试具有重大意义。其在无人机企业的应用,不仅对中国无人机系统建设起到关键的作用,而且将改变中国长期以来高精度稳定平台和光纤图像传输依靠进口的被动局面;项目中的装置和关键不但成功应用于无人机行业,而且该产品也能够在公路、铁路、公安等得到普及应用;该项目在北京投产后,可以促进京津冀协同发展、林业调查和改革、精细农业耕种、国土核查、电力管理、智能交通、车辆检测、大坝尾矿和桥梁等的变形监测的信息化,以及将在滑坡、地震和泥石流检测预警方面发挥巨大作用。
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