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[成果] 1800130463 北京
TM921.51 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:以模型预测控制和滑模控制为代表的非线性控制理论具有原理简单、多变量控制、动态响应快和抗扰能力强等优点,在交流电机控制中得到了广泛关注,其中模型预测控制更是被誉为下一代高性能交流电机控制方案。该项目围绕模型预测控制和滑模控制在高性能交流电机变频系统中的关键理论和科学问题进行长期深入研究,取得一系列原创性成果。 主要科学发现包括: 1)突破了传统有限状态集模型预测控制(MPC)的理论局限,提出并建立了双矢量MPC、广义双矢量MPC、三矢量MPC和开关点优化MPC等一系列创新方法,相比传统MPC仅需一半的采样频率就可以使转矩脉动平均降低达56%,同时开关频率恒定且比传统MPC更低,有效解决了传统MPC稳态性能差和变开关频率等缺点。 2)提出无需权重系数的低复杂度统一多矢量MPC,通过选择定子磁链矢量为控制变量和对可能的矢量组合进行优化,有效消除了传统方法中繁琐的权重设计,并且将候选矢量组合从原来的25个减少到3个,在显著降低系统计算量和调试工作量的同时减小了转矩脉动和电流谐波,为MPC在实际应用提供了新型解决方案。 3)针对交流电机无速度传感器运行,提出不含转速信息的新型增益矩阵,在任意初始估计转速下都可快速收敛,降低了转速估计误差对观测变量精度影响,实现了无速度传感器下电机掉电后快速平稳恢复闭环运行。 4)针对三电平变换器在满足电路拓扑约束(矢量优化选择、电压跳变和中点平衡)下实现高性能电机闭环控制的难题,从矢量表优化和新型矢量序列的角度出发提出了两种有效解决方案,系统可以无速度传感器稳定运行在6r/min。 5)提出扩展滑模扰动观测理论并揭示了其等效低通滤波原理,为实现有效观测的同时抑制滑模抖振提供了理论支撑;首次从滑模趋近律的角度阐明抖振产生机理,并构建了变指数、终端吸引等多种新型滑模趋近律,突破了滑模抖振与动态特性间的相互约束关系,形成了基于变速趋近律的滑模抖振抑制理论体系,并基于此提出一系列具有强抗扰性的滑模速度控制方法。 项目组在交流电机非线性控制领域的研究得到了国内外院士和IEEE Fellow的多次正面引用,共发表SCI论文40篇(一区论文28篇),SCI他引768次,获授权发明专利3项。10篇代表作SCI他引273次,其中ESI高被引论文3篇,单篇论文最高SCI他引67次。项目组成员应邀担任多个国际会议的技术委员会成员、大会专题讲座报告人和国际期刊的客座编辑等,发表的论文和著作多次获得国际期刊和会议最佳论文奖、出版社图书内容质量奖等奖励。
[成果] 1800130402 北京
TM619 应用技术 电力生产 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的:该项目属于电气工程学科,涉及新能源发电与储能技术领域。分布式光储微电网对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要现实意义。该项目对分布式光储微电网关键技术及示范应用进行深入系统地研究,解决大规模光伏PV阵列串并联功率优化、光伏并网逆变器的电网适应性、大容量储能充放电控制、电能质量治理、光储微电网先进能效管理等关键性技术问题,并在分布式光伏发电关键理论与技术实现上取得创新性成果。 2.主要技术创新点:创新点(1):提出一种光伏PV阵列的串联均衡和并联跟踪技术,提高PV阵列的输出功率,增强其发电系统对复杂工况的适应能力。 创新点(2):提出一种集散式光伏并网逆变低电压穿越控制策略,在保持光伏逆变器不间断并网的前提下,抑制负序电流并保证并网电能质量。 创新点(3):提出一种快速准确的变步长扰动观察结合功率预测的光伏阵列最大功率点跟踪控制策略,可在复杂光照条件下实现最大功率点精确跟踪,提升光伏阵列发电效率。 创新点(4):提出一种T型三电平储能功率变流器混合式中点电位平衡控制策略,在全调制度范围内,实现对中点电位平衡的精细化控制。 创新点(5):提出一种考虑输出补偿电流的三电平LCL有源电力滤波器改进型预测电流跟踪控制策略,可有效消除数字系统延时,显著提高APF补偿效果且动态响应更快,改善微电网电能质量。 创新点(6):提出一种基于多目标分层模型预测控制方法的光储微电网先进能效管理控制策略,实现对光储资源的优化调度与区域自治管理,使微电网自身状态快速趋向最优。 3.成果产生的价值:项目取得的主要成果为2部专著、3项标准、4项计算机软件著作权、6项创新技术、11项发明专利、13项实用新型专利、30余篇论文、光伏发电/储能/电能质量治理系列产品、近50个分布式光储微电网示范工程。 所研制的集散式光伏并网逆变器/储能功率变流器/电能质量治理产品各项技术指标达到国外同类产品水平,经中检集团南方电子产品测试(深圳)有限公司检测,通过了CQC质量认证;经莱茵检测认证服务(中国)有限公司检测,通过了TüV认证;经国网电力科学研究院国家能源太阳能发电研发(实验)中心检测,通过了低电压穿越认证。所建光储微电网项目创新程度高、示范性强,整体技术达到国际领先水平。 该项目所获得的关键技术已应用于相关企业的工业化产品及多个光储微电网示范工程中,取得了较大的经济与社会效益,有效推动了光储微电网的发展。
[成果] 1800130185 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:高精度精确作业在很多精密设备的检测和装配中占据重要位置,如大飞机关键零部件、特种作业关键部件等均对于完成高精度作业任务至关重要,特别是处在恶劣环境下的复杂不规则部件。实际应用系统中配合精度达到10微米级的作业系统并不多见。该项目研究和实现的系统利用不同类型、多种用途的传感器,构建了异构物联网系统,解决了位置精准感知和定位、部件形状识别、作业点到位检测等多种类信息并有机融合,解决了高精度作业过程多维数据融合和精准控制等难题,使恶劣环境下的装检作业可以实现高度自动化,对提高作业精度、减少人员损伤,取得了明显效果。 该成果属于物联网、精密机械、机器视觉的交叉领域,针对有高精度机械作业需求,在人工不便的恶劣场景如辐射、污染等,提供了一套可靠的智能、高精密一体化机器人系统。对于解决特殊环境下高精度装配需求的关键零部件检测和监控,具有重要实用价值。 创新点: (1)利用物联网技术实现了异构传感网与精密机械控制系统紧耦合,提出并实现了一种高精度装检平台,具有智能模拟预装配、运载及装检高度自动化功能,其中装检精度和复杂部件识别精度达到国内领先水平。 (2)将机器视觉、三维扫描与重建、仿真技术深度融合,完成了真实与仿真系统的实时协调同步,利用对作业部件和运动参数的“演算-仿真-反馈-评价”的模式,保证了精密部件的作业可靠性和作业精度,创新地将物联网技术应用到高精密作业系统中,解决了复杂恶劣环境下,多维信息高度融合的高精度控制问题。 (3)针对装配平台工作环境和无人值守情况,提出了一套可柔性定制的传感网监控系统,支持超低功耗、较高精度的WiFi室内定位和多种关键参量采集功能,其更长的生命周期、更灵活可配置的性能保障了无人驻场的更长时间作业需求。 该项目的相关成果已授权7项发明专利,获2项软件著作权,发表62篇高水平论文,所研制的异构物联网系统已经应用于某部队的器械周期性检测线上、某航空精密机械研究所等精密检测场景中。超低功耗柔性监测传感器网络的关键技术及网关、节点等,已经转化为部分实验系统,在物联网实验设备方面销售,产生的销售额已达上千万元。此外,项目中的其他若干关键技术已通过技术转让或成果转化形式产生直接经济效益数百万元。项目中的低功耗室内定位技术正在从原型系统向产品过渡,预计在不久的将来,该项目提出的较高准确度的室内定位技术和相关产品能够进一步应用于智能制造、工业控制、物联网+等领域。
[成果] 1800120386 北京
TP319 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:该项目研发了基于红外图像处理的电解槽电极异常状态实时检测及快速处理系统。创新性关键技术:1.研制了电解精炼车间自动巡检子系统。(1)开发了专用的巡检玻璃钢导轨。(2)研究设计了专用的巡检小车。(3)研制了专门的锂电池管理系统,设计了充电屋。(4)巡检小车随机定位与红外图像采集系统。(5)通过计算机对自动巡检子系统进行控制。2.开发了基于图像处理的故障诊断子系统。(1)红外图像增强。对自动巡检子系统获得的红外图像进行增强处理,探索了小波变换、神经网络、改进粒子群等多种算法,以获得理想的增强效果。(2)基于图像的故障识别与信息发布。服务器端软件通过对电解槽红外图像的存储、几何校正、特征点定位、边缘提取、分割等步骤,实现电解槽短路故障的自动监测;故障信息存储在数据库中,并将故障数据显示到中控室和工作现场。(3)阴极电流分布估计。根据阴极导电棒温度分布与电流、环境温度关系的数学模型,利用电解槽红外图像获得的温度变化,计算出整个电解槽中每根阴极导电棒上的电流大小,实现电解槽阴极间电流分布状况的估计。3.设计制造了阴极提升装置。该项目设计了一种新型的阴极铜提升装置,利用机械代替人工,提高了烧板查处效率,减少操作人数,降低劳动强度,提高了铜的直收率和电流效率。
[成果] 1700470134 北京
TP319 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:大规模储能技术在电力系统发输配用各个环节均有广泛用途,备受国内外业界人士高度关注。近年来,国家利好政策频出,在强有力的政策引导下,储能技术获得了迅速发展。MW级化学储能技术已进行了多种示范运行,其中锂离子电池、铅酸电池在中国已开始商业化运行。储能技术正逐步从试验示范迈向商业化推广,大规模储能系统的广泛应用需重点突破高安全、低成本、长寿命、高能量转换效率等关键技术,基于各储能类型间的技术经济互补性,以提高新能源接入能力为目标,开展多类型储能系统的选型、容量优化配置和分层协调控制技术研究具有重要的意义。 该项目建立典型风/光电站实际出力及负荷运行数据库,借助数学方法挖掘数据之间的内在规律,研究间歇电源出力波动在时间尺度、幅值上的分布规律,提取风/光电站功率波动多时间尺度特性参量,研究间歇式电源与储能系统容量配置、储能系统间容量配置与优化选择方法,建立多类型储能系统容量配置及优化选择准则。研究多类型储能的多约束分级协调控制方法,依据多类型储能系统的多约束条件,研究功率型和能量型储能系统动态寻优的补偿输出分配方法。研究并构建能量型储能系统的经济运行函数和优化运行管理模型,确定各种电池储能单元的运行区间、功率和能量分配序列。开发多类型储能系统协调控制软件,实现多类型储能系统的能量优化管理。实施多类型储能系统用于平抑间歇式电源发电出力波动的示范工程以及多类型储能系统用于微网的示范工程。验证多类型储能协调控制方法,评估运行效果,形成多类型储能协调控制的评估方法和标准。该项目形成多类型储能在容量配置、优化选择准则以及协调控制等方面的理论与方法,开发优化配置和协调控制应用软件,分别完成多类型储能应用于间歇式电源发电出力波动平抑与独立电网系统的工程示范。 创新点:1.不同应用场景下,计及储能自身工况特征,提出了基于区间层次分析法的复合储能选型方法;2.基于时域能量状态优先级控制策略和Bloch球面量子遗传算法,提出了多目标多约束条件的复合储能系统容量配置方法;3.提出基于模型预测控制、变时间常数低通滤波和储能度电成本经济优化模型的多类型储能分层协调控制方法。 通过该项目的实施为分布式发电接入系统和微电网运行积累了丰富的技术经验;应用该项目成果,提高了分布式电源接入系统的工作效率,大幅度提高清洁能源利用效率;通过开展大规模多类型电池储能电站控制技术的研究,培养了一批经验丰富的技术人员和科研工作者。
[成果] 1700470248 北京
U293.13 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] 1700150040 山西
TV663 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:2016
成果简介:采用太阳能驱动和无线数据传输技术;手动操作与自动控制一体化;驱动功率小、能耗低;重量轻;安装简单;防腐蚀、不生锈、寿命长;免维护或简单维护;密封性好,渗漏少。主要性能指标:闸门开度控制精度高,绝对误差<0.1mm;流量测量精度,自由流状态测量误差<5%,淹没流状态测量误差<10%;具备远程控制、手机操控及故障报警功能;具备分水信息、数据自动上报功能;启闭速度0.15-0.3m/min可调;传动装置具有自锁功能,无需另设制动器。适用范围:适用于渠灌计量灌溉和小型防洪排涝工程,特别适用于无动力电缆的偏远地区。
[成果] 1700350156 北京
[TM923.01, TM923.53] 应用技术 照明器具制造 公布年份:2016
成果简介:该成果隶属电源技术与电光源技术交叉学科,主要应用于影视照明,实现在低功耗下取得“人造小太阳”的照明效果。自1994年始,得到了原广电部“八五”、“九五”攻关课题、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京市高层次人才等项目的支持,经20多年研究,在基础理论和成套技术研究方面取得了多项突破,获发明专利4项、实用新型专利6项,发表SCI、EI论文30余篇,使中国成为继德国之后第2个掌握这种技术的国家。研制出125W~24kW影视照明电源系列产品,并已规模化生产:培育了一个国际品牌的电源企业,提供120人的工作岗位;产品被认证为政府采购指定产品,出口欧美和亚非。至2015年12月累计国内产值2,3198万元,出口创汇1,301万美元。该成果简单归纳为:20余年研究、4项发明与创新、一个系列产品和成套技术、多项重大应用和显著的社会效益。该成果的核心发明内容及典型应用如下:1)发明大功率软开关技术,整机效率达94%,解决了高温运行和地磁影响MH(Mater Halide)灯稳定性的两大技术难题;发明了中功率电源电路,效率97%,降低成本1/5;发明了小功率电子电源电路,体积缩小1/4,成本降低50%。2)发明自适应控制策略,使电源的输出自动跟踪灯的时变特性,延长灯的寿命1.5~1.7倍;发明匹配技术——电源与触发器分时分频工作模式,满足灯的高压触发和低压运行的要求;发现低频声共振现象,并提出抑制技术。3)发现特斯拉变压器能量传输效率最大条件,研发了电子触发器,使体积和成本降低到1/10;解决了重复起动和影响同期录音的起动噪声两大难题。4)在全球率先研制出弧光成像与电气参数综合测试装置,为优化电控气体放电的电气特性及标定最佳工作参数提供了工具。5)与重大事件关联的照明系统:08年北京奥运会主火炬照明;多哈亚运会电视转播;俄罗斯电视台演播室和交通部汽车碰撞试验室等。中国电工技术学会电力电子学会鉴定会的结论是“技术发明为国内首创,填补了国内空白,达到了世界先进水平,在功率等级和运行环境温度两项指标领先于国际同类产品。”该成果的发明内容涵盖了电子镇流器的控制、建模、匹配技术,触发器和测试装置等关键理论、原创性核心技术与先进的成套技术。成果在电力电子系统以及气体放电灯照明系统的技术和产品研发领域具有基石的创新意义,基于发明研制的系列产品改变了中国影视照明领域长期依赖进口的局面。产品经过3个生命周期,可靠稳定,为中国媒体照明提供了现代化照明环境。
[成果] 1700350044 北京
[TP37, TP391.9] 应用技术 公共软件服务 公布年份:2016
成果简介:研究目的:随着计算机新技术的不断发展,互动新媒体产品层出不穷,体感设备、头盔等交互工具逐渐普及。在企业新产品宣传、主题乐园建设、个人娱乐等方面融入了越来越多的虚拟现实交互元素。近年来,北京文化创意产业迅猛发展,极大的推动了需求。针对互动新媒体业内急需解决的问题,课题组开展了相关关键技术的研究,重点深入研发了3项关键技术:支持虚实融合的人体互动特征提取与识别技术、支持动态环境的大规模三维地形实时重建技术、支持动画特效的真实感交互建模技术;并形成了3个工具:自然用户接口工具、保护细节的动画建模工具、多传感器融合工具;基于关键技术和工具的研发,构建了面向互动新媒体关键技术及其应用的开发平台。主要创新技术:提出一种基于稀疏表示的高分辨率深度图重建方法。针对含有噪声和空洞的低分辨率深度图,首先通过结合低分辨率深度图和高分辨率彩图信息找出场景中深度变化平缓的各个区域;然后仅以各个区域低分辨率深度图为约束,在贝叶斯框架下求解得到最优的高维稀疏系数向量;最后将重建的各个区域进行合并,得到完整的高分辨率深度图。提出了基于并行计算的实时高清三维地形重建技术。针对大规模地形重建复杂度高的问题,将高清地表网格纹理附着于地标三维网格上,对于非地表静态物体,使用高分辨率的颜色粒子模型进行实时渲染。为实现多幅高清图像的像素准确投影至相应纹理位置,采用并行编程方法对其进行并行计算,实现全局网格纹理的实时重建。提出了一种保护细节的表面重建方法。针对粒子动画中细节易丢失等问题,首先用自适应的椭球型核函数取代传统的球型核函数,并通过约束校正的方法获得自适应的粒子半径;提出表面粒子提取方法,并仅在接近表面的粒子上生成标量场;采用屏幕空间的折射与焦散方法,能够有效保护动画表面的光滑性和小尺度细节,并解决了数值耗散带来的问题。成果产生价值:项目团队拥有一套具有自主知识产权的互动新媒体关键技术及其应用平台,在数字娱乐、动画产业、文化教育、汽车工业等多领域成功推广应用,该项目成果已形成了系列软件产品,实用新型专利2项,软件著作权24项,发表论文30余篇。自2010年以来,项目成果通过系统应用、软件定制和集成开发等形式在30多家公司推广应用,开展了98个项目,直接经济效益2000余万元,为首都的文化创意产业特色发展作出了显著贡献。
[成果] 1700350022 北京
TP311.52 应用技术 公共软件服务 公布年份:2016
成果简介:1.研究目的:数据统计显示,企业私有云作为云计算领域的一个重要发展方向,其市场约占整个云计算市场份额的近一半。该项目围绕大型企业信息化转型升级过程中对IT基础设施运维、资源管理和应用服务等方面的重大需求,并针对大型企业私有云建设涉及的资源层次结构复杂、服务的业务应用种类繁多且变化多样等特有问题,研究大型企业私有云相关的资源管理、业务服务和应用集成等关键技术,形成面向大型企业私有云的平台软件体系,有效推动大型企业在信息化转型升级中的IT资产集约化、资源服务化、应用一体化、运维标准化。2.主要技术创新点:提出和设计了融合多层次云资源管理、智能化云应用支撑和业务级云服务提供的大型企业私有云管理平台架构,研发了面向大型企业私有云的云计算管理平台软件,解决了现有云计算平台不能根据承载业务特征和业务需求变化提供全面支撑的关键问题;研究并实现了业务敏感的资源调度技术,根据对私有云承载业务的模式归纳和实时监控进行更精准的资源提供与调度,并通过基于事件驱动的应用环境编排和基于负载压力的应用环境弹性伸缩方法,实现了业务应用的快速部署与响应及高效运维;发明了业务级服务模型、服务虚拟化以及探索式服务组合等方法和技术,支持从业务角度建立封装虚拟机、应用支撑软件、数据、应用组件等多层次资源的业务服务并实现到资源的动态映射,可根据多变业务需求实施基于探索式服务组合的资源集成应用,解决了大型企业私有云面对的资源组织无序、缺乏管理、应用困难问题;突破了基于容量模型的跨数据中心虚拟机部署和服务组件集群化高可用部署技术,解决了大型企业私有云运维涉及的多数据中心间资源壁垒和高负载业务下服务组件可用性保障两个关键问题。3.成果产生的价值:项目形成了系列软件产品,并建立了较完整的自主知识产权体系,已获授权专利11项,软件著作权13项;出版著作2部,发表论文40余篇。近几年来,项目成果通过系统应用、软件定制和集成开发等形式在国家电网公司推广应用,开展了22项目、承载及实施了66套业务系统,直接经济效益4998.74万元,同时有效支撑了国家电网业务发展战略的深入推进。此外,通过项目成果的应用还打破了国外产品在国家电网的垄断地位,实现云平台知识产权的自主可控,不仅极大地节省了国外云平台使用许可费用,同时在与现有业务系统对接等方面,也表现出了更全面的资源管理、更敏捷的业务应对、更有效的资源利用等优势。
[成果] 1700350046 北京
[X701, X703] 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:1.研究目的: 针对日益严峻的大气和水污染问题,研制新型环保关键控制技术及核心装备“大功率高效板式臭氧发生器”,实现工业烟气脱硫、脱硝、脱汞“一体化治理”和工业废水脱色、除味、降低COD、氨氮、重金属等多项指标的“一次性治理”目标。2.主要技术创新点:1)突破了针对非线性容性负载的高频高压逆变谐振电源控制技术,研发了国内第一个全数字控制的板式臭氧发生电源,实现了基于数据驱动的故障诊断技术和容错控制方法,保证了系统的可靠性。开发的臭氧发生器相比国内现有产品功耗降低25%以上。 2)利用一个吸收塔内同时去除NOx,SOx,氯化氢(HCl),汞蒸气等工业烟气有害物质,创新实现了臭氧脱硫、脱硝、脱汞“一体化工艺”及自适应控制技术。使烟气脱硫率达到97%以上,脱硝率达到95%以上,相比传统工艺运营成本节省15%以上,占地节省50%以上,解决了传统工艺设备投资大、能耗高和二次污染等问题。 3)突破了基于臭氧的工业废水深度处理工艺和优化控制技术,实现了脱色、除味、降低COD、氨氮、重金属等多项指标的“一次性治理”。利用水质在线检测及网络化控制技术实现了在线优化的臭氧投加动态配比及远程监控,解决了多种行业重污染情况下的水质达标排放问题。 4)突破了微间隙板式放电单元技术,采用了电子级的高品质复合陶瓷介质(高铝陶瓷)导热基板,均质且介电强度高,配合10kHz高频率的电离电源,从而大幅提高臭氧生产效率。3.成果产生的价值: 所开发的大功率高效板式臭氧发生器与传统的罐式臭氧发生器相比,体积缩小了70%以上,设备成本降低20%以上,耗电量降低25%以上。基于所掌握的关键技术已经研发了系列化环保核心装备及控制系统软硬件,并获得了专家鉴定认可,已获得16项专利及软件著作权,发表论文28篇,在30余家企业得到了推广应用,为京津冀及周边企业降低污染治理成本,提升治理效果,改善北京周边的环境污染状况做出了贡献,取得了明显的经济效益和社会效益。
[成果] 1700310273 河北
R445.7 基础研究 医学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:所属科学技术领域:项目源于2006年北京市自然科学基金项目和2010年河北省自然科学基金项目,属于电子信息技术领域,对提高研究和实验分析的技术水平,提高诊断的效率与可靠性等提供技术手段。立项背景:以往的热成像系统多为望远模式,实际应用常需要光学放大的显微热成像模式,以分析样品的细微温度分布。国外显微热成像产品大多采用制冷焦平面探测器,价格较昂贵(20-40万美元/套),不利于市场推广,而当时中国尚无企业生产显微热成像产品。近年中国对显微热成像分析的需求逐渐增加,但碍于显微热成像系统昂贵的价格及技术宣传不足,使其在国内的应用受到极大限制。非制冷焦平面探测器具有价格低、无需制冷等优点,对于微电子和光电子器件芯片、PCB板可靠性检测等存在较大温差的微分布检测应用,其可适应相当的应用需求。然而,立项当初,国内外还没有非制冷显微热成像技术的报道。为此,课题组提出基于非制冷焦平面探测器、研究显微热成像理论,突破其关键技术,研制具有自主知识产权的显微热成像系统,促进应用的课题。主要技术内容及发明点:主要技术内容:1)研究显微热成像理论,为显微热成像系统总体设计奠定理论基础;2)设计显微红外物镜、研制非制冷显微热成像系统,拓展应用研究;3)针对非制冷焦平面探测器在显微成像模式下非均匀性噪声更突出的问题,研究基于场景的自适应非均匀校正技术;4)挖掘显微热成像系统的潜力,研究基于光学微扫描的显微热成像理论与技术。发明点:1)首次建立了显微热成像和带有微扫描的显微热成像系统的噪声等效温差和噪声等效辐射率差模型,分析了显微与望远模式热成像的差异,为系统研制奠定理论基础,属国内外首创;2)研制成功非制冷显微热成像系统并实现产品转化,填补国内空白;3)研究基于光学微扫描的显微热成像系统,创新性的解决了非均匀校正,微扫描各点自适应定标、系统误差修正、过采样及超分辨力图像处理等关键问题,首次研制成光学微扫描显微热成像实验系统,属国内外首创。技术经济指标:发表论文20余篇,EI收录10篇,其中代表性论文8篇。项目研制的非制冷显微热成像系统采用384×240非制冷长波红外焦平面探测器,光学放大率2倍,2×2微扫描模式,物方视场直径9毫米,空间分辨率15微米。
[成果] 1700350045 北京
[U449.1, U449.52] 应用技术 公共软件服务 公布年份:2016
成果简介:公路和铁路平交道口存在安全隐患,给人们群众的生产生活带来不便。“平改立”是消除此类道口安全隐患的治本之策。下穿式地道桥因其施工影响小、适用性强等特点,在公路和铁路道口改造中被广泛应用。传统的地道桥设计普遍存在着设计周期长、方案单一、效率低、深度不够等问题;其顶进施工方法也存在一定的局限性和不适宜性,易导致返工或报废现象。该系统在地道桥工程设计与施工项目管理上实现了高度集成的一体化程序设计模式,辅以创新性的施工技术方法,使得地道桥设计与施工简单易行,极大地提高了地道桥设计工作的效率和施工质量。主要创新成果如下:1.针对地道桥施工中经常遇到不能准确顶进到位、发生偏移的情况,创新性发明了一种地道桥的底板导向层的施工方法,能保证地道桥准确顶进到位,避免发生偏移或返工现象。2.针对顶进中经常遇到“扎头”和“抬头”的现象,创新性发明了顶进地道桥底板导管导向装置,有效地克服了地道桥施工顶进工程中“扎头”和“抬头”的现象,避免发生返工或报废现象。3.针对传统地道桥设计周期长、技术方案单一、设计工作量大、效率低、深度不够及结果值偏差大的技术问题,创新地研发出地道桥CAD设计系统,为地道桥设计提供了一个软件设计平台,创建了参数化设计与地道桥CAD设计系统应用创新的范例。4.针对传统施工方法的局限性和不适宜性,创新性地提出了地道桥管棚和盾构法设计与施工技术,解决了大跨度地道桥的顶进施工难题,控制了顶进精度和几何变形,保障了铁路的安全运营。5.针对地道桥常见的裂缝通病,采用线路加固、触变泥浆减阻、应力监控等方法,解决了五孔大跨度地道桥不均匀顶进、不均匀沉降、应力复杂的问题。6.针对地道桥设计与施工相关书籍的内容技术单一、实例与现场应用联系不紧密等问题。创建了“地道桥CAD设计系统+书籍出版物”的技术新方案,出版了《地道桥设计与施工》和《地道桥盾构法施工技术》论著,引领读者真正掌握地道桥设计与施工的完整技术解决方案。该系统及成套技术获得国家发明专利1项、实用新型1项、计算机软件著作权3项、出版相关论著2部、发表相关学术研究论文12篇。在铁路、公路、市政设计院及各施工单位等50多家大型企业得到了广泛地应用,同时在北京高校也起到了良好的示范与高端辐射作用。近三年累计经济效益4421万元,其经济和社会效益十分显著,为推动首都经济和城市建设、促进人才培养贡献其不可或缺的巨大作用。
[成果] 1700320595 北京
TD76 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2016
成果简介:中国有各类矿山10万多座,矿产资源开发导致地面沉陷和边坡失稳等地质灾害非常严重。全国每年新增开采沉陷区30多万公顷,露天边坡随开采降深滑塌更加频繁,因采矿诱发的次生地质灾害累计12366起,直接损失166.3亿元,人员伤亡约4250人。因此开采诱发滑移灾变的识别与预警技术亟待深化研究。通过开展系列国家重大课题研究,创新成果如下:1)创建了露井复合开采边坡风险辨识及其防控体系。针对露天转地下、井工转露天与两者同期开采三种工况及井采区与边坡三种不同相对空间位置关系,首次系统揭示了各工况下边坡滑移机制及其对环境的破坏规律,建立了复合开采下边坡稳定性评价新方法。基于广义极限平衡、有限元和大系统多目标规划理论等,通过构建微小单元体系创建了加固与地震等荷载作用下边坡稳定性精细化评价方法,解决边坡稳定性评价结果非唯一解、延深开采与潜在滑体治理一体化设计问题。提高其计算结果可靠性。研发了用于岩土工程加固多个变截面锚杆的扩孔装置和自动伸缩锚台钢筋结构,建立新型锚杆加固设计与计算理论,其承载力为常规的2-5倍。2)研发了井采诱发覆岩及环境灾变的风险辨识系统。基于模型试验、工程实测及宏细观破坏理论研究,揭示了井采诱发围岩宏细观渐进破断机理和覆岩关键层的动态演化过程,获得了大采出空间覆岩应力场-裂隙场-位移场时空动态演化规律及其充填控制技术。突破了覆岩破断不能连续模拟分析的关键技术,建立了岩体不同尺度破坏力学模型与断层活化的计算理论,开发了可以实时连续模拟采矿过程的分析体系,为覆岩破坏的灾变识别提供了理论基础和分析方法。3)开发了高精度北斗(BDS)智能接收机系统。首次研制出三系统(BDS、GPS、GL0NASS)八频点信号处理与解算系统接收机,该机板卡在多模卫星导航信号接收与处理、单板定姿定态、长距离RTK、动态应用等方面突破了国外技术垄断。基于CORS系统实时精密的星历与钟差以及对流层模型,建立了具有自主知识产权集成体系的中长基线毫米级解算方法,测距比例误差由lppm降到0.5ppm。创建了BDS、GPS、GL0NASS等多星单历元变形计算体系,大幅提高监测精度。4)首次研发了圆弧合成孔径干涉雷达设备。该设备突破了方位向高分辨率与360°扫描的关键技术,采用调频连续波替代步进频体制,扫描速度和范围是国外的1.33倍;采用两步式运动补偿、永久散射体等航空军用技术,建立了二维空变自适应相位补偿计算体系,大幅减小大气影响的测量误差。研发了多基线干涉与保相成像的技术,实现了高精度三维监测及其预警。5)工程应用效果显著。研发的北斗接收机等设备已销售4.7万多套,并在240多家企业或政府部门推广应用。相关研究成果编入国家和地方标准4项;获得国家授权专利47项,其中发明专利15项;获软件著作权64项;出版专(编)著及教材10部,发表论文652篇,其中被SCI、EI收录194篇、他引3404次。获省部级科学技术奖19项,其中一等奖7项,另获国家测绘地理信息领域自主创新十大产品1项,推动了该领域的科技进步和学科发展。
[成果] 1600090207 湖北
TP39 应用技术 数据处理 公布年份:2015
成果简介:该项目属于计算机科学技术的基础理论领域,具有前沿多学科交叉特性,涉及计算机科学和生物纳米技术等。随着微电子工艺进入纳米时代,电子计算机的发展面临来自器件工作原理、工艺技术等方面的挑战,然而生物医药等领域迫切需要处理大数据的新型高性能计算模型和算法。基于生物材料和技术设计计算模型和算法是探索非传统高性能计算的新途径。这方面研究包括图灵奖获得者L.Adleman发展的DNA计算技术,美国科学院、工程院院士G.M.Church发展的DNA大规模信息存储技术,Feynman奖获得者E.Winfree提出的算法自组装等。该项目在国家自然科学基金重点项目等资助下,研究如何基于生物材料设计分布式并行计算模型和算法,如何控制计算误差,如何读取计算结果等生物计算中至关重要的问题。主要发现点为:建立了基于细胞分裂和分离、神经元芽殖的具有自我生成计算空间能力的并行生物计算模型;发现了细胞间通讯规则长度与P类、NP类问题的计算复杂性关系;解决了生物计算空间生成问题,被欧洲科学院院士M.J.Perez-Jimenez等国际同行应用到了电力系统故障诊断和图像分割等领域。提出了控制生化反应时间不可预知性造成的计算误差方法;建立了对生化反应时间长短具有容错能力的分布式并行生物计算模型;解决了生物计算机研制中生化反应时间所产生的计算误差控制难题。提出了基于微流控芯片的化学发光和多光子诱导荧光的生物信息获取技术;搭建了高灵敏度的生物计算结果读取分析平台。建立了多生物计算单元协调控制算法;提出了通过生物计算单元的局部相互协作完成大规模复杂计算任务的方法。成功应用于中国船舶重工集团公司×××编队控制动态仿真平台上。20篇核心论文发表在J Complexity,IEEE T Automatic Control,Analytical Chemistry等相关领域国际期刊,成果被他引605次,其中SCI他引531次。8篇代表性论文被他引245次,其中SCI他引229次。成果得到了冯.诺依曼奖获得者A.Barabasi,美国科学院院士C.Bertozzi,欧洲科学院院士Gh.Paun、M.J.Perez-Jimenez,英国皇家化学学会纳米技术奖获得者Andreas Manz,英国皇家化学学会会士N.J.Dovichi,美国物理学会会士Y.Lai,IEEE会士O.H.Ibara,IEEE会士、IEEE T Automat Contr主编P.J.Antsaklis,IEEE会士、IEEE自动自动控制学会前任主席M.W.Spong,印度工程院院士K.Krithivasan等专家的正面评价,如“pioneering conceptual work”(摘自Nature杂志)等。
[成果] 1400210187 北京
[TN47, TN402] 应用技术 电子器件制造 公布年份:2012
成果简介:该成果技术创新点包括:1.提出了基于模拟IP核设计电源管理集成电路的方法,是对国际通用的全定制模拟集成电路设计方法的重要补充;2.通过电路优化设计的方法保证了IP核的工艺鲁棒性;3.通过IP端口标准化的限制方法,解决了模拟电路前后级匹配问题;4.通过建立数据和功率传输总线结构,将具有工艺鲁棒性和标准化端口的IP核进行总线式组装,具有快速、高效的特点;5.在电路的输出级采用独创的“低导通阻抗功率场效应晶体管”,电路的直流功耗下降大约50%;6.发明了“一种灵敏大信号输出微型压力传感器”,使集成电路性能一致性显著提高,成品率高达96%。该成果获发明专利2项,版图著作权10项,发表论文9篇,推广到湖南上海等地,经济效益良好。
[成果] 1200210118 北京
[TP391.41, TP392] 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2012
成果简介:在电子通讯领域,“基于手背静脉的身份识别研究”是一种新的生物特征识别技术,也是图像处理、模式识别科等学科的一个重要分支。生物特征识别是图像处理和模式识别的重要研究内容之一,它是一门利用人体的生理特征或者行为特征进行身份识别的技术。生物特征识别在社会安全、边境控制和商业交易等方面具有广阔的应用前景。关键技术问题及其创新点:1.手背静脉图像采集设备的创新:手背静脉图像的对比度是一个关键指标,我们采用了反射与透射相结合的近红外LED 光照成像方法,采集图像质量好,能够满足后续的特征提取与识别研究。2.图像预处理中去除噪声的创新:噪声严重影响分割效果,针对我们采用的摄像头的特点,设计专门去除暗电流噪声的处理算法,先找出存在暗电流噪声的像素点,再利用暗电流噪声的分布特点和周围像素的灰度值对暗电流噪声点进行估计,得到尽量平滑的低噪声图像。3.图像预处理中图像配准的创新:手背静脉图像存在着平移、旋转和变形,而图像配准的结果直接影响着算法的识别率。我们利用虚拟模板的方法,将所有的图像配准到同一个模板上,不仅能提高算法的识别率,还能大大缩减大数据库搜索的耗时。4.高精度手背静脉识别方法的创新:提出了多尺度,分块PLBP 特征,用不同的编码方式对其进行编码来增加类间距离,达到高精度的识别率;通过神经网络训练的方式建立手背静脉的码字典,在此基础上进一步提高识别精度,达到99.02%的识别率。5.分类器设计的创新:研究了基于局部与全局融合的手背静脉识别方法,我们将分别从特征层和决策层融合方面展开研究,利用特征间的互补性通过融合的方式提高手背静脉识别的准确性和鲁棒性。项目对基于手背静脉识别的安全认证方法进行了深入的理论与系统性的研究工作,建立自己的手背静脉数据库,与国外研究人员共享并开展合作研究。目前,已有六个国家使用了我们的数据库,项目之间的交流推动该技术领域的合作与发展。
[成果] 1500140542 北京
TG409 应用技术 [公共软件服务, 金属加工机械制造] 公布年份:2014
成果简介:随着信息化建设的不断深入和发展,“以信息化促进工业化”已成为企业提高生产经营水平的必然选择。时代智能化焊接系统针对传统焊接生产企业在设备管理、人员管理、生产管理和工艺管理上繁杂无序,工作效率低下,工艺质量不可控的缺点,在信息化技术基础上,以系统化的管理思想,为焊接生产管理者、焊接工艺管理者、焊接设备管理者提供运行管理手段的工具平台,是面向对象技术,图形用户界面,网络通讯等技术的综合应用。系统实现了焊接生产现场设备与企业管理平台的上下连通,实现了数据的无缝连接与信息共享,实现了整个焊接生产过程信息的综合集成,系统的应用极大的减轻了管理者的工作量,提高了综合管理水平,完整的焊接数据对分析焊接过程,追溯焊接质量具有重大的参考意义,对设备的工艺控制从源头上解决了工艺质量问题,从而提高了焊接品质,提升了焊接产品质量,减少和避免了由此带来的安全隐患等问题。系统采用了工业总线CAN-BUS技术和RS485总线技术实现设备有线网络集中控制功能,适用于保密性要求较高、设备移动较少的焊接生产企业。系统采用了无线WIFI技术实现设备无线网络集中控制功能,适用于便携式焊接设备或设备移动较多的焊接生产企业。系统采用多种方式对焊接设备进行智能化管理,包括基于Android手持PAD的点对点控制,基于桌面应用软件的一对多集中控制,设备软件远程升级,局域网内数据共享及分析等方式,可适用不同的焊接生产环境的智能化管理需要,最大化的覆盖传统焊接生产企业和新的焊接生产企业管理需求。系统兼容了多种技术协议,包括RS485协议,工业总线CAN-BUS协议,无线IEEE802.11协议,TCP/IP协议,自主研发的焊接设备通讯协议等。在多种协议兼容并包的基础上,可对时代所有数字化焊接设备进行远程智能化管理和工作数据信息分析,并针对不同的焊接设备建立焊接工艺专家数据库、实现焊接工艺的控制和焊接过程的监控。时代智能化焊接系统项目完成后,两年时间就收回项目投资,三年来为公司创造了良好的利润,产品销量连年增长。项目成果在焊接信息化管理方面达到了国内和国际先进水平。时代智能化焊接系统项目完成后,作为新型工业信息化智能化管理系统成功进入市场,并得到广泛应用,起到了良好的行业示范作用。极大的提高了焊接设备管理者、焊接生产管理者和焊接工艺管理者的工作效率,同时完整的焊接过程数据为焊接质量监督和历史追溯提供了可靠保证。使用客户也认识到智能化焊接管系统的先进性,在新建的焊接生产线要求使用新型智能化焊接管理系统;在已有的传统焊接生产线上,很多客户也要求将焊接设备升级为可集控管理的机型,如TDW4000M,TDN系列气保焊机,这些焊接不但能实现智能化焊接管理,更能节省能源,提高生产效率;很多学校的焊接培训实训室也要求上新型智能化焊接管理系统,使焊接实训室实现网络化,数字化和智能化,提高实训室的教学形象,在信息科技高速发展的今天做到与时俱进。使用时代智能化焊接系统后,在焊接生产过程中节省了焊材,提高生产管理效率,保证了焊接数据和焊接质量的可靠性,减轻了管理者的不必要工作量,从而减少了人力成本,由此可见产生了非常大的社会效益和经济效益。
[成果] 1300311640 北京
TM938.862 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电子器件制造] 公布年份:2011
成果简介:在微/纳电子系统中,传统传感器信号处理技术已经难以适应微弱信号检测的要求,寻求新型传感信号处理方法,已经引起学术界的广泛关注。本研究项目主要思想是设计一种电信号直接输出的压力传感器,并利用pn结反向隧穿电流对应的超高电导特性对所采集信号进行放大;核心研究内容是建立一套适合微/纳尺度传感信号处理接口的设计理论和实现方法,包括:(1)具有电信号输出悬臂梁结构压力传感器的设计,包括利用电流驱动方式代替常规电压驱动,增加偏转行程;采用浮栅微调方法调整阈值和灵敏度等;(2)提出隧穿模拟器件的概念,将隧穿器件的应用拓展到模拟电路中,对隧穿器件的模拟特性进行研究,包括隧穿器件特性与材料参数、工艺参数的关系;(3)设计并制作该接口结构的样品,用实验研究的方法对理论研究进行验证。遵循以上思想,能够克服常规接口电路设计复杂、工艺不兼容等问题,增强探测微弱信号的能力。该成果已推广应用,创造直接经济效益1000余万元,间接经济效益5000余万元。
[成果] 1500010160 北京
U491.2 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目属于交通安全领域。该项目研究过程中涉及到交通安全、控制策略、集成技术等多个学科知识,是典型的多学科研究应用领域。项目针对道路交通安全管理系统所存在的问题,围绕道路交通安全实时监控与检测、交通环境智能分析、交通信号智能控制、交通安全智能预警、交通信息资源共享技术等内容展开了研究,基于各类智能监控与预警算法,建立了城市智能交通系统综合控制与管理平台,构建了完善的道路交通安全预警服务系统,实现了道路安全的实时监测与智能预警。项目的主要技术创新点包括以下几个方面:1.动态车辆超限检测;利用新型激光测距仪实现对动态车辆几何尺寸的测量,完成监测数据共享,形成了一个超限检测与治理的网络。2.研制了一种便携式激光测距仪,提出最小二乘法激光测距解模糊算法;采用最小二乘法直接求解距离,大大提高了距离测量的速度;解决了测距仪存在的测量速度慢、精度不够高的缺陷。3.提出了交通信号优化控制策略;即根据收到的交通信号灯放行阶段和车辆检测器状态两个信息,对比预先建立的车辆检测器状态监测表,分析判断得出最佳的交通信号优化控制方案。4.交通流状态实时判别机制;对所采集的交通流数据进行分析处理,通过建立交通流模式的识别模型对各种交通流数据进行判别、划分,获取城市道路交通流的交通状态。该项目使交通安全管理更加趋于智能化、自动化、无人化,有利于中国的公路交通领域的健康发展,对缓解城市交通拥堵和道路交通安全治理起到积极的意义。该项目已累计获得了5项国家发明专利,取得了4项软件著作权,同时在国内外相关期刊发表论文6篇。该项目中开发的动态车辆超限检测子系统、智能交通信号子控制、交通安全预警级事故模拟决策分析等系统已经成功运用于北京道路安全监测与管理。该项目产生了良好的经济和社会效益,为首都北京的道路安全保障作出重要贡献。
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