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“基于北斗+技术的铁路人身安全防护研究”项目为国能包神铁路集团有限责任公司科技项目，首次基于非暴露空间导航定位、高精度差分定位、惯性导航定位等多源融合定位技术，结合高精度铁路电子地图、地理信息及人工智能等技术，开展铁路人身安全防护技术研究，攻克了重载铁路隧道内外机车及现场作业人员连续不间断高精度定位的技术难题。项目通过在机车端研发并部署车载定位预警终端，在作业现场端设置电子围栏，在作业人员端研发并配置智能穿戴设备，在铁路沿线研发并部署通道门、周界入侵、异物侵限监测设备及系统，依托研发的铁路人身安全防护系统对机车、作业现场、作业人员进行综合管控，建立基于“平台+终端”的“四联控”智能管理应用体系，实现调度中心、车站、机车和施工现场“大四联控”以及施工负责人/安全防护员、驻站联络员、车站值班员/调度值班员、机车乘务员“小四联控”的防控功能，建立各方风险预警信息互联互通及协同保安全管理模式。 “基于北斗+技术的铁路人身安全防护研究”项目技术成果在陕西省榆林市府谷至保德铁路车站区间内应用以来，通过在重点路段加装周界入侵监测预警系统，及时发现违规入侵的人员、车辆或其它大型牲畜，在山体滑坡、泥石流、崩塌落石以及路基下沉等地灾多发地点加装异物侵限监测预警系统，及时识别异物侵限事件，实现风险隐患自动排查，提升事故的超前防范能力；利用多源融合定位技术，结合高精度铁路电子地图，通过建立铁路人身安全防护预警平台，接入施工管理信息系统作业计划信息和行车调度信息，实现多源信息融合，打通车站、调度中心、施工现场、机车各个节点并生成实时可信数据链，可及时在机车端、作业现场端、管理后台端发布预警，减少了各个部门之间由于信息传达不及时而造成的意外事故发生，切实有效地保障行车安全和作业人员安全，提高运输效率，提升安全管理自动化水平，极大节省了工作成本和运维成本。 “基于北斗+技术的铁路人身安全防护研究”项目所研发的包神铁路人身安全防护系统在使用过程中运行稳定良好，车载端、PC端、手持端功能可满足工区工作人员日常使用需求，四联控核心预警流程、隧道内定位、周界入侵、异物侵限等功能达到项目预定目标，系统稳定可靠运行。上述系统的部署有效解决了异物侵入造成的临时停车、增加了有效行车时间，节省检测成本、信号监测时间及故障分析时间，强有力地保障人身安全以及行车安全。2022年、2023年项目实施阶段累计节约开支107.24万元，2024年全线推广使用后，预计节约开支2053.74万元/年。

先进战机是打破西方国家空中封锁的首战装备，对国家安全具有重大战略意义，亟需提升其快速批产能力。结构件作为飞机“骨架”，占主承力件数量90%以上，制造周期占整机的40%，直接影响飞机产能。结构件具有数千种规格，按架次单件加工，尺寸跨度从0.1m到10m，特征复杂多样且精度要求高，工艺涉及数万种多变工况，加工难度极大。传统方式采用五轴机床单机生产，人工干预频繁，质量一致性差、加工效率低，仅靠投入大量人员和设备不能实现产能快速提升，亟需向智能制造转型。 但飞机结构件加工工艺多变、制造系统复杂，转型难度极大。美国洛马建立测量加工集成的自动化座舱生产线，支撑F35战机年产量超过百架，但尚未覆盖大多数类型结构件加工。项目组在国家科技计划支持下，历经十年攻关，突破工艺自决策、异常自感知、全要素高效协同等关键技术，建成先进战机复杂结构件柔性数字化车间，主要创新点如下： 1、融合多元自适应高精度在机测量的智能加工技术：建立了关联历史数据的特征测量需求分析模型，设计了特征驱动的测量工艺自动规划算法，发明了腹板超声测厚、型面激光测量、群孔视觉测量等高精度在机测量装置，形成了融合多元在机测量的自决策加工技术方案，实现了复杂结构件上线自动加工，无人工干预的加工合格率由不足50%提升至99.6%。 2、基于精度测评和故障诊断的数控设备健康智能自检技术：研发了基于空间检测轨迹的多轴联动精度和旋转轴精度评价方法，形成了高频次全自动精度检测补偿技术方案，发明了基于振动谱特征的主轴轴承参数智能推断方法，提出了传动结构受迫机理驱动的进给轴诊断方法，建立了设备健康自检平台，设备完好率由75%提升至95%。 3、机理-数据融合的复杂多变工况切削状态智能监控技术：提出了基于振动能量时频分布图像的切削异常振动纹理识别方法，发明了基于振动信号极坐标变换的刀齿切削量变化表征方法，研发了基于深度学习的切削异常振动和刀具磨破损实时监控技术及系统，复杂多变工况下切削状态识别准确率达90%以上。 4、面向不确定时变干扰的资源配置优化与智能管控技术：建立了多构型产线订单、资源、控制指令的车间统一数据模型，提出了多通讯协议模块化适配的生产线集成控制方法，发明了基于改进遗传规划的车间多类时变资源调度优化算法，研发了适配多构型的产线管控系统及车间管控系统，资源配送效率提升80%以上。 授权发明专利61件、软件著作权25项，发表论文21篇，实现了从离散单机制造向柔性集成智能制造的转型，保障了先进战机快速批产。 成果成功应用于成飞、洪都、沈阳中捷等13家航空及机床制造企业，建立了柔性数字化车间及多条国产化柔性生产线，快速提升了产业链制造能力，有力支撑了J20、C919等型号的批产，近两年新增销售额86.2亿元，新增利润6.2亿元，显著提升了中国航空和机床制造业的国际竞争力，社会和经济效益显著。 同行专家鉴定结论：项目成果整体技术达到国际先进水平，其中大型复杂航空结构件多元在机测量和自适应加工技术达到国际领先水平。

开展雨水情监测预报体系能力提升工作，“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路的重要支撑和抓手。水利部历来高度重视雨水情监测体系建设工作，2019年时任水利部部长的鄂竟平同志在全国水利工作会议上指出要坚持问题导向，补齐水利工程体系的突出短板，提升水文监测预警能力，2021年提出加快推进水文现代化，提升水文情报预报服务能力和水平；李国英部长在2023年全国水利工作会议上提出要加强水文现代化建设，加快构建雨水情监测“三道防线”，2024年提出加快完善雨水情监测预报体系，推进新技术、新装备研发推广应用，提高各类水文测站的现代化测报能力。 闽江是福建省最大的河流，闽江下游自淮安分为南、北两港，流经福州市区后在马尾汇合后经长乐、连江入海。闽江下游沿岸有众多重要水源地和引调水工程等多个取水口，海水上溯、江水含氯度上升导致沿河两岸水厂取水口水质恶化，涨潮期间水厂无法取水，影响闽江下游福州市区的水质安全和饮用水安全。开展闽江下游雨水情监测预报体系能力提升工作，为提升闽江下游水旱灾害防御能力、培育和发展水利新质生产力、保障闽江下游城市用水安全、推动该省水利行业高质量发展具有重要意义。 项目围绕雨水情监测预报体系能力提升工作的“两项重点”在闽江下游开展攻关研究。一项是硬件研究，研发现代化水文信息感知与监测设备，包括开展无人机测流系统、可视化雨量监测系统的研发和应用工作；另一项是软件研究，建立基于现代化水文信息感知与监测数据的分析计算数学模型，开展了闽江下游南北港分流比的时空变化特征、无流量资料中小流域洪水预报模型参数移用等方面研究，并在此基础上建立基于Delft3D模型的闽江下游水位动态实时预报系统。成果创新主要体现在五个方面： 创新点一：首创成果满足水文测验精度要求的无人机测流系统，解决了非常规水文测验条件下的应急监测问题。 创新点二：首创可视化雨量监测系统，真正实现了雨量监测的无人值守。 创新点三：创新提出基于径流与潮流相互作用的闽江下游南北港分流比。应用变差系数比对、极值分析等方法研究南北港分流比的时空变化特征。 创新点四：创新提出以中小流域为基本单元的福建省水文分区，利用空间相近法等参数移用方法实现无资料中小流域的洪水预报模型参数移用。 创新点五：首次建立基于Delft3D模型的闽江下游水位动态实时预报系统，实现闽江河口段实时水位过程与流量过程的模拟与预报以及全河段未来24小时逐时水位、流场分布预报。 该项目累计发表论文14篇(其中SCI论文2篇)、专著1本、授权专利3项、软件著作权2项。近三年项目完成单位基于项目成果共获得技术服务合同额1603.2万元。该项目成果已成功应用于松辽委、太湖局、福建、广东、湖南、河南水文监测工作，应用于闽江下游防洪调度、中小流域水文预警预报、保障水安全等方面，具有较强的工程应用价值和科研推广价值，经济社会效益显著。

国内工厂对重大危险源及相关控制系统管理分散、工厂内系统类别繁多、各系统研发环境不同，所开放接口不同，整合及并入统一管理平台难度大、缺少对报警后联动及紧急处置管理的的信息化统一调度管理。针对上述问题，该项目解决了工厂内对整体厂区及重大危险源的管理不足、控制了员工生产区域的行为规范、规范了企业生产过程管理、增强了现代工厂信息化水平。 主要创新点如下： 1.建设了全厂安全信息数据库，增强了现代工厂信息化水平。全厂建立3D数字化工厂，将现实工厂3D虚拟展示，涵盖工厂整体3D效果图，设备位置等信息，利用数据库技术、数据采集与监视控制技术，实现跨各类管理专业系统集成，将工厂的工业厂区和生产设备的运行状态参数与运行及监控系统同步连接，实时的展示在虚拟工厂系统中，增强了现代工厂信息化水平。 2.建设风险分级管控和隐患排查治理管理系统，解决了工厂内对整体厂区及重大危险源的管理不足问题。以风险分级管控和隐患排查治理双重预防体系建设为契机，结合企业实际生产工艺特点，建立各岗位风险清单；按照可能性与后果严重程度将风险清单进行分类分级，细化各层级安全管理人员、操作人员的安全风险责任清单，并与管理人员、操作人员巡检系统相结合，实现风险分级管控和隐患排查治理信息化，解决了工厂内对整体厂区及重大危险源的管理不足问题。 3.建设生产调度管理系统，规范了企业生产过程管理体系。系统全面整合生产调度日常管理数据、安全监控系统实时数据、自动化设备运行实时数据、工业视频数据、事故处理记录、人员考勤记录等多种信息。系统涵盖作业计划制定、生产过程监控、日常调度指挥、应急事件处理等企业生产调度相关的各项业务，结合通讯调度机为调皮员提供一个桌面办公平台，辅助调度员全面、迅速、准确地进行生产调度，规范了企业生产过程管理体系。 该项目成果在内蒙古伊东集团东屹化工有限责任公司实现转化，该企业于2018年获得高新技术企业证书，经济指标偏向于安全生产智能技术服务方向，产量提高了5.9%。该项目还获得了1项发明专利，4项实用新型专利，26件软著著作权。

该系统集成现代化信息技术与自动化控制技术，包含物料存储系统、物料输送系统、计量系统、车辆调度系统、搅拌系统、监控系统、信号采集系统、数据管理系统等控制单元，通过实时检测、智能分析和精准调控，实现混凝土质量和生产效率的优化提升，实现了水工混凝土生产控制从自动化到智能化的发展。 主要性能指标： 1.实现混凝土生产全过程全自动控制； 2.配料精度优于《建筑施工机械与设备混凝土搅拌站(楼)》(GB/T10171-2016)，骨料每盘动态精度<±2%； 3.实时显示各拌合单元生产情况、原材料料位及消耗等； 4.相比传统模式可节省至少1/3的运行人员，降低运营成本。 适用范围：适用于水利水电工程、城市建设、交通建设工程等混凝土生产系统。

该平台集远程监测、远程控制、联合调度为一体，采用B/S架构，微服务模块化设计，统一部署，分级授权，操作简易，安全可靠。在量测水数据采集方面可实现包含雷达水位计、超声波水位计、电磁流量计、多普勒流速仪等量测水设施的数据采集。通过APP、PC端访问，接入用水户需求，建立全渠道控制模型场景，从全渠道视角对数据进行全方位监控和预警，实现干渠进水口到支渠口的全渠段、全过程的数字化调度调控。 主要性能指标： 1.适配于不同类型、厂商、年代的自动化备接入； 2.统一全渠道量测水设施数据，深化数据应用； 3.建立全渠道控制模型场景； 4.建立便捷的移动端应用管理； 5.量测水设施5分钟上报一次数据； 6.闸门等控制设备远程数据监控实现秒级数据交互。 适用范围：适用于灌区的信息化、自动化平台系统建设，实现远程监测、远程控制、联合调度等。

该设备在传统船舶工程技术原理的基础上，借助模糊数学算法，实现水面物体的精确辨识和分类，借助大数据的处理能力、网络容量和速度实现精确调度和精细化、无人化管理，建立清污机器人运营管理和数据分析处理系统平台，实时将清污数据、水环境数据、机器人在线监测数据等区块数据无线传输回平台，进行存储、分析和处理应用。 主要性能指标： 1.动力配置采用2台60kW的柴油发动机，静水条件时空载最大航速达到10km/h以上； 2.经实际测试的单位产能达到80m³/h，作业宽度达到5m以上，并可根据工况进行调整； 3.前收前卸的收卸方式且驾控室可纵向移动，便于自动化控制，占用空间小； 4.搭载自主检测风力、渗漏报警、声呐搭载，可实现短程无人驾驶、智能远程操控技术成熟。 适用范围：适用于水利工程、水库、湖泊、城市河道、内河内湖、渠道、近海水域等水上漂浮污物智能化清理和处置。

火工品被誉为国防核心技术“精灵”，是火箭、导弹、卫星、核武器及常规兵器等军事领域装备和爆破工程、汽车安全等民用领域最敏感的含能首发单元和核心基础单元，其质量和生产效率分别制约着装备效能能否正常发挥、战时装备产能能否保障。传统火工品“人工+单机”生产模式存在安全性差、良品率提升难、生产效率低几大痛点。2016年《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》明确指出要切实提高火工品等安全生产和技术水平。 研制火工品智能自动化生产装备是提升生产安全、质量、效率的必经途径，主要存在以下四个技术难点：1)火工品药剂感度高、流散性差，重量要求达毫克级，高效精准称装难；2)高感度粉体药剂压药呈快时变特性，安全精确压药难；3)管壳外形尺寸小且不规则，精准快速装配难；4)多品种、小批量生产，关键装备状态退化特征复杂不明显，生产运维管控难。课题组围绕上述难点，在国家自然科学基金委和国防科工局连续项目支持下，从基础研究、技术攻关和成果推广三个维度实现突破，建立了具有自主知识产权的火工品安全高效精密称装、压、装配技术体系，研制了成套智能自动化装备，推动了中国火工品制造的科技进步，显著提升了安全、质量和效率。主要科技创新如下： (1)针对火工药剂的物理特性差异大特点，发明了一系列安全精密高效称量方法及智能称量装备，构建了标准化、模块化和通用化的火工药剂称量体系架构，系统地解决了称量精度与效率匹配难的问题。最高装药精度达±1mg，最快装药速度达2.5秒/模。 (2)研发了面向高敏感火工药剂的快速精密压药技术及防爆电伺服自适应智能压药装备，实现智能化快速精密压制，在确保安全的前提下，显著提升了压药精度和效率。压药力控制精度达±0.2%，节拍达3.6秒/循环。 (3)开发了多源传感数据驱动的微细部件装配系统，研制了管壳装配质量检测装置，实现了对失效管壳的准确定位，有效支撑产品合格率和生产效率提升。失效管壳识别与定位准确率达100%，装配能力达200模/小时。 (4)研发了面向火工品生产线的数智化管控与装备预测性维修技术，实现了生产线的智能调度与设备性能退化故障准确预警，有效降低了设备故障率，提高了产品合格率，保障了安全性。产品合格率达99.98%，应用至今未发生装备引发的高危工序燃爆等突发事故。 该项目授权发明专利21项、登记软著5项、发表论文22篇、制定标准2项。谭建荣院士为组长的评价组认为“该项目整体技术处于国内领先，其中敏感火工药剂安全精密高效压药成型技术和小当量药剂在线安全防护技术达国际领先水平”。 成果已在国内兵器工业、兵器装备和中国工程物理研究院等军用火工品主要制造单位及雅化集团等民爆产品制造头部企业中成功应用，推动中国火工品生产升级换代，保障高新武器、“嫦娥”探月、“问天”探火等国家重大工程和“一带一路”国家重大战略对火工品高质量要求，以及对军工产品战时保障能力和对民爆火工品的产能保障要求，累计创造经济效益18.56亿元，社会效益显著。

该平台在“互联网+”、物联网、大数据、云计算的技术背景下，应用数据采集与自动化控制技术、水利一张图专题展示、水利专业模型建设技术和数字孪生等技术，基于水利工程信息基础设施及业务应用需求，在共享水利部本级及流域管理机构L1级和L2级数据底板基础上，建设水利工程L2和L3级数据底板，通过汇聚工程全要素感知数据、业务管理数据和其他相关数据，搭建数字孪生场景；通过构建模型库、知识库，实现实体工程与虚拟工程实时信息交互和深度融合，支撑工程的智能应用。 主要性能指标： 1.人工智能算法融入平台，采用数字孪生技术，构建多维多尺度时空数据模型，并以微服务方式提供统一调用服务。利用水利模型和GIS技术进行数字孪生流域建设，构建数字孪生综合管理平台； 2.实现覆盖主要业务数据资源汇集调度的统一管控，满足数据汇集需求，实现数据资源统一管理，促进流域综合管理水平提升。 适用范围：适用于水利业务管理单位数字孪生流域、灌区、水库、河湖等建设和管理。

宜宾电网属国家电网特高压直流工程近区电网，为了保证向家坝、溪洛渡两大清洁水电基地的稳定送出，需抬高送端电压，导致电网220千伏母线电压长期偏上限运行。而部分220千伏变电站所在地域随着经济发展逐步成为负荷中心，10千伏侧负荷越来越重，导致10千伏电压长期偏下限运行。造成了“又高又低”的电压冲突，极大影响用户的电能质量。而传统的调压方式已经无法适应，电压统筹控制与调节面临极大挑战。同时，配网低电压情况普遍存在，且缺乏有效调控手段。配网信息通信手段有限，自动化覆盖率低，配网可观可测度较低，无法通过主、配网调度控制的协同优化，利用主网冗余的电压调节能力缓解配网低电压问题。 该项目依托营配调数据贯通，研究主配协同技术，基于配网三相建模、最优估计匹配电流潮流算法和主从分裂法，实现主配协同全局电网计算和优化。创新探索精准调压技术，统筹提升地区电网电压质量。通过主配协同电压控制策略优化，缓解配网台区低电压问题。提高了用户用电满意度，优化了电力营商环境，取得了良好的社会、经济效益。项目关键技术创新如下： 1、提出基于台区大数据融合分析配网电压调节需求综合评估方法，采用多源融合的配网量测数据，提高了台区电压的可观测性。 2、提出基于双向互动的主配协同自动电压控制优化方法，通过主网AVC接收配网电压调节需求并优化10kV母线电压限值，解决了5%-10%低电压台区问题。 3、提出基于主配网一体化潮流计算构建线性方程求解的变压器分接头灵敏度快速求解方法，对区域各级母线电压开展在线定量评估，可实现多级变电站电压协调控制。 成果授权发明专利1项，参与编制国网公司标准1项，发表论文1篇。专家评价该成果认为“项目成果整体处于国际先进水平”。项目成果为新型能源电力系统数字化、智能化转型提供了技术支撑，在四川省电力公司获得推广应用，有关技术在南方电网昆明供电局和普洱供电局获得应用，优化了主配协同电压控制策略，缓解配网台区的低电压问题；提高配网可观测度，有效缓解配网“盲调”问题；基本解决了电网调压冲突，降低调压次数，提升设备健康水平。整体经济和社会效益显著。