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2500020445
四川
TM862
应用技术
输配电及控制设备制造
雷电灾害被联合国列为“最严重自然灾害之一”,对人类生命财产构成了严重威胁,中国每年因雷击而导致的电力、通信、工业、轨道等设备损坏带来的直接和间接经济损失巨大,严重影响企业运营和公共安全,亟需开发先进的雷电智能监测与防护技术以应对复杂多变的雷电活动,不仅对于保障国家基础设施的安全稳定运行至关重要,更是维护社会稳定和促进经济持续发展的关键支撑。
该项目在省科技厅等多个重点项目支持下,针对雷电智能监测和防护技术不成熟、浪涌保护器故障时易燃烧,小型化困难、以及微弱雷电信号捕捉不准确等关键难点,通过研发新型脱扣技术,显著提升了浪涌保护器在故障状态下的安全性能,从根本上解决了传统设备的缺陷,开发了集成智能雷电监测系统和雷电预警系统的综合平台,实现了对雷电活动的全方位、全时段、全过程精准监控与防护,为雷电灾害防控提供了更加可靠和智能化的解决方案。关键技术如下:
1.发明了一种主动电弧遮断方法,开发了一种高安全性多层间隙型电涌保护装置,实现了浪涌保护器(SPD)故障时主动脱扣灭弧,提高了产品的可靠性与稳定性,并创造性地将大体积的导轨安装结构升级为小型化的PCB板载结构,实现了大通流能力的多层间隙型电涌保护器的板载化,显著减少了设备的占用空间和安装复杂度。
2.提出了宽频带、高动态雷电时频特性参数高精度获取方法,设计了超大罗氏线圈传感器与宽频带积分电路,实现了雷电发生时间、位置及波形特征参数的全方位、全时段、全过程准确监测,显著提升了雷电监测的精确度和响应速度,为雷电活动的研究和预测提供了宝贵的数据支持。
3.构建了多源强电磁数据库和分布式传感器网络架构,提出了融合注意力机制和长短期记忆模型的雷电预警方法,开发了一套集成智能预警、监测与防护功能的综合系统,实现了雷电活动的快速准确预警。
该项目已获授权专利41件,其中国际专利3件、国内发明专利25件,参与编制国家标准16项。由第三方评价机构组织,以西南交通大学潘炜教授为首的7位专家组成的专家组一致认为该项目:“整体技术达到国际先进水平”。
成果前期产品被国家科技部评定为“国家重点新产品”,相关技术曾荣获四川省科学技术奖与四川省专利奖。成果产品已广泛应用于华为、爱立信、诺基亚、三星等全球通信巨头,在30多个国家批量应用,并被多家知名企业颁发优秀质量奖,助力中光防雷成为通信基站领域的全球供应商,显著提升了中国防雷技术的国际知名度。
项目组多次在亚太电磁兼容会议(APEMC)、国际防雷大会(ICLP)等全球顶尖的防雷论坛上进行发言,分享前沿研究成果。并作为亚太国际防雷会议(APL)与IEC TC81年会的主要承担单位,积极推动全球防雷事业的发展,引领行业标准和技术的进步。
该成果还在军工、航天国防、轨道交通、电力、建筑等关键领域进行了广泛应用,近三年已实现销售收入11.8亿元,有效防止了超过2600亿元因雷电损坏而可能产生的间接损失。作为中国雷电防护领域的领军企业,中光防雷凭借其技术优势,持续引领行业发展,对国家基础设施的安全性和稳定性做出了重要贡献,确保了关键领域的高效运行和长期稳定发展。
雷电智能监测与防护系统智能雷电监测系统雷电预警系统
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2600010549
陕西
TP242
应用技术
环保、社会公共安全及其他专用设备制造
1.主要技术内容:
该省陕北、渭北广大地区位于黄土高原腹地,属典型的生态脆弱区,黄河、渭河、无定河等北方多泥沙河流,以及关中、陕北地区的水库、灌区、泵站、闸坝等水利工程,普遍存在泥沙淤积严重的问题。每年汛期,大量泥沙沉积导致行洪通道受阻、水库库容锐减、灌区取水受限、泵站引水中断、闸阀启闭不畅等险情频发,严重影响防洪安全与工程运行效益,造成重大经济损失与人员风险。
为切实提升防汛应急能力,减少清淤作业过程中人员涉险作业和人力物力投入,提高抢险处置效率与安全性,该项目针对黄土高原典型多泥沙环境,研发了应急排险清淤机器人系统,实现了多功能、高效能、远程化、全液压驱动的水下清淤与险情处置新模式。项目由省水旱灾害防御中心牵头,联合巴洛仕集团有限公司、省水土保持监测中心、西安市水文水资源勘测中心共同实施,研发成果已在全省多处水库、河道、泵站、灌区的防汛应急与清淤中投入应用,取得显著的社会、经济与生态效益。
项目完成了以下4项主要研究内容:
(1)高效全液压驱动水下应急清淤作业系统。针对多泥沙河流、水库、灌区、泵站、闸坝等水利工程泥沙淤积和险情处置难题,研制了搭载高压力、大流量液压渣浆泵的水下应急清淤机器人。设备可快速部署至险情点,直接对堵塞位置实施水下作业,并适应闸室、流道、涵洞等狭窄或高风险作业空间。通过集成耙、绞、割、抽等多功能作业模块,可应对水草、漂浮物及泥沙耦合堆积等复杂环境,有效解决管道阻塞、闸门卡滞等关键技术瓶颈。
(2)全液压驱动与安全作业技术突破。经过五年以上的工程化试验,驱动系统从初期的全电机驱动、电液混合驱动,最终演进为全液压驱动架构。该技术显著提高了动力输出的稳定性和可靠性,完全避免了高压电气入水所带来的触电风险及电机、电路故障引发的水下安全事故,突破了传统电驱水下清淤设备在安全性上的瓶颈。
(3)多模式远程操控与应急处置能力。系统采用无线遥控、现场触控、上位机集中控制等多种操控模式,结合紧凑化布局与模块化设计,实现了机动灵活、响应迅速的应急处置能力。该设计最大限度减少了人员下水操作的需求,降低了次生灾害与人身伤害的风险,适应复杂险情下的全天候作业。
(4)高适应性与工程化推广应用价值。设备具备高防护密封性能,能够适应高浑浊度、强泥沙冲刷及狭小空间的工作环境;运输、部署及维护便捷,具备批量化推广应用条件。该成果在防汛应急排险和水利工程运维中开辟了全新的技术路径与作业模式,对提升流域水利工程韧性、防洪调度灵活性以及生态环境改善具有重大意义。
2.项目获得知识产权:
1)授权的实用新型专利8项,外观设计专利1项,计算机软件著作15项。
2)获《多泥沙环境下应急排险清淤机器人关键技术研发及应用》成果登记1项。
3)发表录用论文21篇,其中SCI论文2篇,核心期刊6篇。
4)出版学术著作2部,制订标准3项。
3.经济指标及效益:
1)经济指标:每台应急抢险清淤机器人单价在70万元以内,每次作业运行仅需8人配合操作,该设备可适用于以往人类无法解决或需要涉险处理环境作业量80%以上,相对人工和其他机械清淤节省成本70%左右,同时可确保作业人员人身安全。近年来,水利行业采用该设备进行应急抢险和清淤等作业产生直接经济效益约370万元。
2)社会效益:该项目的研发和推广为防汛抢险和水下清淤增添了新生力量,并为保护作业人员人身安全提供了新保障。该设备应用可减少因灾害造成的损失,提高应急处置效率,为后续创新研发开启新思路,新设备的诞生开辟了新市场,社会经济价值远超项目本身。
3)生态效益:该应急排险清淤机器人设备的动力系统可直接附近动力电源,减少了环境污染,机器工作时噪音小,不会造成噪音污染,清理出的淤积物可用车辆及时清运并堆放填埋,平整复垦后还可增加种植或者绿化面积。
4.应用推广及效益情况:
在广西广投北海发电有限公司循环水泵房甬道淤泥清理项目中用BLSQY100A1和BLSQY80B1顺利按期完成了四条甬道共2100m3清淤任务;在西安鄠邑区中节能(西安)环保能源有限公司渗滤液系统厌氧罐主体清垢及各池体清淤服务中用LSQY80B2清淤机器人清淤7300m3。在该省渭北和关中部分水利工程管理单位中用于防汛应急抢险三次,水库、泵站前池等清淤约3000m3,技术和经济效益明显。
清淤机器人水下应急清淤多泥沙环境水利工程
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2500100172
辽宁
TM711
应用技术
工程和技术研究与试验发展
配电网与用电用户直接相连,是社会经济发展、服务民生的重要保障。但自然灾害、外力破坏、设备老化等多种因素会造成配电线路故障,导致停电,对百姓用电质量、社会生产造成影响,甚至可能引发火灾、造成人身触电等重大隐患。因此,亟需对配电线路故障监测与处置开展深入研究,以避免事故发生。
1.项目主要技术内容和创新点:针对配电线路故障辨识准确率低、装置系统稳定性差,以及无法做到故障前预警等难题,该项目探明了不同类型配电设备绝缘劣化产生脉冲电流等多种特性,揭示了线路放电性缺陷的产生机理,建立了线路典型设备缺陷特征库,提出了基于配电线路各节点电流的暂态数据等的隐患源定位方法,并研制了定位装置与线路异常风险预警系统;提出了信号到达传感器时延值高精度估算关键技术,解决了隐患点定位所需时延值估算因受到干扰而精度低、稳定性差的问题;提出了基于多智能体数据融合的故障快速处置方法,研制了站内外结合线路故障综合研判装置与系统,实现了配电线路故障的精准辨识与快速处置。
2.项目的推广应用:成果已在国网辽宁省电力有限公司500余座变电站应用,并已推广至吉林、河北、江苏、河北等省份的配电网建设,为地方经济发展提供了电力保障。自主研制的配电线路在线监测装置、线路故障综合研判装置及系统已实现产业化。
3.项目的经济效益和社会效益:该项目研制的相关装置在北京丹华昊博电力科技有限公司、北京正齐弘泰电力技术有限公司与京泰尔联电气(北京)有限公司进行转化与批量生产,并向市场推广应用,近3年共计累计新增销售额6650.01万元,新增利润1733.84万元。该项目成果有效减少了故障停电次数和复电时间并降低了运维成本,确保了用户的高质量用电,有效支撑了社会经济发展,是国家实现乡村振兴战略的重要支撑与保障。此外,研制的具有自主知识产权的配电网故障在线监测及诊断技术实现了产业化,带动了配电线路故障快速处置技术和相关产品的创新,推动了行业的发展。
配电网配电线路故障监测系统在线监测装置
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2600030113
北京
P694
应用技术
自然科学研究与试验发展
山洪灾害运行管理平台实现山洪灾害监测预警设施设备运行状态的实时监测,利用监测数据对设备进行健康状态评估,及时发现故障并提醒县级管理人员派发维修工单。利用信息化系统省级管理人员可实时自动化监管,及时撑握各市的运行管理情况,市级管理人员可利用管理系统及时检查各县运维工作的开展情况。乡镇和村的管护人员可及时上报设施设备的损坏情况。利用信息化管理手段,补齐山洪灾害监测预警设施设备的运行维护短板。
主要性能指标:山洪灾害监测预警设备管理系统主要实现对监测预警设备的生命周期管理,对预警设备等信息进行登记管理,实现设备信息随时查、随地看的目标。通过运用物联网技术,为每个设备生成一个身份标识二维码,将建设或发放的山洪灾害防御装备进行登记标识,具有通信功能的收集其工况,无通信功能的记录其发放信息。对进行健康评估,及时提醒运维人员处理设备异常,监控设备运行状态,提高山洪灾害设备的在线率,保障设备稳定运行。
适用范围:适用于已建山洪灾害、基层防汛项目和工作。
山洪灾害运行维护管理系统山洪灾害监测预警设备
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2500110353
福建
TM727
应用技术
电力供应
近年来,自然灾害频发、广发、强发,多重灾害复合叠加趋势日益明显。配电网直接面向电力用户,分布广、环节多,更易遭受多重灾害破坏。提升配电网面向台风、强对流等多重灾害的防灾减灾救灾能力,是建设更高水平的平安福建、筑牢国家安全东南屏障、推动福建省高质量发展与高水平安全良性互动的重要抓手。
多重灾害下配电网防御与应急面临三大技术难题:
一是多重灾害预警“精度差”,多致灾因子耦合叠加,传统气象灾害监测预警方案盲区较大、分辨率低,对配电网适用性差;
二是防灾规划建设“质效低”,配电网点多面广、规模庞大,传统大规模网架加固方案投入大、效益低,对重要负荷保障提升有限;
三是应急抢修复电“协同难”,多重灾害下配电网故障范围广、修复时间长,传统应急模式多侧重于灾害被动响应,反应滞后、效率低,多类型资源协同困难。
项目在国家重点研发计划、国家自然科学基金等重大项目支持下,构建了配电网多重灾害“精准预警、高效增强、快速恢复”技术体系,取得重大创新突破:
1.首创配电网多层次多重灾害监测与高时空分辨率预警方法。阐明福建省配电网多重灾害时空特征与风险演化机理,研制电力气象监测装置等系列装备,提出设备级高时空分辨率气象预报订正与精细化预警方法,实现省域配电网多重灾害监测预警全覆盖,预报空间分辨率提升至设备级,平均预警准确率达94%。
2.提出了主干网架高质效强化与资源协同优化配置方法。发明基于设备重要度概率排序的配电网薄弱环节识别技术,提出“规划-运行”两阶段主干网架强化方法,突破多维不确定性下多类型资源协同优化配置的技术瓶颈,实现同等设防标准下电网投资压降超15%,同级别灾害下用户停电损失减少超20%。
3.发明了多元异构资源协同的配电网多重灾害应急恢复技术。提出适配复杂灾害差异化场景的故障风险阻断方法,发明多元不确定性下应急资源多阶段灵活调配技术,提出计及资源可达性的配电网快速复电方法,实现省域内应急资源调配24小时到位率达100%,灾后用户平均复电时间降低近五成。
项目获授权发明专利34项,出版专著1部,登记软件著作权9项;主导制定并发布国家标准等4项标准;发表高水平论文46篇,其中SCI、EI检索37篇;成果被30余位院士、IEEE Fellow正面评价。经余贻鑫院士、邱爱慈院士领衔的专家委员会鉴定“项目技术整体处于国际领先水平”。
项目成果已在福建省整体应用,近三年支撑实施配电网防灾建设改造项目971项,圆满完成67场灾害防抗工作和153项保电任务,并推广应用至浙江、湖南等11个省市,支撑了华东区域国家级电力应急基地、全国雷电监测预警中心、电网台风监测预警中心建设,显著提升配电网对多重灾害的防御与应急能力,相关成果入选国家能源局电力行业防灾减灾救灾典型案例,获中央电视台、人民日报等主流媒体广泛报道。项目近三年直接经济效益达16.2亿元,减少经济损失超200亿元,社会经济效益显著。
配电网网架强化方法高时空分辨率预警方法
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2600010878
陕西
TM726.3
应用技术
土木工程建筑
随着城市电网规模的不断扩大和高压、超高压电缆在电网中比例的快速提升,电缆沟和电缆隧道已成为供电系统的重要通道。然而,其典型特点如空间狭窄、湿度较高、环境复杂、电缆密集敷设,使得电缆运行风险显著增加。近年来,电缆故障及火灾事故频发,尤其是阻水缓冲层烧蚀和电弧性接地故障,已成为引发电缆重大灾害的主要原因。统计显示,2016年至2024年,中国电气火灾超过75万起,其中电缆火灾占比超过50%。这表明,传统依赖经验的防护与检测手段已无法满足电网安全稳定运行的需要,亟需建立系统化、科学化的电缆防灾减灾技术体系。
国网西安供电公司运维的110kV及以上电缆长度达1870km,其中330kV超高压电缆规模达157.835公里,超高压电缆线路回路数和长度位居全国第一。然而随着高压超高压电力电缆在陕西电网系统中的占比越来越大,由于西安地区电缆通道建设标准偏低,没有实现高低压、强弱电分离,且电缆通道普遍防火消防标准偏低,综合监控等技防措施不足,导致输电电缆整体运行环境较差。2016年西安市发生高压电缆沟火灾事故,2025年北京市顺平路潮白河大桥电缆桥架发生火灾导致大范围停电,造成严重的经济与社会影响。因此,亟需开展高压超高压电缆防灾减灾关键技术的研究,有效提升电缆整体防灾减灾能力,降低电缆及通道火灾风险,降低电缆故障率,提升电缆状态评估能力,对于确保电缆线路安全可靠、避免突发性大面积停电事故,提升西安电网稳定运行、城市经济发展和优质服务能力,具有十分重要的意义。
针对上述挑战,该项目聚焦于“高压超高压电缆线路及通道火灾防灾减灾”核心目标,系统开展了基础研究与工程应用探索,形成了覆盖材料、系统与通道环境的多维度关键技术成果:一是建立了高压电缆缓冲层仿真模型,从缓冲层材料、烧蚀位置等方面研究了缓冲层烧蚀特征及烧蚀关键影响因素与机理,构建了高压电缆缓冲层的状态评价体系,设计了抑制电化学腐蚀的阻水缓冲层结构,解决了电缆缓冲层烧蚀检测与防护的难题。二是建立了高压超高压交叉互联电缆系统的行波模型与电弧能量释放模型,研究了纯电缆线路及架空电缆混合线路不同护层接地方式下的过电压特性,揭示了电弧故障的能量向相邻电缆及通道环境传递的机理,研制了330kV电缆线路新型护层保护器及监测装置,保障了陕西330kV超高压电缆系统的安全运行。三是针对陕西电网高低压电缆共沟敷设防火隐患难点,建立了电缆单相电弧接地故障过程产生电缆通道火灾的发展演化模型,研究了电缆电弧故障引发通道火灾的致灾机理,确定了防火隔板宽度、间隙对电缆通道火灾火焰蔓延的影响因素,优化了电缆及通道防火设计方案,提高了电缆及通道防火标准。四是提出了基于电缆局部放电、光纤测温、护层环流等在线监测量的高压电缆多状态感知方法,构建了电缆状态评估模型,开发了电缆故障分析、状态监测与诊断、全寿命周期综合管理系统及软件平台,实现了高压超高压电缆系统状态评估及寿命预测。
项目研究成果不仅突破了电缆灾害机理、仿真建模与防护设计等多项技术瓶颈,填补了国内在高压超高压电缆防灾减灾领域的技术空白,还形成了系列创新的评估方法与工程防护方案。研究成果已通过退运电缆验证和工程示范应用,表明其能显著降低电缆故障率和火灾风险,提升电缆寿命与运行可靠性。
该项目在电缆灾害防护与状态管理方面实现了从机理研究到工程应用的突破,特别是在电缆线路防灾减灾领域形成了系统的关键技术与解决方案,为电缆运行故障的早期预防、火灾风险的科学防控及全寿命周期管理提供了有力支撑。项目的实施为保证设备的运行可靠性提供了有效的方法,项目实施过程中西安地区从2020年起连续4年无火灾事件发生,设备故障率大幅降低,有效提升了高压超高压电缆设备的运行可靠性,对提升西安以及全国城市电网的安全性与可靠性具有重要的示范意义和推广价值。项目研发的装置及软件经中国测试技术研究院、电力工业电气设备质量检验测试中心等机构检测,各项指标均符合国家相关标准要求。项目成果已在国网上海市电力公司及陕西电力有限公司应用,效果良好。
该项目在高压超高压电缆线路及通道火灾防灾减灾方面取得了多项原创性成果,获得授权发明专利2项,实用新型专利4项,发表中文核心及以上论文8篇,参与编制企业标准1项、团体标准2项,取得软件著作权1项。
电缆线路供电系统电缆通道建设
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2600030042
北京
TP319
应用技术
公共软件服务
该系统主要包括监测预警、预警信息查询、突发预警建立、应急响应、洪水预报、雨水情信息、站点基础信息、气象国土信息、工情信息、值班信息、数据维护、设备运行状态、系统管理、数据共享等功能模块。省级预警平台建设为省市级决策指挥提供科学依据,从而提高山洪灾害监测预警效率。该平台具有:开放性;支持多种硬件平台,采用通用软件开发平台。标准化:各项软件开发工具和平台符合中国国家及行业标准。参数化:实现完全模块化设计。
主要性能指标:
1、在不少于10人进行同时操作时,二维WEBGIS响应速度<5秒,三维WEBGIS响应速度<6秒,复杂报表响应速度<5秒,一般查询响应速度<3秒。
2、容错性:提供有效的故障诊断工具,具备数据错误记录功能。
3、安全性:用户认证、授权和访问控制。
4、兼容性:软件版本易于升级,能适应防汛抗旱指挥系统相关的标准。
5、易用性:具有良好的简体中文操作界面、详细的帮助信息。可靠性:能够连续24小时不间断工作。
适用范围:适用于各级防汛抗旱部门开展山洪预警管理工作。
山洪灾害监测智能综合系统软件开发
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2500050105
内蒙古
R286、R587.1
基础研究
中成药制造
内蒙古东部配电网台区在自然环境和电网环境两方面都存在复杂性。自然环境方面,内蒙古东部地广人稀,森林草原面积占比大、雨季雷电频发、农灌季节性负荷差异大;电网环境方面,具有新能源渗透率高、网架结构较为薄弱、负荷密度较低等特点。因此存在规划投入低效,系统安全可靠性差,线路雷击跳闸率高等挑战,严重影响了居民生活质量、新能源利用效率和电网投资建设质效。项目重点考虑了分布式新能源和多种类负荷不确定性,提出复杂配网负荷预测方法、分布式新能源和网架结构规划方法;在此基础上,提出分布式储能技术对配电网有功、无功功率的优化控制方法,提升了供电可靠性;设计开发防雷型高压封闭喷射式熔断器,以应对复杂环境下的雷击灾害。解决了复杂环境下薄弱配电网台区规划、控制与保护技术难题。
取得如下创新成果:(1)综合考虑蒙东地区多类新型负荷的互动运行特性与分布式电源的调节特性,提出了多场景融合的配电网多断面可靠性计算方法,解决了分布式新能源和负荷波动在不同时间空间尺度下差异引起的不确定性问题,增强了规划目标函数的准确性;创新性地提出了考虑新型配电网源荷增长特性的分布式储能可持续规划方法,解决了现有配电网规划前期设备利用效率不高、规划后期供能可靠性下降等问题;并开发了配电网网架区域规划辅助设计软件,最多能使分布式储能设备以及线路的投资成本减少24.3%,使新型配电网供能可靠性最高提升17.4%。(2)建立分布式储能集群运行柔性参数辨识模型,创新提出了考虑薄弱配电网动态潮流的配电网分布式储能运行主动功率支撑控制方法,解决了蒙东配电网因高比例可再生能源出力不确定性造成的电压波动问题和高峰谷差配电网中供需矛盾问题。优化储能运行,实现了分布式储能高效经济调控,提升了配电网稳定性,使实验地区新能源消纳能力提升10%,电压波动偏差保持在±0.5%,保障了配电网安全可靠经济运行。(3)针对蒙东配电网雷击跳闸率较高、保护设备绝缘程度低、检修工作存在一定安全隐患的问题,创新研制了防雷型高压封闭喷射式熔断器,熔断器装置具有“四防”、“两高”、“一灭”的特点,改善了传统跌落式熔断器在绝缘和抗污损性能上的不足,具有优越的环境适应性和稳定性,可在配网线路不停电情况下进行安全、方便地拆卸和安装,设备已在蒙东地区开展了广泛应用与验证,使配电线路雷击跳闸率下降21.4%。
该项目获授权国家发明专利11项,实用新型专利3项,登记计算机软件著作权1项,发表核心论文13篇。项目成果在蒙东电网进行了推广应用,在电网扩建工程中节省了1台主变和31台配变的投资,平均每年使88个配电台变减少故障次数918次,减少损失2607.55万元,提升了配电网安全可靠运行能力,解决了草原上最后“几公里”供电难题,保障了祖国北疆屏障农牧工业和生产生活用电安全,充分践行人民电业为人民的服务宗旨,为美丽生活充电、为美丽草原赋能。
糖尿病蒙药特格希德格奇临床疗效
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2400170121
福建
TP242
应用技术
环保、社会公共安全及其他专用设备制造
重特大自然灾害的应急救援问题是世界各国关注的热点和难点。地震、山体滑坡等地质灾害频发造成的人员伤亡严重、经济损失巨大。据中国应急管理部统计,仅2022年自然灾害受灾达1.12亿人次,直接经济损失2386.5亿元。救援机器人在废墟搜救、堰塞湖处置等救援中发挥着重要作用,但传统的救援机器人功能单一、操作粗犷、协同力差,中国高端救援机器人主要靠进口,因此亟待研发多功能、自适应、快协同的智能化救援机器人,实现国产替代。
项目通过10年产学研用创新合作,发明了高可靠高强度钳剪抓一体的多功能救援属具,解决功能单一难题;发明自适应自规划救援核心机构,解决操作粗犷难题;研发救援机器人智能化多机协同技术,解决协同力差难题。以攻克以上难题为突破口,引领中国救援装备的发展。
(1)发明了多功能高可靠超高强度救援属具。提出一种NSGA-II、灵敏度分析、模糊综合评价与CAE分析构建多目标多领域优化新方法,发明集钳碎、剪切及抓取功能为一体新属具;探明多功能属具失效机理和可靠性演化规律,研发出“零故障”高可靠救援属具;探明微量V、T1、B、Cr元素对20超高锰钢强化机制,研发出超高强度超耐磨mn20超高锰钢属县新材料。最终发明了集钳碎、剪切、抓取功能为一体的应急机器人救援属具,其抗拉强度中1350MEa提高到1765MPa,提高31%,可通过钳剪形态与抓取形态变换,单臂单属具完成双臂双属具复杂救援动作。
(2)发明了自适应自规划救援机器人核心机构。研发了基于分级规划策略的贝叶斯网络的智能决策算法,实现救援机器人机械臂的高精度自适应自规划;研发了油电混合轮-履复合式移动平台,实现救援机器人对复杂多地形的快速响应和自适应;构建地震、山体滑坡等地质灾害现场救援情景,研发了救援机器人路径自侦察自规划控制系统。最终实现了援机器人机械臂运动自规划、地形自适应、路径自侦查自规划。
(3)研发了快协同多机器人智能协同技术。建立了适应于灾后环境下的机器人自组织分层式结构,研发了基于多天线、免调度、超远距离、大带宽、低时延主从通信控制技术和智能化远程多机协同交互技术;构建灾后现场复杂环境的统一深度学习网络模型,提出基于时间反馈mlor1et小波变换算法,研发了救援机器人智能感知探测技术。最终实现了救援机器人智能多机协同交互操控和对微弱生命信号的智能感知探测。
项目产品在福建亿松机械有限公司等国内外重点企业应用,产品累计实现营业收入22.3亿元,利税1.4亿元。获得授权专利34件,其中美国发明专利1件,国内发明专利18件;发表SCI/EI等论文30余篇。项目产品在重大救灾中广泛应用,如3·7泉州酒店倒塌、8·8九寨沟地震、厦门“莫兰蒂”超强台风等救援中发挥了重要作用。
项目经中国工程院院士王玉明为组长的专家组评审一致认为:“项目技术难度大、创新性强,整体技术达到国际先进水平”
应急救援机器人智能感知探测技术移动平台
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2500032336
山东
P754.3
基础研究
矿山、冶金、建筑专用设备制造
1)通过小型化高压降压设备、智能能源管理系统研究,保证水下观测网能源可靠供应;采用总线技术实现多传感器自适应接口、即插即用和可扩展;通过机器学习理论构建故障预测与诊断模型,实现仪器状态实时监控、异常预测和故障自诊断;基于以上研究,研制智能水下接驳盒设备和数据采集器,提升海底观测设备长期运行可靠性和稳定性。
2)开展100km光电复合缆的高带宽数据通信研究,实现海洋牧场骨干网的大数据传输;通过调制解调算法和电路设计研制通信设备,实现10km有缆高速宽带数据传输;研究异构网络通信技术,开发基于有线-无线方式的中继设备,实现海面-海底高速通信。
3)开展自动释放装置结构优化设计,提升设备回收简易性,降低水下湿插拔难度和成本;开展基于动密封技术和紫外光技术的微型防附着装置研究,降低仪器的维护周期,提升仪器工作时间和使用寿命。
4)基于计算机视觉技术开展面向海底可视化的低质图像增强、入侵检测、目标检测与识别、目标行为分析等方法研究;通过视频压缩技术、高清CCD成像技术研制水下智能视觉监控系统,提升水下视觉信息的解析能力和智能化应用水平。
5)通过模式识别和数据挖掘算法,建立海底观测网环境信息预测预报模型、海洋生物行为分析和疾病预测预报模型、海洋灾害预测预报模型,构建海底观测网数据管理系统,为科学研究提供数据支撑,对海洋灾害和养殖疾病提供预报预警服务。
知识产权情况:该项目开发了海参口服液、参白壹号、参命壹号、参肝宝贝、幸福壹参、海参多糖颗粒、好当家软胶囊等剂型的海洋功能食品7个,建立了相关产品的企业标准,获得保健食品批号1个;获得发明专利6项,发表学术论文3篇;为国家海洋局一所提供了大量的海参皂苷,研制了海参皂苷holotoxinA1、Cladoloside B 标准样2个。
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