轮胎新材料应用及高端产品的研发

成果与项目的背景及主要用途：该项目是天津市科技发展计划项目，通过了科委组织的专家验收。项目组采用自顶向下的设计方法，完成了 CMOS 图像传感器 1024×768 像素阵列的版图设计，通过了仿真验证，结果达到了设计要求。在 Chartered 公司0.35um 工艺线上成功试制了关键模块和小规模完整的 CMOS 图像传感器样片。样片工作正常，能够正确的拍摄运动物体，各项指标均满足设计要求。 背景：CMOS 图像传感器是当前已广泛用于民用、工业、科技和国防领域的各类图像摄取系统，近年来民用电子产品领域发展迅猛，如照相手机、PC 机、像机等。该成果主要用于图像摄取系统的核心部件—CMOS 图像传感器设计中。 技术原理与工艺流程简介：CMOS 图像传感器利用成熟的 CMOS 工艺制作光敏像素单元，因此可以把光电接收器和信号处理电路集成在单个芯片上。 主要设计内容包括：像素阵列、消噪放大电路、模数转换器、时序控制电路和测试系统设计。采用自顶向下的设计方法，首先根据功能要求对系统进行架构设计，将系统分为时序控制电路部分（数字电路实现）和从像素阵列到 AD 转换的信号处理部分（模拟电路实现）。版图设计完成后，导出 GDSII 文件，在新加坡 Chartered 公司 0.35um 工艺线进行流片，然后进行封装。根据芯片工作对外界的要求设计 PCB电路板，搭建测试系统，对芯片功能和各项电学指标进行测试分析。  技术水平及专利与获奖情况：技术水平属国内先进。 应用前景分析及效益预测：该项目取得了 CMOS 图像传感器的核心设计技术，可用于各种CMOS图像传感器设计中，中国CMOS图像传感器市场需求庞大，年复合成长率达到 60%，因此有着广阔的应用前景。目前国外同类产品的销售价格远远高于芯片的开发成本，因此存在很大的利润空间，将产生很好的经济效益。功能上可完全兼容、并替代进，通过合作根据市场需求，随时调整产品种类和指标，使经济效益最大化。 应用领域：CMOS 图像传感器广泛应用于消费类、工业和科技等各个领域。 民用领域：拍照手机、数码相机、可视门镜、摄像机、汽车防盗等；工业领域：生产监控、安全监控等。

铁路勘测设计一体化、智能化是系统地研究和建立以数字化信息为基础，以计算机应用技术拉通勘测设计全过程为主要特征的新的生产作业模式。所以，该系统应将使用各种勘察手段所采集的铁路线路及其相关的地形、地理、地质、水文等资料加工成数字化信息，通过接口界面进行信息处理并传输到工程数据库中。先进的计算机网络必须覆盖各专业CAD终端，各专业在集成化设计环境中共享工程数据的信息，完成本专业设计，同时输出数字化和可视化的设计成果，供后序专业应用。设计完成后，全部CAD设计电子文件通过网络直接归档，从而实现铁路勘测设计一体化。随着各专业设计专家系统的建成与不断完善，再实现勘测设计智能化。在一体化新的作业模式下，勘测设计的全过程可以理解为对一般数字化信息流的采集、加工和扩充的过程。外业的勘测和勘探资料是这股数字化信息流的源头，各专业的设计工作是对信息流的加工和扩充。最终完成的数字化信息就是设计成果和归档资料。设计与管理所面向的不再是原来的书面资料和图纸，而是在工程数据库统一管理下，在网络的终端上有序受控流动的数字化信息流。所以，实现勘测设计一体化的过程就是从以非数字化为基础的现有作业模式向以数字化为基础的新的作业模式转化的过程。实现这一转化需要建立新的勘测设计流程，研究解决新模式带来的一系列技术层面和管理层面的关键问题。 1)勘测设计资料数字化是新的生产作业模式的基础，只有后道工序需用计算机处理的资料是数字化的资料，才能保证整个设计过程形成数字化的信息流。这就需要外业勘测时尽量利用各种测量仪器的数字化功能，使第一手资料即是数字化的形式，同时资料整理必须利用计算机来完成，才能获得满足内业设计要求的数字化勘测成果。为了实现外业数字化勘测，重点应研究以下问题：充分开发利用航测、全站仪及各种遥感设备的数字化功能；研究既有地图如何实现高精度、高清晰度扫描数字化处理；开发在勘测现场的铁路线路初步设计方案比选系统，改变外业队的作业方式，建立与数字化勘测相适应的装备水平、劳动组织、作业内容和管理制度。 2)建立工程数据库是新的生产作业模式的核心，新模式与原有模式的重大区别之一就是外业与内业之间、各专业这间需要共享的数据都要通过数据进行存取，所有的设计成果都由数据进行保存与管理。所以，如何开发一个符合铁路勘测设计行业特点、功能强大的工程数据库管理系统是本项目研究的一个重点。为此，需要研究与解决以下关键技术问题：做好标准化工作，制定铁路勘测设计一体化数据格式标准，规定每个专业的哪些数据需要进；如何处理非结构化数据；如何制定适应铁路勘测设计特点的数据结构。 3)建立铁路勘测设计集成化设计环境是新的生产作业模式的关键，新模式与原有模式的重大区别之一，就是全部内业设计均在集成化设计环境中进行。设计集成化环境是以计算机网络为平台，工程数据为核心，设计流程管理为主线，各专业设计软件与程序数据库接口为主要内容的计算机集成应用体系。为此，需要研究与解决以下关键技术头题：建设技术先进的计算机网络系统；研究出一种适应各种软件和各种数据需求的专业设计软件与工程数据库的接口方案；开发设计流程管理系统，保证整个设计在受控，有序的条件下进行。从而实现完全消除专业间书面资料的往来传动，每个设计人员在自己的计算机站点上就可完成设计和前后工各种间的信息交换。 4)建成计算机档案管理系统是新的生产作业模式的重要内容，新模式与原有模式的重大区别之一，就是全部电子设计文件采用光盘存储并由计算机管理。计算机档案管理可实现在网络环境下直接检索、查询、浏览和下载电子档案文件，并为电子设计文件重复利用提供了极大的方便。为此，需要研究与解决以下关键技术问题。正确处理管理型软件与管理方式之间的关系，就是说，所编的档案管理软件应满足行业的需要，适应各设计院在档案管理上存在种种差别的实际情况，而不是让各设计院改变档案管理方式来适应所编的软件；能浏览各种格式的电子文件，使软件具有良好的实用性。 5)采用人工智能技术是实现铁路勘测设计智能化的主要途径。传统CAD技术的特点是辅助设计人员进行计算与绘图，没有智能功能。总结国内外经验后，我们认为，以专家系统、智能CAD为主要内容的人工智能技术在铁路设计中的应用是实现铁路勘测设计智能化的主要途径。铁路选线是带全局性的非常错综复杂的设计问题，一直以人工以验为主进行设计，只能对有限的方案进行研究，设计周期长，推荐方案往往不是最优的。所以，必须要研究铁路新线设计智能CAD系统，以提高设计质量。采用综合地质勘探方法来解决特定的工程地质问题被证明是行这有效的。由于综合地质勘探模式有几十种，采用哪一种模式来解决某一个具体工程地质问题往往是很复杂的、模糊的。采用的模式不适合，就不能有效地解决问题，所以要研究铁路地质综合勘探方法专家决策支持系统，以显著提高地质工作质量

铁路电力系统主要为编组站、车站、检修工厂、机务段、车辆段、通讯、列车行车信号等动力和照明提供用电，它虽工作于电网的末端，属于电力、输、供三个环节中的供配电环节，但其对供电可靠性的要求却非常高。近年来铁路行车速度不断提高，直接与行车有关的新工艺、新设备无不要求电力供应稳定可靠。青藏铁路平均海拔超4000米，其环境达零下25度，使普通电器设备无法正常启动；其大气压力远远低于正常海拔值，使普通电器设备的耐绝缘、耐冲击、继电器触头及印制板的设计性能等均不能满足要求。同时，青藏铁路沿线恶劣的自然环境，给设备进行现场试验和维护带来诸多不便。因此，需要一体化的系统来综合解决这些问题。该系统包括如下几个方面的内容：1）适用于高原低温等恶劣环境的保护、测控装置的新硬件平台。2）适用于高原低温等恶劣环境的基于地理信息系统、管理信息、视频监控系统的铁路电力远动高度系统。3）适用于高原低温等恶劣环境的铁路电力综合自动化系统。4）适用于高原低温等恶劣环境的铁路电力线路自动化。5）适用于高原低温等恶劣环境的变（配）电所电气设备状态在线监测系统，包括一次设备的在线监测和二次设备的在线监测。

本申请涉及一种二维材料硒化铟的非晶化方法。本申请的非晶化方法包括：S1：提供设置有纳米层状硒化铟样品的电学芯片；S2：对电学芯片施加脉冲电压，使硒化铟发生非晶化。本申请通过施加脉冲电压来诱导非晶化，具有快速、精确、节能等优势，适用于高性能电子和光电器件的制造。

导热油在使用过程中，在高温条件下与空气接触极易氧化，产生酸性物质，腐蚀设备，严重影响导热油的安全运行，酸值是导热油品质的重要指标。本油品酸值测定仪结合 3D 打印技术和流程控制系统而设计，一部分是利用 3D 打印技术设计的 3D 模块（如图 1a 所示）和固定在其上的油水分离膜实现油样品和标准碱水的充分混合反应再分离；另一部分是利用连接在该 3D 模块上的 pH 电极和信号转换装置通过计算机上的流程控制系统实现油品酸值的自动一体化检测。 该油品酸值测定仪一方面利用油水分离膜解决了传统检测方法中油样品和标准碱水分离不充分而导致检测结果不精确的问题，将分析流路中油水混合、分离部分以及检测部分通过 3D 打印的方式实现检测流路的集成化和设备的微型化；另一方面通过流程控制系统与计算机联用，易于实现自动化、一体化快速检测。 利用该油品酸值测定仪检测油品酸值无需使用指示剂，方法简便，分析速度快，平均样品分析时间为 5-6 min，灵敏度高且样品检测重现性高，检测的范围广，检出限为 0.2 mg KOH/g（S/N=3）。本仪器将 3D 打印技术开创性地结合流动注射技术、离子选择性电极技术，实现微型化油品酸值检测仪器的设计开发，完全避免了有毒有害有机试剂的使用，绿色环保，准确度高，可以用于现场和在线检测导热油酸值分析。