将先进的光纤光栅传感技术与无线传感网络技术相结合,提出并实现了一种可进行多种参量及多维传感测量的光纤光栅无线传感器网络系统。具有测量精度高、抗电磁干扰、组网灵活、网络规模大、集总式控制等点。所设计的系统，由光纤光栅无线传感器节点、中心节点和控制中心组成。光纤光栅无线传感器节点采用电池供电，采用低功耗设计，电池单次工作寿命可达100天。传感器节点间采用无线方式通信。通信半径可达150米。传感器节点可以感测温度、压力、应变、位移、振动等参量。并在控制中心实时显示。整个系统具有数据融合、分析、报警等功能

机器人仿真系统为机器人系统的前期设计、后期验证提供了平台，利用机器人仿真实验替代实体机器人实验，能够有效避免机器人可能出现的硬件损伤，并提高工作效率。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 作为机器人研究中的重要方面，机器人仿真技术始终是机器人领域的热点之一。将计算机仿真技术的优势引入到机器人的研究中，使实验者更加逼真地感受到机器人的空间三维环境。机器人仿真系统为机器人系统的前期设计、后期验证提供了平台，利用机器人仿真实验替代实体机器人实验，能够有效避免机器人可能出现的硬件损伤，并提高工作效率。同时，可用于机器人学的教学中，丰富教学的内容。 项目特色： 对机器人的三维仿真实现。根据真实机器人的几何尺寸，利用AutoCAD和3dsMax进行机器人建模，最终通过Managed Direct3D实现高仿真度的仿真机器人场景，并允许用户以各种方式控制仿真场景的平移、旋转、缩放操作。 根据“可配置”的设计目标，采用模块化的设计思路，实现与真实网络多机器人系统相同的架构，保证仿真系统与真实系统各个模块之间的相互替代，允许用户在仿真模块与真实模块间的自由切换。 通过对机器人学中正逆运动学、雅克比矩阵、轨迹规划等基础知识的研究，依据.Net开发平台，采用C#语言实现了三维仿真系统的整体架构，利用Managed Direct3D实现了仿真场景，并利用计算机强大的图形显示优势实现了可扩展功能，例如：机器人末端点标记，机器人数据文件的记录回放功能等。 主要技术性能指标： 万次无故障运行，运行过程中内存占用为55M。 可运行于不同的操作系统中，包括：Windows 2000，Windows XP及Windows Vista。 仿真场景可以实现60fps的刷新率。 可通过Internet实现与真实网络多机器人系统的连接。

1 成果简介本系统采用了一种多翅片降膜蒸发方式，通过高效降膜蒸发、膜态冷凝等强化传热传质技术，有效提高了单位体积装置淡水产率。其产淡水效率比目前市场上其他蒸发式产品更高， 70℃时单位体积产淡水率即可达到 135kg/(m3·h)，温度更高时产淡水率将进一步提高。在产淡水量相同的情况下，本系统的结构更紧凑、反应更迅速。系统样机见图 1。 本系统采用多种创新性设计，降低了系统能耗，更加节能环保。本系统可利用的热源形式和温度范围更广，热源温度在 50℃左右时系统即可产出淡水，可利用蒸汽、热水、太阳能、地热水和废热气等热源，应用前景广阔。 本系统采用一体化设计，使结构更为紧凑，外界环境一定震动时仍能正常工作，方便搬运、携带，可靠性好。图 1 多翅片降膜蒸发紧凑式海水淡化系统样机 图 2 多翅片降膜蒸发紧凑式海水淡化系统淡水产量随热源温度变化曲线2 应用说明此系统可充分利用低品位热能，如地热、工业废热、交通工具废气余热等低温热源（ 50~100℃），适用范围较广。大规模的海水淡化设备可以与大型火电厂、化工厂等相结合。小规模的海水淡化设备可以利用太阳能加热设备等，淡化后的水可直接饮用。3 效益分析此系统设计上的创新与优化使得投资成本大为降低。运营成本非常低，每天仅需 2 度电。目前市场上常见的反渗透膜式海水淡化设备的单位产淡水量所需成本是此系统的 10~30 倍，预计此系统一年半即可收回成本。

以高压放电理论为基础，以接地系统的标准为依据，利用研发高导电 CrNi 基 Cu 合金复合耐腐蚀材料，创新垂直接地体的结构设计，研制新型多针式垂直接地系统。实现节约资源（土地、材料）。

本发明公开了一种基于全双工多中继系统的通信方法，属于无线协作通信技术领域。本发明在信源和信宿之间部署多个全双工中继节点对信源信号进行接收并解码，从能够正确解码的中继节点中选择一个最优中继节点将已解码的信源信号转发给信宿；同时，信源发送一个新的信号。由于工作于全双工模式，最优中继节点会受到环路自干扰影响；而其余中继节点会受到中继间干扰影响，鉴于此，本发明设计了相应的干扰消除技术并分析了在不同剩余环路自干扰强度下的系统性能。本发明通过实验仿真分析结果显示，在正常传输速率和信噪比情况下，本发明具有信号中断概率低，系统的频谱效率高，系统鲁棒性强的综合表现。

成果的背景及主要用途： 天津大学结合三门峡水利枢纽管理局委托“三门峡枢纽多模目标优化调度研究”项目和教育部骨干教师基金“粘性泥沙的力学模型和人工智能模拟复合模拟研究”项目开展了多沙河流水库水沙电的多目标优化调度的研究工作。采用科学的理论方法和先进的技术手段，创新地研究调度管理系统中涉及的水文预测、泥沙冲淤的智能快速模拟、高含沙洪水的“揭河底”现象的特征机理、多目标优化调度、实时短期调度、调水调沙等问题，以便使水库优化调度管理系统更科学化、智能化、系统化。本研究项目的进行与研究结果，有利于协调解决目前防洪、供水、泥沙淤积与蓄水发电等多目标的优化调度的问题，确保在改善多沙河流水库库区、下游水库及其河道的泥沙淤积情况的同时增加发电量，提高社会效益和经济效益，在全国用电紧张、更加注重社会效益和生态效益保护的今天，本项目的研究有重大的现实意义和实用价值。 技术原理与工艺流程简介： 本项目主要利用混沌神经网络模型对黄河中下游中长期径流和含沙量进行了预测，并利用模式识别的方法随机模拟了洪水过程中的流量过程线和含沙量过程线；对影响潼关高程和水库泥沙淤积量的相关因子进行优选，并利用其训练神经网络；将 BP 人工神经网络模型运用到径流量的预测，水库泥沙淤积、潼关高程中去，进行计算和预测；建立随机微分方程模型，确定水库断面水库进行多目标优化调度。在完成上述专业模型系统的设计开发基础上，将利用多目标系统决策分析理论，通过从下到上逐级控制，并协调各子系统的运行关系，使各子系统既能实现各自目标，又能满足彼此的制约关系，从而实现整个枢纽的综合最优调度。 技术水平及专利与获奖情况： 该项成果达到国际先进水平。应用前景分析及效益预测：水库多目标优化调度的效益极为明显，往往是在不增加水利枢纽运行和管理成本基础上实现的效益，在水资源日益短期的形势下，其重要性也日益突出。本项目所研究的多沙河流以水、沙、电多目标优化调度系统，可为解决防洪、供水、发电与减淤的矛盾提供新的技术手段和理论方法，可以应用到黄河等多沙河流的各个水利枢纽的优化调度运行中，能实现水库枢纽经济效益、社会效益和生态效益的综合优化及和谐统一。还可以应用到含沙量较小（但又必须涉及泥沙问题）的河流上的各个水库枢纽上，如三峡水库等，应用范围极为广泛，具有广阔的应用前景。 应用领域：水利水电工程运行管理。 合作方式及条件：技术服务。

2019年上海市科技进步一等奖 在复杂多变海况与恶劣运行环境中，大型综合电力系统各类型扰动和故障频繁，严重影响了大功率变频装置与高精密仪器的可靠运行，系统安全稳定问题远比陆地电网严峻，亟需突破解决。提高装备性能和系统调控水平，是保障我国由造船大国向造船强国转型升级的重大需求。围绕综合电力系统优化与智能运行技术难题，历经十余年的产学研攻关，取得了多项独创性技术成果： 1、发明基于多电平功率模块的大功率变频系统及自适应虚拟同步电机控制技术，研制国产5MW大功率多重优化控制变频装置。 2、首创多频带混合电力滤波器及参数动态优化技术，开发变压器可控预充磁装置，研制船舶电能质量诊断与协同优化控制系统。 3、提出大型船舶电站-电网自适应广域协调保护方法，研制协调保护装置与模糊多目标故障智能自愈系统。 4、发明船舶负载功率波动模糊分频与协同优化分配技术，提出综合电力系统分级协同稳定控制机制与方法，开发船舶能量动态智能优化管理系统。 项目获16项专利，成果整体达国际领先水平，打破了国外技术垄断与封锁，解决了我国民用船舶电力系统关键装备“卡脖子”的问题，有效支撑了综合电力系统的优质运行。成果已成功应用于“海洋981”半潜式钻井平台、“雪龙2”等综合科考船、大型箱船，其中“东方红3”科考船电网运行参数部分世界领先，获CCTV、新浪网等多家权威媒体报道。项目核心装备与系统打通了高技术船舶上下游产业链，推动了上海船舶工业高端化转型与发展，近三年新增产值10.39亿、利润1.48亿、利税0.5亿，衍生技术已拓展应用至多个配电网示范工程。 图 2 自主优化控制大功率变频装置 图 3 混合滤波器实物图  图 4 电能质量主动优化控制系统 图 5   智能保护与自愈系统现场应用及测试

项目成果/简介:2019年上海市科技进步一等奖在复杂多变海况与恶劣运行环境中，大型综合电力系统各类型扰动和故障频繁，严重影响了大功率变频装置与高精密仪器的可靠运行，系统安全稳定问题远比陆地电网严峻，亟需突破解决。提高装备性能和系统调控水平，是保障我国由造船大国向造船强国转型升级的重大需求。围绕综合电力系统优化与智能运行技术难题，历经十余年的产学研攻关，取得了多项独创性技术成果：1、发明基于多电平功率模块的大功率变频系统及自适应虚拟同步电机控制技术，研制国产5MW大功率多重优化控制变频装置。2、首创多频带混合电力滤波器及参数动态优化技术，开发变压器可控预充磁装置，研制船舶电能质量诊断与协同优化控制系统。3、提出大型船舶电站-电网自适应广域协调保护方法，研制协调保护装置与模糊多目标故障智能自愈系统。4、发明船舶负载功率波动模糊分频与协同优化分配技术，提出综合电力系统分级协同稳定控制机制与方法，开发船舶能量动态智能优化管理系统。项目获16项专利，成果整体达国际领先水平，打破了国外技术垄断与封锁，解决了我国民用船舶电力系统关键装备“卡脖子”的问题，有效支撑了综合电力系统的优质运行。成果已成功应用于“海洋981”半潜式钻井平台、“雪龙2”等综合科考船、大型箱船，其中“东方红3”科考船电网运行参数部分世界领先，获CCTV、新浪网等多家权威媒体报道。项目核心装备与系统打通了高技术船舶上下游产业链，推动了上海船舶工业高端化转型与发展，近三年新增产值10.39亿、利润1.48亿、利税0.5亿，衍生技术已拓展应用至多个配电网示范工程。图 2 自主优化控制大功率变频装置图 3 混合滤波器实物图 图 4 电能质量主动优化控制系统图 5  智能保护与自愈系统现场应用及测试知识产权类型:发明专利 、 软件著作权技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:科技部重大专项、上海市重大项目等

本发明公开了一种基于真双极柔性直流输电系统的多目标协同控制方法，同一换流站内正、负两极换流器独立控制；其中一极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制方式，作为电压控制极提供稳定交流电压；另一极换流器采用有功/无功解耦控制方式，作为功率驱动极，通过修改有功功率参考值实现换流站所传输功率在正负极直流电网中的主动灵活分配。本发明通过极间协同控制策略，根据系统的有功消纳需求和运行工况协同两极间具体功率分配，功率驱动极具有良好的功率调节特性，而电压控制极的直流电压保持稳定，且能够在非正常工况下由健全极主动承担部分故障极功率，避免故障极传输功率过剩，增强了双极系统的灵活性和可靠性。

该项目是863计划项目，现处于实验室研究阶段。项目成果受专利保护。 1、项目概述 本项目针对高速公路进出城路段交通拥堵严重、事故频发，以及高速公路监控系统和城市快速路监控系统各自为政、协同性差的普遍现象，构建了基于互联网的分布式交通特征信息共享平台，实现了不同监控系统的信息共享；借助信息共享平台，系统分析了结合部的动态交通特征，提出了适应不同交通条件的短时交通特征预测技术；采用分层递阶控制和神经网络控制的方法，研发了多匝道的协同控制系统软件，并实现了结合部道路交通系统的微观仿真。 2、技术创新点 在监控系统的信息共享研究方面，初步建立了交通特征信息共享的平台，其中对异构监控系统之间交通特征级信息共享的内容和模式进行了系统分析，对异构信息进行了融合处理，实现了特征级信息的发布。 在短时交通特征预测研究方面，已对京津塘高速公路及北京市快速环路监控系统的海量交通流实测数据进行了特征与关联分析，完成了短时交通特征的预测，并实现了交通拥挤的预判。 在结合部的协同控制方面，利用模糊神经网络的建模和学习方法，对高速公路多匝道控制系统算法进行设计，并进行了控制效果仿真。   3、能为产业解决的关键技术 （1）基于服务水平的特征级交通动态信息融合技术 针对目前高速公路和城市快速路监控系统所采集的交通流基础数据格式和像素级融合技术都有所不同，控制目标参数不统一的现实情况，项目提出的交通特征信息共享平台首先要处理现有高速公路和城市快速路服务水平判定标准不统一的问题，其次需要解决区域交通监控系统的特征级数据融合问题，寻求基于服务水平的动态信息融合技术和方法。 （2）交通特征信息共享平台的设计技术 针对集中式信息共享平台投资大、实施困难的缺点，提出采用成熟的互联网技术，以及分布式技术建立交通信息共享平台，为异构监控系统的信息共享模式提供了一种新的建设思路。不需要增加额外的硬件投资、操作方便，就现有的管理体制来说，也容易实现。 （3）基于关联分析和智能控制技术的短时交通特征预测模型 将时间序列理论与关联理论引入交通状态分析，并根据不同交通条件建立的短时交通预测模型，在很大程度上提高了预测方法的实时性、准确性和可靠性，有利于预测技术的应用和推广。 （4）高速公路和城市快速路结合部实现协同控制的关键技术 基于区域道路交通网络动态信息采集系统数据资源的综合利用与共享，在交通服务水平判定技术的支持下，运用系统论、控制论的思想以及智能交通系统工程的理论方法，实现高速公路和城市快速路结合部的协同控制。 4、相关的行业发展水平，以及同类技术产品或成果比较 目前，我国已建设的交通信息系统中，各子系统基本上是作为一个个分支存在的，不仅子系统自身的数据尚未实现充分融合，集成度很低，而且系统之间存在行政分割问题，异构情况严重；在信息共享平台设计上，大都采用集中式为主，需要新建一个监控总中心，投资大，操作困难。 与本项目所提出的预测思路及预测方法相比，现有预测方法的适用性方面还存在不少缺陷。 目前，我国高速公路和城市快速路交通控制所采取的区域控制策略尚未形成较成熟的控制模式，高速公路和城市快速路的协同控制模式更是处于起步阶段，尚未形成成熟的技术产品。 应用范围： 本课题针对的主要对象是高速公路与城市快速路的结合部，课题研究成果不仅充分利用了现有的道路监控系统硬件资源，节省了建设成本，而且可以满足结合部的交通控制与管理需要，具有较强的应用和推广价值。在实际的应用和推广中，还需进一步扩充和细化协同控制目标，优化大范围内的多匝道协同控制模型及其算法，并对具体的控制策略和控制设施进行详细设计，以提升协同控制的实际效果。 预期效果： 运用系统论和其他相关领域研究的最新成果，探索建立区域高速公路和城市快速路交通信息共享平台的新思路和新方法，并在系统平台的基础上研究协同控制的策略和方法，并形成整套协同控制系统算法和软件。在实践中，研究成果能够得到较好的应用，并且能够部分解决高速公路和城市快速路结合部的交通问题。