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

焊接作为工程机械领域的关键技术，直接决定着国之重器的安全可靠性。目前，智能焊接与检测严重依赖国外进口设备，价格昂贵、售后服务难以保障。对于大型、复杂焊接结构，焊后焊缝质量智能检测在整条焊接产线上属于空白。本团队在国内首次开发了大型焊接结构内外一体化智能检测装备及软件，部分高端装备达到国际水平，建成了国内首条内外一体化焊接智能检测与评估生产线，在徐工挖掘机上获得应用，并在央视CCTV2制造中国节目中播出。 图片 内外一体化焊缝智能检测与评估生产线获央视CCTV2报道

石油修井小修作业主要工作是起下油管及油管的上卸扣，而上卸扣所用的设备叫油管钳，俗称“拧扣机”。目前的作业设备存在的主要问题是： 1）由于偶尔发生井喷、断尾绳等事故，导致打伤人、咬断手指等安全事故；  2）长时间推拉油管钳、搬运卡瓦、接送甩出的油管等，劳动强度大； 3）需要有经验的操作工在井口操作，不易对缺口。 本课题所研究的智能化修井作业装置由自动化油管钳、固定卡瓦、机械手、液控系统、机架等部分组成。固定卡瓦固定在井口防喷器上；自动化油管钳安装在机架上，可以自由前进、后退移动；油管钳及背钳由液压马达驱动，所有的夹紧、移动、旋扣等工作均由气动、液压驱动。整套装置在搬家时放在车辆上（随车吊），到达井场后只需要将夹紧机构和机架（含油管钳）安装在井口防喷器上，连接油管即可。适用于所有井口的修井作业。该装置目前已经获得多项专利，达到国际先进水平，具有如下优点： 1）人工在井口操作的安全问题； 2）自动上卸扣，对缺口问题； 3）人工搬运卡瓦的高体力劳动强度问题； 4）人工接送、扶正油管、对中丝扣问题； 5）降低劳动强度、操作安全，节省劳动力，降低成本； 6）实现井口环保修井作业。

南京工业大学科技开发中心和自动化学院是南京工业大学重点科研单位，长期致力于无线遥控遥测技术和计算机控制技术的研究工作，专门研发了基于GIS和LAN操作的各种计算机自动控制管理系统软件，专门研制了适用于各种无线SCADA系统的RTU/PLC远程控制终端单元，广泛应用于城市路灯、污水处理、环境监测、水文监测、人防工程和楼宇工程等领域，在天然气和电力系统领域也有应用。城市灯饰自控系统技术先进，功能齐全 遥控：可按时间曲线和光照度，由控制中心计算机自动或手动控制城市灯饰的开/关，包括全夜灯、半夜灯和饰灯等亮化灯具。 遥测：自动巡测或手动检测各控制终端线路的电压、电流、功率、功率因数和开关状态等工作参数。 遥信：能随时获取各控制终端的报警信息和开关状态。 高可靠性：无线遥控和终端自控相结合，时控和光控相结合，确保正确开/关灯。 高经济性：具有单灯和半夜灯控制方式，节能效果，十分显著。 高灵活性：站点设置，拖放自如；灯饰开/关时间可任意组态，实现群控、组控、单控和层次管理。 高智能性：终端可自主、独立运行；具有智能中继路由功能，可无限扩展通信系统的覆盖范围；智能终端结合电力载波技术可实现现场故障诊断。 调度通话：利用一个通信信道，系统实现数局、话音兼容通信功能，对维修车辆和人员进行无线调度；降低成本，提高频率利用率，方便系统的维修、维护。  自动校时：利用卫星定位系统（GPS）对系统准确校时。 动态显示：大屏幕动态显示各控制终端亮化照明工况和参数，操作非常简便。 统计报表：数据存储、统计、分析、查询和报表打印。系统可查询打印各终端控制箱任意时间的定时数据和统计数据。可计算、统计、查询各终端控制箱的亮灯率。 故障报警：能及时发现亮化照明故障并用声光和语音报警，做到快速抢修；自动统计各终端的信号强度，信号若低于设定值可立即报警。• 终端供电停电报警        • 接触器吸合与断路报警• 电压缺相或电流越限报警     • 亮灯率异常报警• 回路熔断器开路         • 有功功率、功率因数异常报警• 回路接触器未释放报警      • 回路白天有电流报警• 各终端通讯异常或信号过弱报警  • 窃电报警• 电缆防盗报警          • 灯杆倾斜报警 电子地图：具有电子地图功能，可实时显示大楼亮化和路灯照明情况，方便全市灯饰照明设施的管理。 电能远抄：具有电表远传计量和抄录功能。 无限扩容：采用软件设置站号，系统站点和控制终端可无限点扩展，系统扩容方便。 接口扩展：监控终端有功能扩展接口，可实现各控制终端亮化照明的分层控制和分层检测。 人机界面：全中文界面，浏览方便，友好易学，支持单频和多频投影系统。 安全管理：系统安全措施严密，实行操作票管理，所有操作可靠记录。 备用接口：系统留有电视图像远程监视系统接口，必要时，增加电视图像监视和微波传输设备即可实现。 管控一体：将故障巡检、故障处理、维修管理、设备管理、备件管理融为一体，有利于提高城市灯饰管理整体水平，实现管理综合化和科学化。

成果以提高机电产品使用可靠度为目标，解决机械系统智能化中的嵌入式传感器安装术、高效信号传输技术、复杂信号预处理技术、故障诊断技术和寿命预测技术，为产品的全寿命维护提供决策依据，降低维护成本，提高产品使用寿命。

技术基础： （1）在系统终端设备方面，完成了整套样机的功能性设计，并进行了初期用户实验，效果良好，同时也在产品原理和形态上进行了创新：将传统磁控式健身车更改为电磁控方式，实现阻力实时可调，同时使得阻力调控范围更大； （2）在恒功率控制方面，通过PID控制算法调节发电机负载端电压，解决了心肺耐力测试中要求人体输出功率恒定的技术难题，确保了心肺耐力测试结果的准确性； （3）在心肺耐力测试方法方面，提出了一种二级间接测试方法，在智能化健身车平台上实施递增负荷试验方案并实测运动心率，根据最后两级负荷的测试结果建立运动强度与运动心率的预测评估模型，预测受试者最大心率下对应的最大运动强度，以此作为受试者心肺耐力的评价指标。 市场分析： 心肺功能泛指由循环系统通过肺呼吸和心脏活动推动血液循环向机体输送氧气和营养物质的能力。心肺耐力表征人体持续身体活动的能力，其体现人体在一定运动强度下的心肺功能能力，被认为是健康体适能评价指标体系中最重要的指标之一。 由于静态生活方式的增加、体力活动的减少，我国各年龄段人群的心肺耐力均呈下降趋势。早在2005年出版的《中国学生体质与健康调查报告》中就有提到，在2005年之前的20年里，所有年龄、性别组的学生耐力水平均呈下降趋势，后10年的降幅更为明显。 进入工业化社会以来，要求体力活动的工作形式日趋减少，久坐不动的生活方式是导致心肺耐力下降最重要的因素。然而，当前关于大众健康领域心肺耐力的研究及其普及程度仍无法满足迫切的应用需求。除去参与竞技体育的运动员或运动学研究专家，人们对心肺耐力的了解甚微，对基于心肺耐力的训练方法更是知之甚少，而且当前并没有一种普适大众的、准确有效的、操作简便的且价格低廉的心肺耐力测量和训练的设备。 因而，针对集心肺耐力测量、评价和训练相关的一整套检测干预服务系统的建立拥有广阔的前景。一方面，为普通大众提供了解心肺耐力的平台，弥补适合大众群体的心肺耐力检测和训练设备的空缺。另一方面，为提升全民体能素质提供了良好的平台和科学化的指导。 社会经济效益： 本项目成果为高端家用智能健身设备，预期年销3000台以上，新增销售1000万元以上。项目成果涉及健康服务业、信息服务业等战略性新兴产业，设计思想符合国际主流的健康管理原则，核心技术拥有完全自主知识产权，服务模式创新性强，目标产品与服务的市场需求迫切、受众人数庞大，具有良好的经济与社会效益前景。