物联网可视化连接，大数据分析

为打破重载组合列车制动系统维修瓶颈，本成果对电控空气制动系统进行了安全监测与故障诊断技术研究，并研制出相应故障诊断测试装置、在线安全装置；提出车地一体化实时数据联动安全保障技术。主要创新如下： 1.研制了CCBII制动机成套检测设备、法维莱制动机成套检测设备、DK-2制动机成套检测设备，打破了国外制动机厂商Knorr-Bremse的技术封锁，所提出的故障诊断技术已完成湖东电力机务段500台CCBII制动机和360台法维莱制动机的快速检修工作，人工材料成本降低了50%-67%。 2.提出了兼容多机车网络的重载组合列车在线安全监控及检测技术，解决了重载组合列车从同步操控级到部件级的多级通信网络传输一致性、实时性和可靠性问题。研制出紧急制动和惩罚制动记录分析装置、制动阀切除记录分析装置。 3.提出了车地一体化实时数据联动安全保障技术，对列车运行时的在线检测数据和地面检修数据进行联动分析，实现列车状态数据的及时上传，应急指令的自动下发和迅速响应，提高列车状态的自诊断能力和重载列车检修的自动化水平。

研究背景 超特高压电网具有电压等级高，输电容量大，输送距离远，覆盖范围广等特点，电网故障带来的系统安全影响更加严重。超特高压系统故障后的暂态特征及继电保护与控制装置的配合关系复杂，超特高压工程带来的继电保护新问题对传统继电保护配置提出了更高的标准和要求。因此研究超特高压电网继电保护新原理是当前超/特高压电网建设的重大课题。 主要成果 构建了超特高压系统实时数字仿真系统（RTDS）模型，揭示了超特高压系统故障机理及其电磁暂态特征。在超特高压继电保护新原理方面取得了多项重大的科研成果，如：提出dR/dt振荡闭锁原理，解决了电力系统振荡过程中距离保护容易误动的难题；提出“按相补偿”方法，改革了接地阻抗继电器的接线方式，有利于阻抗选相和距离保护的快速动作；提出“虚拟电流”的构成方法，解决了母线保护的故障判别及TA饱和、断线的判别难题；提出基于电压回路方程的变压器保护新原理，解决了励磁涌流引起差动保护误动的难题等。研究开发的微机保护、继电保护测试仿真系统、变电站自动化系统、发变组保护系统及故障录波装置等均处于国际领先水平。 学术影响 研究团队在20世纪80年代初研发了我国第一台微机继电机保护装置，而后研发的分层、分布式变电站综合自动化系统率先在西电东送工程的首个500kV变电站投入应用；1000kV线路保护及变电站自动化系统也成功投运；依托研发技术创建的四方公司已成为我国二次设备三大制造商之一，年产值超过20亿元。相关研究成果已成功应用于实际电网中，先后2次2国家级科技进步二等奖，取得了重大经济和社会效益。

研究太赫兹宽带无线通信系统中基于小波包变换的正交多载波 调制、峰均比抑制、信道编码以及利用压缩感知和凸优化的新型信道 估计等关键技术。构建太赫兹宽带无线通信系统基带处理实验平台， 用 FPGA 硬件验证具有上述关键技术的基带系统，并对其性能做出评 估。探索出一种更加适合于太赫兹通信系统的新理论和新方法，不仅 为具有全新通信方式和频谱管理模式的太赫兹无线通信技术提供新 的解决方案，也能为其它宽带高速无线通信技术提供有效的方法。

本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。

针对我国高品质粉末冶金铁基材料制备技术较薄弱的问题，在高品质铁基粉末和高性能铁基制品制备技术方面取得了突破。以 LAP100.29 水雾化铁粉作为高密度低合金粉末基粉，添加母合金粉末、增塑剂经塑化处理后，再添加专用润滑剂和石墨进行混合。首先将水雾化铁粉及合金粉末进行粒度搭配，提高堆积密度；然后通过粉末结化处理，提高混合粉末的流动性、合金成分均匀性；接着通过粉末塑化处理，改善铁粉颗粒整体塑性，从而获得了具有高压缩性的专用高密度成形粉末（图 7）。合批粉末的松比为 3.2～3.4g/cm3，流动性≤30s/50g，压缩性≥7.6g/cm3，粉末显微组织如图 2 所示。在混粉阶段，设计制作了 5 吨/h 专用连续式混合装置（如图 6 所示），通过软化处理的复合粉末及粘结剂、石墨等的定量供给和高效混合，合批制成高密度专用粉末，从而实现粘结化粉末的连续、稳定的批量化生产。

项目成果/简介:本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。应用范围:VOCs 治理工况复杂、技术路线众多也决定了这一行业的发展特点：市场分散，需求多样化，企业要想把规模做大很困难。正因为市场分散，VOCs 治理行业要垄断也不容易，市场完全开放，各家企业凭借自身的技术、策略来获得竞争优势，这个市场在未来几年将以30%的速度增长。 VOCs 污染治理正在起步，有望撬动近 700 亿产值。目前，国内VOCs 污染平均治理成本约 500-600 万元，按每座工业园 5 家企业参 102与治理，省均 150 个工业园区，全国 20 个省保守估算，市场空间将达到 625~750 亿元。未来，随国内 VOCs 排放标准有望提高，VOCs治理投资有望进一步增加。 投资估计：投资 500 万元， 经济和社会效益：利润率 20-30%，经济效益显著，污染物减排效果显著。效益分析:自 2005 年企业进行 VOCs 产生全过程分析，积累了大量第一手资料， 2013 年于宏兵承担了环保部大气污染治理应急项目 VOCs 污染控制欲核算方法研究项目，对工业企业 VOCs 排放特征、排放量核算技术方法和 VOCs 处理技术绩效进行评估，建立了天津的 VOCs污染控制体系。在 VOCs 污染前端预防、后端治理技术研究中积累了丰富的经验。 南开大学清洁生产研究中心以南开大学科研平台为依托，自身拥有 XRD、同步热重分析仪、便携式气相色谱仪、液相色谱仪等大中型仪器共计 25 台，价值合计 300 余万元，拥有非常雄厚的技术力量支撑科研工作。

锂离子电池是新能源产业中的关键能量存储载体，安全性和稳定性成为了其持续发展的关键。本项目针对高安全性和长循环寿命锂离子电池关键技术，发明了多种先进正负极材料制备技术和电池结构优化设计，制备了高安全性和长寿命的锂离子电池。

该项目研究开发了柑橘采后冷链物流监控系统，采用基于物联网的分布式智能网络型监控系统，对柑橘从种植农户、批发企业到售卖终端的整个物流过程涉及的各物流环节进行实时监控，整合了计算机、物联网、传感器、大数据等多项新型技术，形成一种全新的数据采集、调控与应用模式，开发出一系列配套的监控设备和平台数据服务。项目的开发有效增强了果实采后品质提升，降低物流损耗，成果在浙江省椪柑产区进行了产业化推广应用，降低物流损耗 20%，物流节能近 50%，对柑橘产业的转型升级发展具有积极意义，社会和生态效益显著。

针对我国低温肉制品加工起步晚，加工机理与品质变化规律不明，缺乏质量控制技术支撑，产品出水出油严重、褪色快、货架期短、加工经济损失大、设备完全依赖进口等特点，系统开展低温肉制品质量控制关键技术及装备研发与产业化应用研究。该项目获国家发明专利 12 项，发表 SCI 论文 57 篇，自主研发装备 6 套、新产品 50 余种。项目实施为我国低温肉制品的健康发展提供了重要技术支撑，为推动产业升级做出了重要贡献。获得了2016年中国食品科学技术学会科技创新奖技术进步奖一等奖。 主要技术特点：该项目揭示了肌肉蛋白乳化、凝胶机制及主导色素变化规律，形成低温肉制品质量控制关键技术理论基础；研发出低温肉制品质量控制关键技术，有效解决了产品出水出油严重、褪色快和货架期短的重大技术难题；研发出可替代进口的加工关键装备，支撑了我国低温肉制品的产业化发展。