成果简介高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节， 占据炼铁的主导地位。 本项目将物联网、电子信息技术的最新进展引入高炉炼铁领域， 对于传统工业的现代化改造、 节能环保、 安全质量、 发展绿色经济等方面具有至关重要的作用。基于 zigbee、 无线 HART 等多种无线通信协议的工业无线网技术将为冶金行业节约大量昂贵的金属电缆， 不仅降低了系统的直接成本， 也降低了整个产业链中对于能源、 金属材料的消耗。本项目创新性地提出了采用无线传感网络技术的高精度高炉冷却壁循环水

本发明公开提供了一种网络感知的虚拟机镜像存储系统，该存 储系统包括私有缓存管理模块、公有缓存管理模块、网络监控模块、 决策模块和动态寻址模块；其中，私有缓存管理模块、公有缓存管理 模块、网络监控模块和动态寻址模块位于计算节点，决策模块位于管 理节点；还公开了一种基于以上存储系统的读写请求处理方法，使得 网络负载较轻的节点处理更多的镜像访问请求，而网络负载较重的节 点处理较少的镜像访问请求，从而避免产生 I/O 热点，

（一）项目背景 空天地一体化信息网络是“科技创新 2030 重大项目”，它将融合多个独立低轨道卫星星座与地面网络，构成综合互联网，提供全球移动通信与互联网业务。其重要特征在于为天基、空基、海基、偏远地域用户提供通信与算力服务，为地面移动通信系统及互联网提供承载服务，为森林、江河、路轨、电力传输的安全运维提供物联网服务。路由器是空天地一体化信息网络的关键部件，为网络资源的高效调度、业务的精准部署提供支撑。 面临的挑战之一是：高资源利用率与高服务质量之间的矛盾。作为网络基础设施，该网络须提供与地面网络相比拟的服务质量，让天基、空基、海基、偏远地域用户愿意使用，提升网络用户量。同时，网络的资源利用率高，降低网络的建造与运维成本，支持网络的自我发展。空天地一体化信息网络与地面网络差异较大，直接应用地面网络路由技术，网络的资源 -15- 利用率与 QoS 保障水平均会下降，基于此，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，旨在解决高资源利用率与高服务质量之间的矛盾，在大规模动态网络中保障业务时延，该方案亦适用于断续连通网络，且与 Ipv6 网络兼容。该技术为大规模时间确定网络的构建提供理论与技术支撑。 （二）项目简介 面向空天地一体化网络，针对传统路由技术难以兼顾高资源利用率与高服务质量的问题，探索其背后的科学问题，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，研制了星载路由器原理样机。主要部件及性能如下所述。  1）提出具有时间属性的路由算法。在网络表征中引入了时间属性，设计了具有时间属性的路由算法，解决了传统路由算法缺乏时间属性，易造成网络拥塞和分组丢失，时间确定性难保障；  2）提出了基于传输资源与存储资源关联调度方法，适应业务随机性与卫星网络拓扑的时变性出提出了表征网络时变特征； 3）设计了自适应拓扑发现与维护机制，能以较低负荷维护网络时变拓扑信息； 4）提出了低负荷的移动管理机制，避免卫星移动引入的大量移动管理负荷，保障了服务时延； 5）提出了基于时间属性的数据面转发方法，保障敏感业务传输的同时，提升了网络资源利用率； 6）提出 DTN 网络与 IP 网络兼容方案，支持断续连通网络路由构建与分组的托管传输； 7）研制了时间确定网络路由器原理样机，支持相关算法与协议的在线验证； 8）开发了大规模空天地一体化网络链路模拟系统，在线模拟网络时变链路，支持路由器、路由协议在规模化的网络环境中验证。 （三）关键技术 时变网络多维资源的图模型表征与多维资源联合调度技术。课题组拓展了时变图理论，解决了传输资源与存储资源的关联调度问题，提升了传输资源利用率；设计了基于时间属性的路由算法，在时变的天地一体化网络中，构建了具有时间属性的端到端路径，解决了传统路由技术难以保障端到端时延的问题。

（一）项目背景 空天地一体化信息网络是“科技创新 2030 重大项目”，它 将融合多个独立低轨道卫星星座与地面网络，构成综合互联网，提供全球移动通信与互联网业务。其重要特征在于为天基、空基、海基、偏远地域用户提供通信与算力服务，为地面移动通信系统及互联网提供承载服务，为森林、江河、路轨、电力传输的安全运维提供物联网服务。路由器是空天地一体化信息网络的关键部件，为网络资源的高效调度、业务的精准部署提供支撑。 面临的挑战之一是：高资源利用率与高服务质量之间的矛盾。作为网络基础设施，该网络须提供与地面网络相比拟的服务质量，让天基、空基、海基、偏远地域用户愿意使用，提升网络用户量。同时，网络的资源利用率高，降低网络的建造与运维成本，支持网络的自我发展。空天地一体化信息网络与地面网络差异较大，直接应用地面网络路由技术，网络的资源利用率与 QoS 保障水平均会下降，基于此，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，旨在解决高资源利用率与高服务质量之间的矛盾，在大规模动态网络中保障业务时延，该方案亦适用于断续连通网络，且与 Ipv6 网络兼容。该技术为大规模时间确定网络的构建提供理论与技术支撑。 （二）项目简介 面向空天地一体化网络，针对传统路由技术难以兼顾高资源利用率与高服务质量的问题，探索其背后的科学问题，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，研制了星载路由器原理样机。主要部件及性能如下所述。 1）提出具有时间属性的路由算法。在网络表征中引入了时间属性，设计了具有时间属性的路由算法，解决了传统路由算法缺乏时间属性，易造成网络拥塞和分组丢失，时间确定性难保障； 2）提出了基于传输资源与存储资源关联调度方法，适应业务随机性与卫星网络拓扑的时变性出提出了表征网络时变特征； 3）设计了自适应拓扑发现与维护机制，能以较低负荷维护网络时变拓扑信息； 4）提出了低负荷的移动管理机制，避免卫星移动引入的大量移动管理负荷，保障了服务时延； 5）提出了基于时间属性的数据面转发方法，保障敏感业务传输的同时，提升了网络资源利用率； 6）提出 DTN 网络与 IP 网络兼容方案，支持断续连通网络路由构建与分组的托管传输； 7）研制了时间确定网络路由器原理样机，支持相关算法与协议的在线验证； 8）开发了大规模空天地一体化网络链路模拟系统，在线模拟网络时变链路，支持路由器、路由协议在规模化的网络环境中验证。 路由器、链路模拟器及路由协议验证界面 （三）关键技术 时变网络多维资源的图模型表征与多维资源联合调度技术。课题组拓展了时变图理论，解决了传输资源与存储资源的关联调度问题，提升了传输资源利用率；设计了基于时间属性的路由算法，在时变的天地一体化网络中，构建了具有时间属性的端到端路径，解决了传统路由技术难以保障端到端时延的问题。

1．隧道内智能交通诱导标志板用于车辆诱导控制，诱导车辆是否可以进入隧道以及 关闭指示等，当隧道或禁止通行时，分流指示灯诱导车辆从侧道离开。正面显示文字、 图形：向前指示（绿色箭头）、变道/事故指示（黄色箭头）、禁止指示（红色叉）等符 号及速度提示等内容，反面显示包括：向前指示灯（绿色）、禁止灯（红色）等内容。 如图 1 2．隧道外情报板用于隧道口，情报板全屏由彩色模组和单色模组组成，彩色模组以 显示交通图标或限速值,单色模组以显示文字为主。有多种方法显示主控机发送的文字 和图案信息，每条有各自的标号和显示方式。如图 2 交通信息可变情报板为智能型外场设备，具有显示驱动、控制功能。

本发明首先依据系统的具体负载和用户的时延特性，选出优先级最高的一组用户。其次，对优先级最高的一组用户进行组内排序，分配当前的调度资源(ResourceBlockGroup,RBG)给组内优先级最高的用户。本发明设置了优先级表达式，式中考虑了用户信道环境，同时还考虑了用户的时延和保证比特速率(GuranteedBitRate,GBR)以保证用户QoS等级，并实现不同实时业务对分组延迟要求的差异。

相比OFCDM系统，本发明的接收端链路简单，不需要知道发送端选用的扩频码块，也不需要进行信道估计和频域均衡，只要在时频相干的信道内进行相关调制解调即可达到较好的BER性能，降低了系统复杂度。

1．融合光纤环网、电话调度网络及CAN、485工业现场总线等多种通信手段，构建了基于光纤环网和电话调度网的多网络互为冗余的智能通信联络平台。2．自主研发了基于环网链路的矿用低功耗本安型主、从站，用于连接程控调度电话网络的RJ-11-TRX模块。3．研制了基于CAN总线的长距离语音通信模块。4．基于以太网络TCP/IP协议，应用Delphi开发研制了具有数字广播、调度指挥、录音报警及存储等功能的通信主站上位机平台。5．自主研发了本安型应急LED显示屏避险逃生指引系统，与广播系统配合形成直观的声光逃生避险指引，并应用于煤矿井下安全避险。6．针对煤矿井下复杂突发灾难情况，预制灾变处理方案数据库，研制基于矿井灾变应急预案的一键智能逃生指引系统，快速指引不同地点、不同位置的人员进行紧急安全撤离。

在光通信传输过程中，发射端将电信号转换成光信号，然后调制到激光器发出激光束，通过光纤传递，在接收端接收到光信号后再将其转化为电信号，经调制解调后变为信息，而光电芯片所起到的作用就是，实现电信号和光信号之间的相互转换，是光电技术产品的核心，处于光通信领域的金字塔尖。

信息系统其安全要求也日益提高。软件漏洞、数据代码完整性破坏等，已成为难以防范的威胁。本成果针对通信系统，采用一种新型可编程硬件模块，来增强系统通信硬件加解密及嵌入式处理器运行安全，并优化设计程序恢复机制，确保系统遭到攻击时程序的正常执行。此成果的优势为：硬件模块与处理器间属物理隔离，本身不易被攻击；模块本身几乎不占用处理器的运算消耗；具有低资源开销特点；可适用于其它信息系统。