南京师范大学课程资源研究所可提供的系列教育产品有：科技馆展品、科普展品、科技创新实验室仪器、科学探究实验室仪器、数字化实验室探究仪器设备、通用技术实验室仪器模型、机器人实验室套件、航天航空科普馆仪器、航天航空科技馆展品、地震科普馆展品、地震科技馆仪器、安全教育科普馆展品、安全教育科技馆仪器、交通安全科普馆展品、交通安全科技馆模型、消防科普馆展品、消防科技馆仪器、幼儿园科学发现室仪器、农业科普馆展品、社区科普馆仪器、社区科技馆展品、壁挂式科技馆仪器、科普大篷车仪器、示范性综合实践基地配套仪器、综合实践活动室配套仪器、生命健康科普馆展品、低碳环保科普馆仪器模型、军事教育科普馆仪器模型、儿童乐园科普展品。 序号 仪器名称 1、电磁学系列 1 发电锚 2 雅各布布天梯 3 电磁加速演示器 4 大型回旋加速器原理 5 磁力线演示 6 静电乒乓 7 尖端放电 8 辉光球 9 仿真雷电 10 仿真雷电 11 电流曲线 12 电动机 13 磁共振 14 温柔电击 15 手感发电 16 电磁大炮 17 旋转的蛋 18 无形的力 19 跳舞的磁液 20 手摇发电 21 磁悬浮地球仪 22 电池原理 23 磁悬浮转盘 24 超导磁悬浮列车演示仪 25 怒发冲冠 26 雅各布天梯 27 奥运悬浮球 28 魔灯 29 风力发电 30 静电除尘 31 柔和电击 32 仿真雷电 33 传感器应用实验系统 34 数字电路实验系统 35 电磁继电器实验系统 36 电子控制系统实验系统 37 无形的力 38 手蓄电池 39 光电板 40 人体导电 41 发电锚 42 捕捉磁场 43 磁共振 44 电磁锤 45 电压秤 46 电磁加速器 47 交流异步感应电动机 48 电磁起重机 49 脚踏发电机 50 静电花 51 电磁炮（大型） 52 懒惰的管子 53 无线电能传输 54 电流曲线 55 流沙发电 56 水力发电 57 背道而驰 58 磁浪 59 高压带电 60 互感无线通讯 61 静电喷泉 62 磁力转盘 63 无规则摆锤 64 飞轮蓄能 65 磁椅 66 太阳能发电 67 悬浮环 68 懒惰环 69 飞轮储能 2、力学系列 1 锥体上滚 2 龙卷风 3 模拟龙卷风 4 涡旋 5 风洞戏球 6 离心力 7 升力 8 伯努利原理 9 机械传动机构组合 10 液体表面张力 11 撬地球 12 撞球 13 能量穿梭机 14 打猴子 15 往上滚 16 锥体上滚 17 龙卷风 18 漩涡 19 气流飞球 20 气流投篮 21 撬地球 22 吹不开的苹果 23 比腕力 24 风洞戏球 25 风洞模型-1型 26 听话的小球(循环小球) 27 曹冲称象 28 离心现象1 29 离心现象2 30 潜水艇 31 虹吸 32 气浮平台－１型 33 苹果树 34 惯量笆蕾 35 准确通过 36 准确投球 37 欹器 38 过山车 39 水流射程 40 自己拉自己 41 力看得见 42 真空中的物理现象 43 会飞的碗 44 看谁跑得快 45 永动机神话 46 虹吸 47 气压与气球 48 空气粘性飞盘 49 齿轮传动比较 50 平衡球 51 缓慢的气泡 52 压力与压强 3、光学系列 1 电影的原理 2 菲涅尔透镜 3 穿“墙”而过 4 潜望镜 5 旋转镜 6 同自己握手 7 光井 8 吃钱的箱子 9 一窗两景 10 多像镜 11 旋转镜像 12 光琴 13 无源之水-1 14 无源之水-2 15 无源之水-3 16 放虎归山 17 光压风车 18 笼中鸟 19 穿针引线 20 电影的原理 21 井底捞月 22 投篮歪手 23 看得见摸不着 24 你我换脸 25 狭缝错觉 26 频闪动画 27 窥视无穷 28 泉水幻影 29 东方明珠塔 30 哈哈镜（一组四个） 31 大瞪小眼 32 穿墙而过 33 腾空而起 34 到底动不动 35 一变多 36 动态立体造型 37 同自己握手 38 神奇的光导 39 潜望镜 40 彩色的影子 41 隐身人（小） 42 隐身人（大） 43 错觉画（5幅） 44 三维错觉画 45 万丈深渊 46 飞翔的大雁 47 摩尔条纹 48 逐行扫描 49 激光炮 50 光纤传声 51 忽明忽暗 52 激光琴 53 爸爸的鼻子 54 菲涅尔透镜 55 环环相扣 56 难以钩抓的柱子 57 光学转盘 58 光纤星空图 59 立体视觉测定 60 光导灯 61 透视墙 62 柱面镜成像 63 倒镜 64 补色立体图 65 画五星 66 错觉画 67 马尾巴的魔术 68 大象穿鼠洞 69 盲点测试 70 梯形窗 71 普氏摆 72 距离测试 73 留影箱 4、声学系列 1 声波看得见 2 声驻波（雪浪声波） 3 声驻波 4 共振鼓 5 光纤传声 6 激光传声 7 无弦琴（光琴） 8 无皮鼓 9 排箫（摄声管） 10 鸟语林 11 无皮鼓 12 共振鼓 13 喊泉 14 波纹共振 15 共振环 16 鸟语林 17 回音壁原理 18 蛇形摆 19 声悬浮 20 声波看得见 21 秒摆 22 天籁之声 23 雪浪声波 24 克拉尼图形 25 奇妙的音乐 26 双耳变向 27 鹦鹉学舌 28 声波花纹 ? 29 声音的三要素 30 有声有色 31 奇妙的乐器 32 气流音乐转盘 33 木琴 5、生命科学 1 时间反映测试 2 向日葵向太阳 3 心跳试验 4 一笔画 5 时间反应测试 6 植物进化系统树 7 动物进化系统树 8 视角仪(眼的余光) 9 老橡树有多少岁 10 记忆力测试 11 补色立体图 12 画五星 13 错觉画 14 马尾巴的魔术 15 大象穿鼠洞 16 盲点测试 17 梯形窗 18 普氏摆 19 距离测试 20 基因柱 6、热学与分子物理学 1 仿真瓦特蒸汽机 2 热气机 7、地理科学系列 1 地动仪 2 地震防震 3 地震小屋 4 三球仪 5 什么样的房屋结构能抗震 6 都江堰工程模型 8、新能源系列 1 自动飞舞的蝴蝶 2 新能源小屋 3 太阳能 4 风力发电机 5 氢能小汽车 6 氢能小汽车 7 水力发电 8 植物发电实验平台  9、新材料系列 1 双向记忆合金转轮（无动力水车） 2 新型陶瓷 3 硅材料（超导磁悬浮列车） 4 不怕割的材料 5 不怕割的材料 6 拉不断的绳子 7 透气不透水的布 8 光致发光材料 9 留影箱 10 奇妙的液晶玻璃 11 透水砖 10、机械科技系列 1 摩擦及无极变速） 2 涡轮蜗杆升降机 3 槽轮机构 4 棘轮机构 5 机械传动（齿轮） 11、综合系列 1 大型火箭模型 2 无土栽培 3 温室效应 4 城市供水与排放 5 数字地球仪 6 虚拟高尔夫、乓球、虚拟网球、虚拟排球 13、墙壁画 1 绕月工程三个阶段 2 月球上的地形 3 地震的形成和种类 4 地震后的自救要领 5 干旱与干灾 6 何为海啸 7 生物进化论及其经典证据 8 自然选择学说 9 什么是生物链 10 为何保护生物链 11 科学饮水与健康1 12 科学饮水与健康2 13 潜力巨大的海洋能 14 气候变化对湿地的影响 15 用途广泛的矿产 南京师范大学课程资源研究所 邮政编码： 210097 地　　址： 南京市宁海路122号南京师范大学信息技术楼 公司电话： 025-83204284 83302681 83301983 公司传真： 025-83302681转8009 手　　机：13405879778 联 系 人：王老师 网　　址：http://www.kczyyjs.com 电子邮件：wangkefang@163.com QQ号码：2269329198  

项目成果/简介:5G智慧急救协同平台既可满足市县级地区本地社区120急救、本地二级医院120转运以及外地市120急救转运的急救需求，又具备充分扩展性，下一步面向全省。平台可对接现有120急救指挥调度中心系统，利用5G实现急救车与院内专科中心互联互通，支撑急救现场、基层医院、院前急救、院内急诊、重症监护和专科救治等多方紧密协作，应用模式如下图所示。胸痛中心作为省急性心肌梗死救治网络的核心，已形成较为完善的院前急救和院内急救网络，以此为基础构建快速、高效、全覆盖的急危重症医疗救治体系，实现五大中心信息化平台建设。平台的区域急救协作过程，分别通过急救转运时间轴和急救医疗时间轴进行服务监管和持续改进，从患者现场呼救第一时间开始，通过急救转运时间轴，监控多部门协作的资源调度和急救转运效率。从患者首次医疗接触时间开始，通过急诊急救医疗时间轴，监控急诊急救医联体的多学科协作环境下，急危重症医疗业务协同效率和临床服务质量。平台对接各国家专科上报系统，实现质控数据自动上报。平台整体拓扑如下图所示：利用5G技术连结成网，以医院为中心，实现院前急救与医院内抢救无缝衔接、分级救治和协同救治并举，创建国内领先的区域急危重症智慧化急救平台，建立涵盖胸痛、卒中、创伤、高危孕产妇、新生儿救治和医院急诊重症的急救网络。实现各级医疗机构在同一平台上急救信息共享，开展协同救治、实时质控，提高急救的效率、质量、救治效果。逐步建成本区域智慧急救信息化云平台、数据库和信息系统；由我院牵头，建设胸痛中心、卒中中心、创伤救治中心、逐步覆盖危重孕产妇救治中心、新生儿救治中心；提升甘肃省区域各救治医院信息化水平、信息共享和业务协同能力；将优势医疗资源下沉到基层和急救第一现场，改善和优化医疗资源配置；实现院前急救和院内抢救无缝衔接，合理配置和利用急救资源，规范急救流程；建立实时质控体系，升级改造救护车，实现急救中心、急救车辆、救治医院和救治中心以及卫健委信息互联互通和业务协同；建设急救电子地图，并利用新一代无线宽带通信（5G）、大数据、人工智能等技术，实现远程急救与应急指导，院内外信息的无缝对接；建立音视频会诊系统、移动协同应用，以急病要急、慢病要准为指导思想，提高患者救治成功率。通过院前急救、院内抢救、院后随访无缝衔接、分级救治和协同救治并举，实现如下目标：1、区域急救医疗资源统一应用在院内急诊规范化预检分诊和院前急救转运全过程监控的基础上，建立覆盖每台急救车、每个网络医院的数据互联互通和实时上报机制，形成急诊急救资源动态电子地图，提高急救医疗服务体系运行的透明度，实现医疗资源最优配置和患者转运治疗方案最佳选择。2、院前急救战线前移与院内救治的无缝衔接改变原有的院前转运和院内交接串行的衔接模式，通过院前病情评估分诊和预报、远程心电诊断、远程影像诊断、转运过程中的远程监护和实时音视频远程指导、院内医护端移动协同应用等方式，实现院内专科救治战线向院前前移，最大程度压缩急救时间延迟。3、院内急诊多病区精细化和规范化管理通过规范化的预检分诊，实现急诊患者分级分区有序管理，最大程度减少抢救、留观区患者与家属的无效移动；通过智慧急救平台，实现红黄绿区快速流转和统一管理，支撑以急危重症患者为中心进行急救的全程跟踪和闭环管理。通过优化收费模式，科学核算服务成本，引导公众合理急救需求。4、实现多学科高效协作与绿色通道，压缩抢救时间根据规范化的急救路径自动采集诊疗过程数据，进行绿色通道医疗行为监控，通过触发关键环节上的预报提醒和会诊通知，将串行步骤并行化，并加强多学科信息共享和团队协作，自动统计绿色通道运营指标，不断提高绿色通道运行效率，缩短患者救治时间。5、急危重症临床决策支持与服务质量持续改进通过可扩展的、全程覆盖完整危重救治链的质控平台，将多种病种的临床急救指南固化为标准的程序和规则，在对医护人员正常工作最小干预的前提下进行实时数据采集，将临床质量控制与临床决策支持高度融合，支撑流程的持续改进和急救医学服务的均质化。6、心脑血管等急危重症的分级诊疗和综合防治将急诊急救与慢病管理相结合，打通高危人群筛查、健康管理、院前急救、院内急诊、专科救治和院后康复的闭环流程，以胸痛、卒中高危人群为重点，建立健全基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动的分级诊疗体系。7、急诊急救远程教育和公众急救知识普及通过移动互联网和远程音视频技术，开展急救医护人员和志愿者的技术培训，开展公众急危重症预防与急救知识的普及和教育，提升全民公共安全意识和自救互救能力，推动社会化和标准化兼备、全民参与的“大急救”。8、采用微服务架构，适用区域智慧急救模式，践行“时间即生命”平台采用微服务架构，既提供基于PC的WEB应用，又提供移动APP应用，业务数据集中存储，充分利用云端的优势，随数据量和业务量的增长可横向扩充。B/S架构保证了平台部署快捷方便，低运维成本。平台还利用业务集成网关，便捷、灵活的对接各医疗设备和物联网设备、周边相关业务信息系统，既能使平台闭环有效运转，又能让平台顺畅融入整个医院信息化环境，避免信息孤岛与烟囱式应用，充分体现“端”+“云”的应用架构优势。利用平台，可有效缩短急诊胸痛、卒中、创伤等患者的救治时间，体现了“时间即生命”的救治理念。院前由随车医生及远程会诊专家与患者家属交代病情及可能的治疗方案，使患者及家属有一个心理承受过程，在需要行急诊PCI时签署知情同意书所需时间也相应缩短。将所有可能造成急救时间窗延误的情况降到最低，从而提高了胸痛患者的抢救成功率，并提高了患者家属的满意度，获得良好的社会效果。9、患者精准定位，时间自动采集，确保质控时间点真实性项目采用超宽带（UltraWideBand，UWB）技术、替代传统手工填写的方式，自动无感地记录五大中心时间管理表所要求的救治环节及时间、时长。监控急救病人的流向、到达/离开关键节点的时间、可视化的全流程时间轴、历史轨迹查询和回放，使急诊绿色通道患者得到及时、规范、高效的救治服务。时间节点明细表准确记录采集每一位急诊患者信息、入院方式、到院时间、到达急诊时间、离开急诊时间、到达手术室时间、离开手术室时间等明细内容。并生成时间节点明细表。改变记录不及时、时间不准确、急诊数据信服力不足、浪费人力、不便管理等情况。平台采用的超宽带（UltraWideBand，UWB）技术是一种无线载波通信技术，采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，该技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点。 知识产权类型:发明专利 、 软件著作权技术成熟度:正在研发技术先进程度:达到国内先进水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:无

5G智慧急救协同平台既可满足市县级地区本地社区120急救、本地二级医院120转运以及外地市120急救转运的急救需求，又具备充分扩展性，下一步面向全省。平台可对接现有120急救指挥调度中心系统，利用5G实现急救车与院内专科中心互联互通，支撑急救现场、基层医院、院前急救、院内急诊、重症监护和专科救治等多方紧密协作，应用模式如下图所示。   胸痛中心作为省急性心肌梗死救治网络的核心，已形成较为完善的院前急救和院内急救网络，以此为基础构建快速、高效、全覆盖的急危重症医疗救治体系，实现五大中心信息化平台建设。平台的区域急救协作过程，分别通过急救转运时间轴和急救医疗时间轴进行服务监管和持续改进，从患者现场呼救第一时间开始，通过急救转运时间轴，监控多部门协作的资源调度和急救转运效率。从患者首次医疗接触时间开始，通过急诊急救医疗时间轴，监控急诊急救医联体的多学科协作环境下，急危重症医疗业务协同效率和临床服务质量。平台对接各国家专科上报系统，实现质控数据自动上报。 平台整体拓扑如下图所示： 利用5G技术连结成网，以医院为中心，实现院前急救与医院内抢救无缝衔接、分级救治和协同救治并举，创建国内领先的区域急危重症智慧化急救平台，建立涵盖胸痛、卒中、创伤、高危孕产妇、新生儿救治和医院急诊重症的急救网络。实现各级医疗机构在同一平台上急救信息共享，开展协同救治、实时质控，提高急救的效率、质量、救治效果。 逐步建成本区域智慧急救信息化云平台、数据库和信息系统；由我院牵头，建设胸痛中心、卒中中心、创伤救治中心、逐步覆盖危重孕产妇救治中心、新生儿救治中心；提升甘肃省区域各救治医院信息化水平、信息共享和业务协同能力；将优势医疗资源下沉到基层和急救第一现场，改善和优化医疗资源配置；实现院前急救和院内抢救无缝衔接，合理配置和利用急救资源，规范急救流程；建立实时质控体系，升级改造救护车，实现急救中心、急救车辆、救治医院和救治中心以及卫健委信息互联互通和业务协同；建设急救电子地图，并利用新一代无线宽带通信（5G）、大数据、人工智能等技术，实现远程急救与应急指导，院内外信息的无缝对接；建立音视频会诊系统、移动协同应用，以急病要急、慢病要准为指导思想，提高患者救治成功率。 通过院前急救、院内抢救、院后随访无缝衔接、分级救治和协同救治并举，实现如下目标： 1、区域急救医疗资源统一应用 在院内急诊规范化预检分诊和院前急救转运全过程监控的基础上，建立覆盖每台急救车、每个网络医院的数据互联互通和实时上报机制，形成急诊急救资源动态电子地图，提高急救医疗服务体系运行的透明度，实现医疗资源最优配置和患者转运治疗方案最佳选择。 2、院前急救战线前移与院内救治的无缝衔接 改变原有的院前转运和院内交接串行的衔接模式，通过院前病情评估分诊和预报、远程心电诊断、远程影像诊断、转运过程中的远程监护和实时音视频远程指导、院内医护端移动协同应用等方式，实现院内专科救治战线向院前前移，最大程度压缩急救时间延迟。 3、院内急诊多病区精细化和规范化管理 通过规范化的预检分诊，实现急诊患者分级分区有序管理，最大程度减少抢救、留观区患者与家属的无效移动；通过智慧急救平台，实现红黄绿区快速流转和统一管理，支撑以急危重症患者为中心进行急救的全程跟踪和闭环管理。 通过优化收费模式，科学核算服务成本，引导公众合理急救需求。 4、实现多学科高效协作与绿色通道，压缩抢救时间 根据规范化的急救路径自动采集诊疗过程数据，进行绿色通道医疗行为监控，通过触发关键环节上的预报提醒和会诊通知，将串行步骤并行化，并加强多学科信息共享和团队协作，自动统计绿色通道运营指标，不断提高绿色通道运行效率，缩短患者救治时间。 5、急危重症临床决策支持与服务质量持续改进 通过可扩展的、全程覆盖完整危重救治链的质控平台，将多种病种的临床急救指南固化为标准的程序和规则，在对医护人员正常工作最小干预的前提下进行实时数据采集，将临床质量控制与临床决策支持高度融合，支撑流程的持续改进和急救医学服务的均质化。 6、心脑血管等急危重症的分级诊疗和综合防治 将急诊急救与慢病管理相结合，打通高危人群筛查、健康管理、院前急救、院内急诊、专科救治和院后康复的闭环流程，以胸痛、卒中高危人群为重点，建立健全基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动的分级诊疗体系。 7、急诊急救远程教育和公众急救知识普及 通过移动互联网和远程音视频技术，开展急救医护人员和志愿者的技术培训，开展公众急危重症预防与急救知识的普及和教育，提升全民公共安全意识和自救互救能力，推动社会化和标准化兼备、全民参与的“大急救”。 8、采用微服务架构，适用区域智慧急救模式，践行“时间即生命” 平台采用微服务架构，既提供基于PC的WEB应用，又提供移动APP应用，业务数据集中存储，充分利用云端的优势，随数据量和业务量的增长可横向扩充。B/S架构保证了平台部署快捷方便，低运维成本。平台还利用业务集成网关，便捷、灵活的对接各医疗设备和物联网设备、周边相关业务信息系统，既能使平台闭环有效运转，又能让平台顺畅融入整个医院信息化环境，避免信息孤岛与烟囱式应用，充分体现“端”+“云”的应用架构优势。 利用平台，可有效缩短急诊胸痛、卒中、创伤等患者的救治时间，体现了“时间即生命”的救治理念。院前由随车医生及远程会诊专家与患者家属交代病情及可能的治疗方案，使患者及家属有一个心理承受过程，在需要行急诊PCI时签署知情同意书所需时间也相应缩短。将所有可能造成急救时间窗延误的情况降到最低，从而提高了胸痛患者的抢救成功率，并提高了患者家属的满意度，获得良好的社会效果。 9、患者精准定位，时间自动采集，确保质控时间点真实性 项目采用超宽带（UltraWideBand，UWB）技术、替代传统手工填写的方式，自动无感地记录五大中心时间管理表所要求的救治环节及时间、时长。监控急救病人的流向、到达/离开关键节点的时间、可视化的全流程时间轴、历史轨迹查询和回放，使急诊绿色通道患者得到及时、规范、高效的救治服务。 时间节点明细表准确记录采集每一位急诊患者信息、入院方式、到院时间、到达急诊时间、离开急诊时间、到达手术室时间、离开手术室时间等明细内容。并生成时间节点明细表。改变记录不及时、时间不准确、急诊数据信服力不足、浪费人力、不便管理等情况。 平台采用的超宽带（UltraWideBand，UWB）技术是一种无线载波通信技术，采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，该技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点。  

1 研究背景 1.1 高压力、大直径和高可靠性的非金属压力管道需求迫切 管道作为五大运输方式之一，是输送石油、天然气、饮用水等重要能源和资源的主要手段，对国民经济的发展和稳定至关重要，被称为国民经济的“生命线”。我国压力管道发展迅猛，应用规模不断增大，在石油、天然气和饮用水输送等重大工程建设中发挥了不可替代的作用。在油气领域，国内油气管道已形成纵横东西、贯通南北、连接海外的管道输送网络。目前我国的原油管道1.9×104km，成品油管道2×104km，天然气干线管道4.8×104km，油气管道的总长度稳居全球前五名。以西气东输三线为例，其西起新疆霍尔果斯，东至福建省福州市，全长5220km，设计年输量3×1010m3。此外，油田集输管网和城镇燃气管网的管道长度已达到数十万公里，且仍在不断增长，成为油气管道重要组成部分。在水资源输送领域，为解决我国的水资源时空分布不均问题，我国已经实施了多项跨流域、跨地区的长距离管道输水工程，如南水北调工程、广东省的“东深引水工程”和“西江引水工程”、天津的“引滦入津工程”和山东的“引黄济青工程”。以南水北调中线工程为例，年均输送生活、工业用水6.4×1010m3，农业用水3×1010m3，供水范围内总面积15.5万平方千米，惠及沿线6000万人口。 以聚乙烯及其增强复合管为代表的非金压力属管道具有耐腐蚀、抗震、柔性好、寿命长等优势，在越来越多的应用领域替代金属管道，成为世界各国竞先研发的未来管道发展方向。全球非金属管道的年均增速约5.9%，我国聚乙烯管道年平均增速更是达15%。 随着聚乙烯及其增强复合管的不断发展，其在燃气和输水等领域应用不断扩展。在燃气领域，在燃气领域，美国、英国、丹麦等的城市燃气管道中聚乙烯管应用比例均接近100%，而我国新铺设的中低压城市燃气管90%以上采用聚乙烯管材。在输水领域，我国城市建筑排水管道85%采用塑料管，城市排水管道的塑料管使用量达到50%，城市供水管道（DN400mm以下）80%采用塑料管，村镇供水管道90%采用塑料管，逐渐占据主导地位。目前，多数国家已经在燃气和给水领域选择聚乙烯管逐渐替代金属管道，实现以塑代钢。 近年来，非金属压力管道逐渐在更高压力、更大直径和更高安全性要求的油气集输、核电冷却水输送等领域广泛应用。如在油田的油气集输及开采领域，用于油气田注水的非金属压力管道（直径50-75mm），工作压力已经达到32MPa；用于油田站内给水的非金属压力管道（直径315mm），工作压力已经达到2MPa；用于油田集输管的非金属压力管道（直径50-75mm），工作压力已经达到4MPa，平均工作温度高达60℃。在核电站冷却水输送领域，美国的Callaway核电站率先铺设聚乙烯管道的外围冷却水系统，我国新建的AP1000核电站（浙江三门核电、山东海阳核电）外围冷却水输送均采用聚乙烯管道（直径752mm，径厚比DR9）。由于聚乙烯管道具有耐海水及微生物腐蚀、抗震等优势，许多现有核电站冷却水管道系统也逐渐更换为聚乙烯管道，如2017年大亚湾核电站成功将其核安全相关的反冲洗系统管道更换为200mm，DR9的聚乙烯管道。 1.2 管道系统安全性的要求日益迫切 随着聚乙烯管道系统在燃气、供水等领域的应用日益广泛，其安全问题受到越来越多的关注。根据中国城市规划协会地下管线专业委员会的统计报告，2009年至2013年中国城市管线典型事故共计75起，而其中导致人员死伤的27起。南京“7.28”管道泄漏爆炸事故共造成22人死亡，120人住院治疗，爆燃点周边部分建筑物受损，直接经济损失4784万元。台湾“8.1”燃气泄漏爆炸事故中多条街道陆续发生可燃气体外泄，并引发多次大爆炸，造成32人死亡，321人受伤，经济损失高达1.4亿元。类似的管道泄漏导致爆燃的事故给全社会带来了重大的公共环境和人身安全的威胁。 随着聚乙烯管道系统在燃气、供水等领域的应用日益广泛，全社会对管道系统安全性的要求也日益迫切。 1.3 焊接过程的温度控制是提升管道系统可靠性的关键 当我们追溯这些事故的源头，会发现有53%的聚乙烯管道系统故障发生在管道的接头处——即管材与管材焊接的部位（来自塑料管道数据库委员会PPDC）。接头作为管道系统中质量最薄弱的环节，其焊接质量影响到整个管道系统的安全运行。 电熔焊接是目前聚乙烯管道最常用的连接方式之一。它通过预埋在电熔套筒内部的电阻丝加热电熔套筒的内表面及管材的外表面，使二者吸收热量并熔融，而后固定、冷却。 在电熔焊接过程中，温度是最重要的参数，也是造成接头失效最本质的原因。不合理的焊接工艺导致的焊接过程的温度控制不当，引发冷焊和过焊等缺陷。内部温度过高会使得金属丝周围的聚乙烯材料因温度过高而裂解，从而导致接头强度不足，产生过焊现象；内部温度不足则会导致熔合区深度和界面强度不足，产生冷焊现象。冷焊缺陷很难从外观上或通过常规液压试验分辨，但其可能导致焊接接头在服役过程中沿熔合面发生贯穿裂纹扩展失效，具有很大的安全隐患。 1.4 应用过程的安全状态监测是保障管道系统安全运行的关键 接头是管道系统的薄弱环节。美国塑料管研究所（PPI）技术总监Sarah Patterson在2016年美国机械工程师协会（ASME）压力容器与管道（PVP）50周年会的大会报告上指出，非金属管道的无损检测与安全监测研究是今后塑料管道技术发展应用的重要课题。 在接头安全监测方面，管道的服役过程安全监测研究主要有以下四种：（1）基于应变的监测技术：主要采用应变片等传感器测量管道应变。该方法技术成熟，但测点多、电路复杂，且仅能获得材料表层局部的应变信息。（2）连续碳纤维复合材料自监测技术：如内嵌连续碳纤维的复合材料，可以实时提供结构应变信息。采用连续碳纤维自监测的应变灵敏度系数小于传统应变片，且应变检测范围很小。（3）基于埋入传感器的监测技术：如利用嵌入式光纤光栅的管道应变场监测。光纤检测集成度高、精度高，已经在管道、桥梁等结构的智能监测中得到广泛应用。（4）基于导电填充材料的监测技术：在不导电的聚乙烯或其他非金属基体树脂中掺入少量导电纤维或颗粒，从而在材料中建立导电传感网络，当材料产生变形或局部损伤时，导电网络相应地产生导通节点数变化或局部断开，通过测量材料宏观电阻变化可以获得材料应变或局部损伤等信息。 基于导电填充材料的智能监测技术一直是混凝土结构与生物传感器领域的前沿与热点。其关键问题是如何通过合理的传感器设计，在不影响监测对象本身工作特性的同时，有效地提取监测对象的服役状态和结构损伤信息。开展结构安全监测技术研究，智能监测感知压力容器与管道结构失效特征参量，实现损伤失效的预警和运行的自主优化，是未来压力容器行业重要的研究方向。 2 智慧管件系统解决方案 非金属管道的智慧管件系统包含管件焊接过程的温度场智能调控和管件使用过程的损伤自监测两个功能，如图1所示。 2.1 焊接过程温度场调控 电熔焊接过程从本质上是电阻丝通电生热、聚乙烯材料相变熔合的过程，熔区温度在时间和空间上的变化很大程度上体现出焊接过程的发展。如图2所示，智能焊机的“智能”正是来源于我们所提出的熔区复合温度场理论模型。该模型能够根据采集到的实际电压电流数据，小成本、高精度地实时推演焊接过程的发展。不同于传统焊机对被控对象内部情况的“一无所知”，智能焊机首次采用基于熔区温度场的方式在线监测焊接过程，使得参数的调节和设计有坚实的理论依据。 在温度场模型的基础上，本作品能实现对焊接过程的质量控制。在焊接接头性能与加工条件的研究上，团队通过热重分析和凝胶渗透色谱分析研究PE100在不同温度焊接后的热降解行为，得出典型工业级PE100材料的允许焊接最高温度在270℃的结论。同时，通过超声检测和梯度试验的方法证实了管材熔区深度与焊接界面强度的关联。 基于上述理论研究和多次实践，对聚乙烯最高温度和熔区拓展深度进行控制是应对过焊和冷焊缺陷的重要方式。智能焊机对质量进行控制的思路即通过实时温度场计算聚乙烯最高温度和熔区边界，让最高温度在不超过270℃，熔区深度控制在2～3mm。为使焊接效率最高，通过由调整次数、焊接时长、最高温度等指标组成的代价函数对不同调整策略进行评价，从而获得最优的电压调整策略。通过这种温度主动控制的方式，管道焊接缺陷产生的概率下降超80%。 1.1 服役过程安全状态自监测 为了实现管道系统服役过程的安全状态自监测，采用短切碳纤维（SCF）增强聚乙烯复合材料（PE-SCF）制备电熔管件。由于碳纤维SCF具有良好的导电性，随着纤维含量的不断增加，填充在聚合物基体内部的短碳纤维能够形成良好的导电网络，如图3所示。PE-SCF复合材料内部SCF导电网络的破坏与重组赋予了该材料压阻效应，能够用于监测PE-SCF复合材料承受的载荷。图4为循环拉伸载荷下PE-SCF的应变和电阻响应与时间的关系。可以看出，PE-SCF复合材料的监测电阻能够及时反映材料承受的应变。随着应变增加，材料的电阻值增加；应变降低，材料的电阻值也降低；并且监测电阻对应变变化的响应具有很好的稳定性。PE-SCF复合材料在拉伸力作用下发生变形，部分短碳纤维导电网络断开，导致材料的电阻率增加。随着应变的降低，短碳纤维之间的接触恢复到初始状态，电阻值也随之恢复。结果表明PE-SCF应变与电阻变化之间存在确定的关联机制，初步论证采用PE-SCF复合材料制备具有自监测功能的电熔接头具有可行性。 图5显示了爆破试验过程中所监测到的PE-SCF电熔接头的电阻和压力变化曲线。结果表明，随着内部压力的升高，两个电极之间的电阻会不断增加，电阻变化率曲线的斜率也迅速增加。这是因为在加压初始阶段，电阻变化主要由基体的弹性变形引起，在这种情况下，材料内部的导电网络仍然完整，因此电阻不会产生很大变化。当压力继续增加时，材料内部形成微裂纹，导致局部导电网络的破坏，电阻变化率显著增加。初步实验表明，利用电阻变化率监测PE-SCF电熔接头的内压载荷及结构损伤状态具有可行性。 图6显示了峰值内压为5MPa时的循环加载实验期间，电熔接头上监测到的电阻变化曲线。可见电熔接头表面电极之间的电阻变化趋势与接头内部的压力变化趋势一致，且每个周期的峰值电阻十分稳定。基于电阻测量的内压监测灵敏度系数约为29.56%/MPa。实验结果表明，载荷和监测到的电阻信号存在较为稳定的关联关系，因而用电阻变化监测电熔接头内部压力的变化是可行的。 上述测试结果表明，采用PE-SCF复合材料制备电熔管件，利用PE-SCF材料的压阻效应，能够实现基于电阻测量的管道系统在服役过程中的内压及安全状态实时监测，提升了管道系统的服役安全性。  

联网智慧公路节能管控系统是集能耗监测与能耗管控于一体的智能化节能管理系统，针对各级公路隧道照明节能管控效果尤为显著。本系统采用先进的网络构建模式，搭建一个服务于各级公路隧道节能管控的平台，具有良好的稳定性、拓展性、实用性等。物联网智慧公路节能管控系统其结构主要包括：人机交互界面、业务逻辑、数据访问。为了丰富界面展示效果，方案采用专业界面控件作为人机交互界面主要技术手段，该技术提供了一种在 Web 上体现强交互性的解决方案。业务逻辑负责能耗数据的采集、处理、计算及前端监测/控制设备控制策略等工作。数据访问提供对数据库的存储访问支持。物联网隧道照明节能管控系统即在隧道入口前 500 米通过微波车辆检测器、激光车辆检测器两种检测方式，准确检测有无车辆通过。有车辆驶入时，服务器结合环境光传感器的实时采集数据及设置的相应数值，开关或调节入口加强照明段的照明设备，加强照明段的环境光传感器可检测照明设备的开关状态及效果。隧道内布置激光车辆检测器，当车辆通过时，上传数据（信号）至服务器，用于进行本地和远程隧道照明控制。隧道内分段布置物联网在线诊断系统，可实时监测路况信息。

一、项目简介物联网智慧公路节能管控系统是集能耗监测与能耗管控于一体的智能化节能管理系统，针对各级公路隧道照明节能管控效果尤为显著。本系统采用先进的网络构建模式，搭建一个服务于各级公路隧道节能管控的平台，具有良好的稳定性、拓展性、实用性等。物联网智慧公路节能管控系统其结构主要包括：人机交互界面、业务逻辑、数据访问。为了丰富界面展示效果，方案采用专业界面控件作为人机交互界面主要技术手段，该技术提供了一种在 Web 上体现强交互性的解决方案。业务逻辑负责能耗数据的采集、处理、计算及前端监测/控制设备控制策略等工作。数据访问提供对数据库的存储访问支持。物联网隧道照明节能管控系统即在隧道入口前 500 米通过微波车辆检测器、激光车辆检测器两种检测方式，准确检测有无车辆通过。有车辆驶入时，服务器结合环境光传感器的实时采集数据及设置的相应数值，开关或调节入口加强照明段的照明设备，加强照明段的环境光传感器可检测照明设备的开关状态及效果。隧道内布置激光车辆检测器，当车辆通过时，上传数据（信号）至服务器，用于进行本地和远程隧道照明控制。隧道内分段布置物联网在线诊断系统，可实时监测路况信息、确认照明设备开

（1）本系统采用三维扫描技术，重建厂区及厂房内所有建筑及设施，并采用分布式实时系统、传感器融合技术和 SLAM 技术；（2）系统具备开发的接口及丰富的底层应用，如：ERP 数据对接，项目管理，Audit，工厂流水线规划，可追溯记录等；（3）定制化的上层应用，如：可视化智能轧钢控制系统，智能工厂可视化系统，设备诊断等；（4）三维重建精度可达 2-5mm。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 阳旭菻 计算机科学学院/计算机科学与技术 2018.9-2022.6 201831062525 柯立 计算机科学学院/数据科学与大数据技术 2018.9-2022.6 201831065405 蒋康 计算机科学学院/软件工程 2019.9-2023.6 201931061303 张悦 计算机科学学院/计算机科学与技术 2018.9-2022.6 201831063405 汤善康 计算机科学学院/计算机科学与技术 2018.9-2022.6 201831022208 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 刘忠慧 计算机科学学院/计算机科学与技术 教授 机器学习 四、项目简介 近年来，工地安全生产事故频发。为了让生产事故零发生，经过充分调研和实地考察之后，团队研发了基于人工智能和物联网的智慧工地检测系统。系统由三个模块组成。一：工地安全知识答题app，工人在上面进行安全知识答题以提高自身安全意识。二：智能监控系统，使用人工智能算法对摄像头的内容进行实时检测，发现异常情况及时反馈。三：智能安全帽，可以获取佩戴者的经纬度和周围的温湿度。三个模块联合发力，解决工地安全生产痛点。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 陈泳岐 计科院/计算机科学与技术 2019.9/2023.6 201931061097 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 杨云 计科院/软件工程 讲师 数据库应用 四、项目简介 本次研究主要是在“智慧政务”等网络留言平台的基础之上对大量留言数据进行分类、提取热度并对留言的回复情况进行质量评价，构建出基于机器学习的自然语言处理平台的一系列算法实现。主要包括三种算法，分别对应于政务留言中的三个痛点问题。留言分类算法主要是用来将不同留言进行分类和标签，再分别发送到对应部门，问题处理之后，留言回复质量评价算法将官方人员的回复质量进行采集与评价，判断单位人员对留言的处理情况。留言热点计算算法能够抽取每个留言的主题并生成相应的关键词展示给政务人员。