应力腐蚀和疲劳是石化、化工、电力等行业核心装备最危险的失效形式，每年造成经济损失仅石化和化工等行业就高达数百亿元。因此，开发低成本、高效、可靠的抗应力腐蚀和疲劳失效的表面处理技术成为保障石化、化工、电力等行业长周期安全运行的重大需求。项目以历经十余年攻关和实践，突破了特种表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳失效的关键核心技术。该项目获授权发明专利 15 件，发表学术论文 67 篇。 主要创新点包括：1.创新提出了表面冲击强化结构的残余应力场和微观组织变化的预测方法。突破了焊接与表面冲击两个强非线性过程的残余应力场直接耦合模拟技术；首次发现了冲击中心区域存在“残余应力坑”特征；实现了材料动态响应及微观组织演化过程的仿真，揭示了表面冲击压应力层晶粒纳米化机制，为表面冲击强化工艺制定以及应力腐蚀和疲劳寿命评价提供关键参数。2.建立了材料表层应力腐蚀及疲劳裂纹扩展速率的预测模型，实现了表面冲击强化后构件应力腐蚀和疲劳寿命的科学预测。揭示了表面冲击强化技术提高材料抗应力腐蚀、抗疲劳的理论机制。突破了精确制定局部发生应力腐蚀和疲劳损伤装备维修策略的瓶颈，奠定了表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳定量寿命评价的理论基础。3.发明了基于玻璃、超声、激光的三种表面冲击强化抗应力腐蚀和疲劳技术。研制了超声、玻璃、激光表面冲击强化装置，提出了表面冲击处理后微试样性能评价方法，构建了冲击工艺—微观结构—强化效果协同评价体系，解决了石化、化工、电力等领域关键装备的抗应力腐蚀和疲劳失效防治的难题。

荷叶是睡莲科植物莲的叶，内含荷叶碱、原荷叶碱、亚美罂粟碱、Ｎ——去甲基荷叶碱及丰富的莲甙、槲皮素及异槲皮素等黄酮类化合物；具有清香无毒、消暑利湿、升发润阳、止血固本、活血化瘀、降血脂、抑制高胆固醇血症和动脉粥样硬化等功效。 莲在中国分布极广，主产于湖南、湖北、浙江及江苏等地。无论是花莲、藕莲或子莲，采摘后均产生大量荷叶。湖北省湖泊众多，素有“千湖之省”之称，年产荷叶6000余吨，大多自然消亡于荷塘，优质资源未获利用。 该项目的研究开发符合国家农副产品发展产业政策，符合我省“千湖之省”的生态环境特点。研制开发荷叶等“绿色”饮料，既是目前国家重点支持发展的重要产业之一，也是满足人们日益增长的消费需求的必然趋势。因此，荷叶袋泡茶作为绿色饮料，必将具有广阔的发展前景。 技术原理： 采用时间压力组合，对荷叶进行磨砂揉捻加工，使有效成分溶出速率提高；同时采用真空减压干燥，减少荷叶有效成分的损失。二者相结合，有效解决荷叶有效成分溶出难的问题，使产品风味成分稳定，茶汤明亮，体态润泽。 技术指标： 水分≤10% 六六六mg/kg≤0.20 总黄酮mg/g≥30 灰分≤5% 滴滴涕mg/kg≤0.20 敌敌畏mg/kg≤0.20 总荷叶碱%≥0.50 乐果mg/kg≤0.20 铅mg/kg≤0.50  针对荷叶表面接触角可达165°，倾斜２°，以及荷叶表面的蜡状物的特殊疏水结构。 本项目首次采用磨砂揉捻技术改变其超疏水结构，大大提高荷叶茶的有效成分溶出率。利用低温减压干燥工艺，与传统的热风干燥和微波干燥相比，真空干燥方式处理得到的荷叶，其色泽呈淡翠绿色，萃取得到的茶汤色泽翠绿明亮，其总黄酮得率亦较高，较普通干燥方式之得率高出8.92%。该技术以达到“国内领先”水平，适用于荷叶袋泡茶的生产加工，运用该技术生产的荷叶袋泡茶已通过农业部食品质量监督检测中心（武汉）的检测，并制定了Q/NHL08——2010企业标准。

近些年来，我国对花卉的消费呈逐年稳步上升之势，加之“国家园林城市”“美丽中国”的建设，使城市美化用草花需求量大幅度增加，尤其是矮牵牛、三色堇、万寿菊、孔雀草、百日草、石竹、一串红等主要花坛花卉的需求量日益增加，而国内又无法提供高品质、数量足的草花种子，因而只得依赖进口，但这些花卉的种子经过几次转手之后，到达栽培者手中时每粒种子价格0.50～1.0元人民币，比国内组培苗的价格还要高。究其原因，其关键的限制因素是我国缺乏具有自主知识产权的草花新品种。 为解决草花育种的尴尬局面，由华中农业大学园林植物遗传育种课题组，协同北京园林科研所、浙江虹越花卉有限公司、武汉花木公司和武汉市农业科学研究所等众多单位在全国范围内开展了广泛的分工合作，广泛收集资源，综合利用各种技术，建立世界主流草花产品的育种体系，不断开拓创新开发新品种，真正实现我国从花卉的资源大国向知识产权大国的转变，突破国外企业对草花制种业的垄断局面。

生物活性软组织的医疗修复具有重大的临床需求。例如乳腺癌居全球女性恶性肿瘤发病第一位，占女性恶性肿瘤的 25%，且以每年超过 20%的速 率增长，特别是在中国，预计 2021 年新发乳腺癌患者将达 250 万人。但是，现 有的人工软组织替代物无法软组织力学与生物功能重建的双重需求。本项目已建 立了完善的可降解软组织支架仿生设计、4D 打印工艺、装备技术体系，以乳房 癌修复、气管软化病为应用开展了临床应用探索，实现了个性化乳腺和气管外支 架的国际/国内首例临床试验(共完成 9 例)。所制造的可降解软组织支架不仅可 实现初期形态与力学性能匹配，后期还可通过患者组织再生与支架降解实现自体 修复，从而为未来软组织医疗修复难题提供创新解决方案。研发的生物 4D 打印 设备与临床应用被 CCTV2、CCTV7、CCTV10、新华社、人民日报、科技日报、陕 西日报等专题报道，产生了良好的社会影响。相关成果 2017 年获得陕西高等学 校科学技术一等奖。 该项目团队是以卢秉恒院士为学术带头人的“增材制造”教育部创新团队 的重要分支，是利用增材制造技术创新软组织医疗修复难题的重要探索。该团队 现有教授 3 人(长江学者特聘教授 1 人、国家自然科学基金优青 1 人)，副教授 2 人，讲师/博士后/专职科研人员 3 人。目前正致力于软组织 4D 打印的技术创 新、临床应用与产业化推广。

随着物联网技术与智能交通技术的发展，用于高速公路或城市内普通公路的道路护栏，作为“智慧城市”的一个重要组成部分，正受到越来越多的关注与重视。通过在护栏上安装低功耗的传感器芯片以及无线信号收发芯片，并配合相关服务器软件，护栏具备了一定的外部事件感知能力、处理能力、无线通信与组网能力，从而实现护栏的智能化。

该项目通过产学研用的创新合作，已研制出水下机器人焊接与增材制造系统，可应用于核乏燃料池、核构件池、核岛等强辐射环境水下焊接与增材修复，也可以应用于海洋资源开发装备以及海洋维权装备的远程遥操作水下自动焊接与增材修复。自动化程度高，水下电弧稳定性，在水深压力作用下仍具备非常优异的盖面搭桥能力，获得的焊缝成形美观，接头力学性能好。该套技术装备已于2016年通过中广核研究员组织的现场验收。该技术成果被科技日报以35项“卡脖子技术”专题进行了深度报道（第28项），入选刘亚东主编的《是什么卡住了我们的脖子》一书。

该技术建立了在役输电铁塔结构性能弱化模型和评估方法，提出了适用于瞬变载荷测量的输电铁塔状态全面感知技术，考虑台风、龙卷风、覆冰等灾害气象条件下载荷的瞬变特征，完成了输电线路瞬变载荷状态感知系统及终端设备研制，提出以架空导线载荷、铁塔结构倾角和应力状态实时测量为基础，与数字仿真模型深度融合的输电铁塔状态全面感知技术，构建输电铁塔的边缘智能感知端与云端协调工作架构，实现输电铁塔结构状态全面高速感知，可以实现输电线路巡护重点定位和输电铁塔灾害反演。 该技术的应用将解决重要架空输电线路通道中铁塔结构的健康状态智能感知与评价问题，能够实现架空输电线路结构健康状态全面感知，有效提升输电铁塔结构健康状态感知的准确度和智能化水平，为定位输电线路的巡护重点提供重要技术手段，为我国坚强智能电网的建设，提供重要理论支撑、技术保障和实践依据。 1 系统功能 （1）输电线路地理信息 以电子地图方式显示输电线路的地理信息，展示输电线路走向及铁塔位置信息。同时，可标识当前的气象信息。 （2）输电铁塔结构状态感知实时监测数据 以表格、图形的方式显示状态感知实时数据，对异常的状态感知数据实现声光报警，并可进行历史状态感知数据的查询。 （3）输电铁塔灾害反演 建立塔线体系三维模型，在三维模型上显示导线位移、导线和绝缘子的应力计算结果，并可实现灾害过程反演。 （4）输电铁塔实时健康状态 建立输电铁塔的三维模型，在三维模型上显示输电铁塔的杆件应力计算结果、输电铁塔结构变形结果及实时的健康状态评价结果。 （5）输电线路结构健康状态及巡护重点定位 显示输电线路结构健康状态评价结果，提供输电铁塔薄弱环节定位功能，为输电线路重点巡护提供支持。 2 系统组成 输电线路结构健康状态智能感知平台的系统结构分为感知装置和主站系统构成，如下图所示。 图1 系统图 系统客户端界面如下图所示。 图2 客户端界面

作为全球导航卫星系统(GNSS)的后起之秀，我国自主北斗导航卫星系统(BDS)近年来迅猛发展。“十二五”及未来“十三五”期间，已有和正在发展大规模的各类地基北斗 /GPS 站网(CORS 网、GNSS/MET 网等)，同时，空基(无人机、有人机)和天基观测载荷 研制已提上日程。所有这些观测数据将形成天空地一体化网络的北斗大数据资源。随着导航、 定位、授时等北斗传统应用的日趋成熟(图 1)，北斗大数据附加值发掘及新型应用领域产 业链的拓展将前景广阔。本项目为导航卫星创新增值应用及北斗大数据信息的深度挖掘，将干扰导航定位精度的大气折射、地表反射等误差源，“变废为宝”为遥感探测的信号源，在突破我国自主导航卫 星遥感探测关键技术的基础上，从地基探测和空基(无人机、有人机)探测两个层面，实现 软硬件一体化的北斗/GPS 双模气象水文生态多要素综合监测系统。方案及成果将面向行业 应用需求，引进吸收国际前端技术，紧密结合当地资源优势，打造内蒙古自治区成为国内率 先开展北斗气象水文生态增值创新应用的省份，拓展北斗大数据在气象预报、智慧农业、智 慧水利、生态环境等领域的应用(图 1)。图 2 为北斗/GPS 环境多要素智能监测与大数据服务平台总体方案。围绕“数据获取——数据存储——分析挖掘——应用服务”这一主线进行。其中: 数据获取分为地空天三类:(1)自主研发的低成本北斗/GPS 环境多要素智能监测设备;(2)无人机搭载北斗/GPS 智能监测传感器;(3)GNSS 遥感卫星。 环境监测要素包括:农业环境生态(土壤湿度、植被水分等)、气象水文(大气水汽、积雪深度、水位等)、海洋(潮位、风场、盐度、海冰等)。 该方案将充分发挥导航卫星无源探测、高时空分辨率、低成本高产出、实时性强的优势。同时，方案涉及的监测要素及方法可实现同卫星遥感(高分卫星、降水卫星、重力卫星等) 监测的有效结合和优势互补，作为国土资源实时监测系统的有机组成部分，共同实现国家级、 区域级空天地一体化物联网遥感大数据智能监测服务。清华大学在利用地基、空基北斗/GPS 观测数据进行气象水文生态要素监测技术开发、 产品研发、软硬件研发集成等方面具备丰富的研究积累，尤其针对我国自主北斗导航系统的 创新应用，团队成果国内领先且得到国际同行的高度认可，开发并集成了一套完备的“北斗 /GPS 双模多要素智能监测”整体解决方案。除发表高水平学术论文外，已申请多项发明专 利和软件著作权(表 1)，2016 年技术成果已通过软硬件服务在青海(气象/水利/环境)、四 川(农业/气象)、山东(农业)、北京(科研单位)等地取得了初期经济效益。中心已具备 的技术基础与部分成果展示如图 3-图 6 所示，包括全国范围地基综合观测站网建设(图 3)、 空基试验与技术攻关(图 4)、监测产品研发(图 5)、软硬件设备自主研发(图 6)。所有这 些技术积累将为本方案的顺利实施提供有力保障。目前市场上尚无相关产品，并且本项目的成果产出可从如下几个方向进行多层次、全方 位的市场化对接:(1)软件模块:研制内容一产出的气象水文生态监测要素估算软件模块，可同以北斗 导航定位为主打方向的企业对接，通过嵌入本软件模块，拓宽其业务范围，在为农业、气象、 水利等部门提供导航定位服务的同时，融入气象水文生态要素同步监测的功能。不同需求定 制的软件模块按 1-10 万元每套计算，初期市场年需求量预计 50 套，预计每年产生收益 50-500 万元，市场成熟后可面向全国推广，年收益可达 1000-5000 万元。(2)监测产品:研制内容一产出的气象水文生态监测要素产品，如通过 SDCORS 监测 网络附加得到的多要素监测产品，可实现政府买单为行业公众提供服务。可与高校、科研院 所等联合申报国家级、省部级科研项目，预计单个项目经费 500-1000 万元。(3)新型监测设备:研究内容二所产出的面向气象农业水文应用的北斗/GPS 双模气象 水文生态多要素综合监测设备，具有低成本、小型化、多功能等优势，可独立进行市场推广。 按单套收益 5 万元计算，初期市场年需求量 50 套，预计年收益 250 万元，市场成熟后可面 向全国推广，年收益可达 500-3000 万元，并可与目前市场上通用的 GNSS 定位型接收机竞 争，实现行业接收机的更新换代及初期市场垄断。(4)演示系统:研究内容三所产出的北斗/GPS 双模气象水文生态多要素综合监测演示 系统，可率先在山东省(青岛市)开展示范应用，且该创新应用模式在全国具有推广价值。 可联合申报科研项目，预计单个项目经费 500-1000 万元，同时可实现业务化推广应用，名 利双收。