（一）项目背景 当前，智慧教育具有智能导学、精准推荐、定制辅导、精细评价等特点，已成为国际国内教育信息化发展的趋势。智慧教育的研究主要聚焦于智慧学习环境建设的研究、智能技术支持下的智慧教学研究和机器学习技术支持下的个性化学习研究。智慧教育的出现极大地促进了当前教育中学习空间的重构。在“学习空间”之前，人们通常使用“教学空间”来指代这种场所，将有教学活动的场所均称作教学空间。随着人们对学习过程的理解变化、智慧教育的快速发展以及人们对非正式学习的重视，学习空间逐渐由单一的物理教学空间向包含物理空间、网络空间、移动空间的多元学习空间转变。多元学习空间的提出虽然更多地体现出了“以学生为中心”的倾向，但如何具体衡量多元学习空间对学生学习效果的影响是评价多元学习空间的重要步骤。同时，在多元学习空间具体构建时，面对空间中来源不同、结构多样、数量庞大的多模数据如何进行处理存储、并在保证数据有效性的前提下对教育数据进行隐私保护是多元学习空间需要解决的另一个难点。 （二）项目简介 本项目主要目标是针对信息技术支撑下学习空间多元化、场景复杂、需求多样化，学习者及学习行为呈现出新的特点和规律，研究多元学习空间中学习行为数据化关键技术，构建“云-边缘-物联网”架构的多模态数据存储与处理平台，实现混合式学习环境下学习行为智能感知和数据化，优化学习行为模型，基于实际应用与不同学习目标函数及内容，建立可重复、可预测、可验证的对比数据集，为数据驱动的智慧教育生态构建和教育应用提供核心技术与数据支撑。 （三）关键技术 我们面向智慧教育中准确认知学生的学习状态和行为的大数据需求提出研究方案。本项目实施方案涉及教育学、物联网、云计算、人工智能、隐私保护等多个领域，主要技术路线如图所示： 图 1 技术路线图 其中，项目包括的关键技术主要有以下三点： 1.基于物联网的多模态数据实时智能感知和多时间域数据采集技术 该技术针对学习状态的数据化、特征参数量化问题，设计能够采集多 重学习空间下的智能数据感知物联网系统。主要技术难点在于抽样频率与 识别准确度的平衡、人机交互的变化规律等全新科学问题。 2.学习状态多模态数据解析和智能处理技术 利用智能感知物联网采集实时性的原始学习状态数据，包括面部表情、 脑电信号、头部姿态、交互行为等原始数据，这些数据具有数据量大、模 态多、冗余度高等特点，需要通过智能化的预处理方法转换成可以量化的 状态数据。 3.多层次数据差分隐私保护技术 学习行为数据是学习者被动采集的多方面行为数据，受到日益增长的 具有争议性的数据伦理的制约。该项技术通过数据隐私保护机制实现数据 多层次化的差分隐私安全算法；在保证学习者最大数据隐私性的前提下， 研究满足学习行为分析所需要的数据颗粒度。

本成果针对我国农村幅员广大、信息基础设施建设薄弱、难以推广电子交易的现状，积极响应国家“三农”战略，研制适合农村应用环境的电子交易平台、交易终端和专用芯片，形成了服务三农的整套电子交易解决方案，为农村金融业务提供了创新电子交易产品，成为中国农业银行等金融机构服务“三农”的新型支付渠道。 成果基于多学科交叉和创新集成的技术路线，首创了基于瘦客户端型B-C/S架构的低成本、易维护金融交易平台和交易终端；通过专用芯片降低了终端成本，提高了终端可靠性。项目申请发明专利6项，已授权16项，其创新点解决了电子交易终端应用于我国农村复杂环境下的成本、维护、安全、可靠性等诸多关键技术问题，技术水平达到国际先进，国内领先。该成果荣获2011年江苏省科技进步一等奖。

率先对表面大应力应变剧烈形变方法及其应力场和温度场分布规律进行研究，发明了表面大应力剧烈变形诱导合金化方法，为提高合金化程度和合金化深度提供试验基础，并揭示表面剧烈变形过程中温度场分布规律。在此基础上，建立了强热力耦合作用下梯度微纳组织结构的稳定化机理，并构筑梯度微纳组织结构合金化理论与方法，实现有效提升梯度微纳组织结构的稳定性，并优化表面组织性能，突破了现有梯度微纳组织结构稳定化理论与方法中强韧性不匹配问题。

以地下水系统方法为指导，采用信息技术、水文地质试验与数值模拟相结合方法，通过理论计算、室内测试与现场试验，系统开展灰岩底板水在不同方案下开采疏放与开采底板破坏模拟，以及突水水源判别与灰岩地下水管理模型研究，从而为承压水的疏水降压、水资源保护提供技术支撑，也为实现深部煤层（如淮南 A 组煤层）安全开采提供科学依据。 （1）通过放水试验查明矿区范围内水文地质条件，综合分析断层导、隔水性及含水层之间水力联系；结合探测成果，利用数值模拟方法，计算疏放含水层参数，为模拟多种方案下承压水防治提供理论与技术依据； （2）采用岩石物理力学实验、岩石质量指标统计、岩石试件和原位波速测试等多种方法，研究了底板岩体结构的差异性，为底板岩层阻隔水能力评价提供依据； （3）建立了水岩耦合数值模型，模拟承压含水层煤层回采过程中底板及灰岩含水层应力场与渗流场变化特征，获得了底板采动效应特征，揭示了工作面底板岩体结构在采动过程中的水压效应对岩体结构破坏作用； （4）建立了承压水下开采的地下水管理模型，以放水量最小为目标，以满足区块安全水压值为约束条件，达到既疏放排水与安全开采，同时又保护地下水资源； （5）建立矿山多水源突水的水质判别模型，实现快速辨别突水的水源问题。

本项目基于自制改性水合硅酸钙、上流式好氧生物反应器以及生物脱氮+强 化除磷组合工艺，利用生态、生物工艺对特征污染物进行吸收和降解，以同时高 效去除尾水中的氮、磷等易引起水体富营养化的典型污染物，使排入环境的污染物削减 90%以上。 创新要点 （1）本项目选用钙:硅（C:S）摩尔比为 0.5-2.1 间的硝酸钙等钙盐以及硅酸钠等硅酸盐，通过改变通过分散剂的种类、分散剂的投加量、混合反应池的搅拌速度和温度等条件，以制备出一种有别于传统的化学除磷方法的特异性磷吸附剂； （2）本项目由射流曝气喷头、减压仓以及聚丙烯微孔过滤管组成的超微气泡发生装置产生超微气泡（直径 5-10 μm）后，由于超微气泡能够实现在水中的部分沉降，因此具有比普通气泡更高的氧转移效率，进而可以大幅提高生物法除磷工艺中好氧吸磷效率； （3）本项目采用生物脱氮与物化法强化除磷组合工艺：进水由提升泵进入生物接触氧化池，出水溢流到快滤池，快滤池的出水自下而上经过脱氧池以降低水体中的溶氧，出水进入兼氧池实现硝基氮的反硝化以去除总氮，出水流入絮凝反应池在搅拌下强化混凝，最后在除磷沉淀池进行固液分离，上清液自下而上流过无烟煤填料装置，出水达标排放流入湖体。

冬季，因为新能源汽车没有发动机或者不能完全利用发动机余热，需采用PTC 电加热方式，但由于电能最终转化为热能其能量转换效率低于 1，因此，对于 EV、HEV 之类的新能源汽车而言，高效制暖是重大课题。目前，车用空调热泵系统的研发技术难点在于： （1）使用环境--如果车辆处在严寒的环境中，空气中可以利用的热能少，普通热泵系统在-10 ℃以下温度工作时其制热效能就会大打折扣。 （2）室外换热器除霜--如果热泵系统在湿冷的环境下工作，室外换热器作为蒸发器使用会产生冷凝水，其冷凝

本项目成果在国家重大项目的支持下，面向具有战略意义的高效传动重大需求和国际前沿，针对国外的技术封锁，从掌握液力传动产品瞬态复杂流动机理着手，提出了大功率液力节能产品定子/转子多流域耦合的尺度解析模拟方法，创建了动态空间非定常多尺度漩涡流动可视化测量体系；首创了定子/转子耦合叶片边界层流动新型仿生主动控制技术，实现仿生耦合叶片减阻增效；构建以用户需求为导向封装的大功率液力产品优化集成设计体系，形成融合轴向力动态监控模型和运行热平衡反馈自动补偿系统，攻克了大功率液力产品设计与制造过程中“性能预测难、叶片优化难、动态匹配难、精确制造难、极限工况运维”等难题，最终形成了适应大型泵与风机等高耗能设备的自调节的大功率液力调速装置、满足首台最大吨位12吨装载机用的高效率液力变矩器、匹配大吨位和长距离制动的重型车用液力辅助系统等新型绿色节能液力传动产品。 研究团队 吉林大学机械与航空航天工程学院 刘春宝教授研发团队。 成果成熟度 批量

项目成果/简介:本项目成果在国家重大项目的支持下，面向具有战略意义的高效传动重大需求和国际前沿，针对国外的技术封锁，从掌握液力传动产品瞬态复杂流动机理着手，提出了大功率液力节能产品定子/转子多流域耦合的尺度解析模拟方法，创建了动态空间非定常多尺度漩涡流动可视化测量体系；首创了定子/转子耦合叶片边界层流动新型仿生主动控制技术，实现仿生耦合叶片减阻增效；构建以用户需求为导向封装的大功率液力产品优化集成设计体系，形成融合轴向力动态监控模型和运行热平衡反馈自动补偿系统，攻克了大功率液力产品设计与制造过程中“性能预测难、叶片优化难、动态匹配难、精确制造难、极限工况运维”等难题，最终形成了适应大型泵与风机等高耗能设备的自调节的大功率液力调速装置、满足首台最大吨位12吨装载机用的高效率液力变矩器、匹配大吨位和长距离制动的重型车用液力辅助系统等新型绿色节能液力传动产品。研究团队吉林大学机械与航空航天工程学院 刘春宝教授研发团队。成果成熟度批量应用范围:本项目成果通过突破“流动解析实现高精度预测性能”、“性能预测指导叶片设计”、“流动解析完善液力产品匹配建模”、“先进制造保证液力产品与设计一致”、“大功率液力调速装置自动补偿系统智能运维系统”等涉及设计、制造与运维等核心难题的、紧密相连的关键技术，实现了在工程机械、重型商用车、电力和化工等行业成功应节能降耗的目的。“大功率液力调速产品集成设计关键技术及其节能应用”、“工程机械液力变矩器绿色节能设计与制造关键技术及产业化应用”项目先后获得2020年吉林省技术进步一等奖和2019年中国机械工业科技进步二等奖。项目成果完全拥有自主知识产权，整体技术达到国际先进水平，标志着我国已完全掌握绿色节能液力传动产品设计、制造核心技术，提高了国产液力产品的国际竞争力，突破了传统设计方法的局限性，扭转了国外产品逆向开发的局面，打破了国内液力产品不成体系而难以推广应用的现状，极大地提升了自主品牌大功率液力产品的综合性能和生产效率，有效降低了开发成本，促进了绿色制造与应用产业的节能减排，带动了国内相关产业的发展，为我国培养了大批工程机械液力传动领域专业人才。本项目制造的液力变矩器、液力缓速器、液力偶合器等成果先后在国内首台最大吨位12吨柳工装载机、国内首台重型铁路养护车用的YH350多档变速器、一汽解放J6卡车、电力和化工等“大国重器”大功率调速设备中得到应用。

“IDC综合监控系统”是一套能够运行于IDC中心的网络监控和管理软件。该系统能够同时采用被动测量（流量分析）和主动测量（SNMP等）技术手段，对IDC中心的网络流量、网络设备、网络服务的运行情况进行全面监控和管理，分析网络运行的性能和效率，对网络故障进行自动发现和诊断、报警，以提升IDC中心的运维管理水平。系统分为4个模块：（1）流量分析仪IDCFlow：通过端口镜像的方式分析网络流量，对大规模网络流量中的用户行为、服务运行情况、网络性能、网络故障等进行监测。（2）网管信息采集器NetView：通过SNMP网络管理协议远程轮询，提取各个主机、网络设备的基本信息，对系统运行情况和性能、故障情况进行监测。（3）数据库及应用服务器AppServer：用于接收流量分析仪和网管信息采集器发来的流量监控信息，进行统一汇聚，并分发给监控终端。（4）监控终端Auditor：是一系列监控界面和软件组件，运行在各个管理工作站上，完成查询统计、远程实时监控、图形展示等功能。

IDC综合监控系统”是一套能够运行于IDC中心的网络监控和管理软件。该系统能够同时采用被动测量（流量分析）和主动测量（SNMP等）技术手段，对IDC中心的网络流量、网络设备、网络服务的运行情况进行全面监控和管理，分析网络运行的性能和效率，对网络故障进行自动发现和诊断、报警，以提升IDC中心的运维管理水平。 系统分为4个模块： （1）流量分析仪IDCFlow：通过端口镜像的方式分析网络流量，对大规模网络流量中的用户行为、服务运行情况、网络性能、网络故障等进行监测。 （2）网管信息采集器NetView：通过SNMP网络管理协议远程轮询，提取各个主机、网络设备的基本信息，对系统运行情况和性能、故障情况进行监测。 （3）数据库及应用服务器AppServer：用于接收流量分析仪和网管信息采集器发来的流量监控信息，进行统一汇聚，并分发给监控终端。 （4）监控终端Auditor：是一系列监控界面和软件组件，运行在各个管理工作站上，完成查询统计、远程实时监控、图形展示等功能。 系统通过四川省科技成果鉴定，鉴定结论为“国内领先”。 系统可广泛应用于IDC中心、运营商机房、云计算中心，用于对数据中心的网络设备、主机设备、服务应用软件等进行综合监控、服务质量监测、故障预警、访问量分析。该系统于2009开始，在省级电信IDC上线运行至今，用户反映良好，解决了IDC中心运维过程中的若干技术管理问题。