研究目的和意义机器学习和人工智能已成为当今最热门的技术之一。2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，正式将人工智能作为国家重要发展战略之一。人工智能已经成为信息技术时代的又一波浪潮。在这波浪潮的推动下，互联网行业、金融行业、传统制造业、政务民生、公安警务等各行各业都在积极向人工智能领域转型升级，利用人工智能先进技术提升智能分析和辅助决策能力，

本成果专注于工业声学大数据在智能制造领域应用，开发工业智能听诊系统，其利用声学传感器在线采集机械设备及产品信号，依据专业声学分析方法，结合机器学习技术，可替代人工完成产品异音异响下线检测及关键设备的预测性维护。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 机械设备及产品发出的声音信号能够有效表征其运行状态，若出现异音异响，则表明其机械设备及产品存在故障或质量缺陷。目前机械设备及产品的质量检测和故障诊断大多采用人工听诊的方法，存在误判率高、效率低下以及生产成本日益增加的问题。 本成果专注于工业声学大数据在智能制造领域应用，开发工业智能听诊系统，其利用声学传感器在线采集机械设备及产品信号，依据专业声学分析方法，结合机器学习技术，可替代人工完成产品异音异响下线检测及关键设备的预测性维护。

本项目团队基于泡沫除尘机理和激光散射测尘原理,以粉尘实时监测技术、除尘剂智能配置技术、粉尘自动捕捉技术和系统智能调控技术等为核心，研发了一套智能化泡沫除尘系统。 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 程丞 安全科学与工程学院/安全工程 2018/2022 刘苏雨 安全科学与工程学院/安全工程 2018/2022 吴逸飞 安全科学与工程学院/消防工程 2018/2022 柴钏润 安全科学与工程学院/安全工程 2019/2023 伍珊 安全科学与工程学院/安全工程 2019/2023 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 李尧斌 安全科学与工程学院/安全工程 硕导/副教授 煤矿瓦斯防治理论与技术 四、项目简介 本项目团队基于泡沫除尘机理和激光散射测尘原理,以粉尘实时监测技术、除尘剂智能配置技术、粉尘自动捕捉技术和系统智能调控技术等为核心，研发了一套智能化泡沫除尘系统。利用激光测尘仪和在线粒度分析仪对目标空间的粉尘浓度及粒径分布进行实时监测，自动调节水箱、药泵的水、药比例，通过360°可调的泡沫喷射装置和漩涡气泵调节泡沫喷射的方位及压力，进而实现对粉尘的高效、精准捕捉和沉降，除尘效率高达98%，解决了现有除尘装置存在的工作方式耗能、工作效率低等痛点问题，实现了除尘工作的高度无人化、智能化。

XM/ACLS8000高智能数字化综合急救技能训练系统 （ACLS高级生命支持、计算机控制）   ★ 标志表示需要与选配件配套使用才能实现的功能。 可真实模拟急救场景，模拟急诊病人的相关体征，如瞳孔状态、动脉搏动、心律、心肺听诊等，临床急救措施如除颤、起搏、CPR、药物治疗等均可在本系统上使用。模拟病人根据操作者的不同施救措施，可表现出不同的生命体征变化。开放的病例编辑功能，教师可根据临床实际情况或教学需要自主编辑所需的急诊病例，供学生训练使用。网络交互功能可完成全体教学，教师可随时获取学生的操作数据，及时给予纠正或指导。 执行标准：美国心脏学会（AHA)2015国际心肺复苏（CPR)&心血管急救（ECC)指南标准。 适用学科：呼吸内科、心内科、神经内科、泌尿生殖医学、外科、药理、护理、麻醉医学、急救医学、危重症医学、战地医学等。 适用人群：医学生、研究生、实习医生、各科医生(初中级职称)、麻醉医生、急救中心医生、战地医学救护人员、护士等。 适用范围：医学院校教学、临床教学、职业医生考试、各种医学考核和急救知识的普及等。 一、主要功能： ■ 智能3D控制软件： · 全无线连接遥控设计，内置电气装置，控制界面可3D动画呈现模拟人生理参数，模拟人3D动画展现正常状态下双眼睁开和休克或死亡状态下的闭眼。 · 融合了智能云平台的管理及训练系统： 教师可以在智能云平台系统上设置病例、编辑试题、CPR的设置、用户的成绩、理论知识的管理，模拟人可同步教师设置的参数进行响应的变化。教师在云平台实时对学员信息进行管理，考核数据进行成绩统计、评分，并可发送到学员手机。 ■ 头颈部： · 生命体征模拟：瞳孔观察，瞳孔液晶显示为CSTN伪彩、65k色、RGB，可在1-9mm之间调节正常、散大、缩小等状态，模拟颈动脉搏动、模拟病人呻吟、咳嗽、呕吐声音。 · 呼吸模式：模拟正常呼吸、叹气样呼吸、陈-施氏呼吸、库什摩呼吸、毕奥呼吸。 · 气道管理技术：标准口、鼻插管，气管切开术，支持仰头举颏法、推举下颌法开放气道，气管插管时牙齿受压报警提示。 ★ 正确气道打开后，3D动画演示气道开放状态：气管插管3D动画同步显示插管位置，采用听诊器可检测插管位置，模拟牙关紧咬、舌小肿、咽部水肿、喉痉挛、单双侧肺阻塞、主气道堵塞等体征。 ■ 胸腹部： CPR操作训练：有训练、考核、实战三大模式，三大模式的CPR胸外按压的深度、次数、频率、人工吹气次数、潮气量等任意指标参数进行设置。实现平板电脑与模拟人连接，3D动画呈现气道开放，自动判断人工呼吸和胸外按压的比例，实时数据提示与显示，抢救成功后，模拟人的瞳孔由散大变为正常，颈动脉搏动，出现自主呼吸，操作结果的成绩可进行保存与打印。 ★ 真实除颤起搏：可与不同厂家、不同型号的除颤起搏器配套使用，实现真实除颤起搏。 ★ 模拟除颤起搏：多媒体动画展示医用除颤仪操作流程，与XM-J980模拟除颤起搏器配套使用，可实现除颤起搏，可选择除颤能量，最大除颤能量达到360J。 ★ 真实AED：可与不同厂家、不同型号的AED配套使用，实现真实AED训练。 ★ 模拟AED：多媒体动画展示AED操作过程，与XM-AED99F自动体外模拟除颤仪配套使用，可实现AED训练，全程中文语音提示，提供贴片电极和纽扣电极，自动检测心率并分析是否需要除颤。 ★ 真实心电监护：可与不同厂家、不同型号的心电监护仪配套使用，实现真实心电监护。 ★ 模拟心电监护：使用指夹式血氧探头监测血氧，可与XM-J116多参数模拟心电监护仪配套使用，可实现模拟心电监护，内部储存2500余种心电图，多参数模拟监护仪LCD屏幕提供12导联心电图、血氧饱和度、呼吸、二氧化碳、血压（动脉血压、中心静脉压、肺动脉压、无创血压）、心输出量等。 · 听诊训练：可听诊数百种声音，包括正常心音、异常心音、正常呼吸音、异常呼吸音、正常肠鸣音、异常肠鸣音等。 · 模拟股动脉搏动训练。 ■ 四肢： · 左手血压测量、双侧手背浅静脉输液/穿刺和双侧肌肉注射，穿刺正确有明显落空感并有回血，模拟皮肤及血管可更换。 · 模拟人可互换男女外生殖器，可进行导尿操作训练，双大腿股外侧肌内注射操作训练。 · 模拟人踝关节可左右旋转。 ■ 软件： · 模拟注射泵/输液泵的使用：多媒体动画展示注射泵/输液泵的操作流程，可选择药物进行操作。 · 训练与考核：软件内保存几百道试题，支持心电图、急救理论知识、急救场景、病例、CPR训练与考核，教师还可根据教学内容添加试题。 · 急救场景脚本训练/考核：软件自带多个急救场景，涵盖室颤/无脉搏室速、无脉搏心电活动、心室停搏、急性冠状动脉综合征、心动过缓、不稳定性心动过速、稳定性心动过速、急性中风等心脏病急救案例，帮助及培训医师在不同类别心脏病的临床急救操作流程。 · 提供多种药物治疗和典型的辅助检查、胸片、超声心电图、12导联心电图等。 · 脚本/病例编辑：软件提供多种常见病例，丰富的多媒体动画生动再现真实急救情景，用户可自编辑急救病例，病情变化和学员操作过程，软件自动记录。 · ★ 模拟人可以双系统操作：支持电脑（Windows）平板（Android）方便使用者多种系统下操作，模拟人内置蓝牙功能，任一台带有蓝牙功能的计算机电脑或平板连接实时调控。 · 可提供单机版（一点一套）、网络版（一点多套），单机版可升级为网络版。 二、标准配置： ■ 硬件： · ACLS高智能成人模拟人 · 模拟血压测量仪 · 电子模拟听诊器 · 简易呼吸器 · 听诊器 · 喉镜 · 气管套管 · 输液套装 ■ 软件： · 局域网内教师机应用软件V2.0 · 局域网内学生机应用软件V2.0 · ACLS脚本编辑软件V2.0 ■可选配件： · 真实心脏除颤起搏器 · XM-J980模拟心脏除颤起搏器 · 真实AED · XM-AED98F自动体外模拟除颤仪 · 真实心电监护仪 · XM-J115多参数模拟心电监护仪 · 视频监控设备 · 计算机 · PC工作站

XM/ACLS8000高智能数字化综合急救技能训练系统 （ACLS高级生命支持、计算机控制）   ★ 标志表示需要与选配件配套使用才能实现的功能。 可真实模拟急救场景，模拟急诊病人的相关体征，如瞳孔状态、动脉搏动、心律、心肺听诊等，临床急救措施如除颤、起搏、CPR、药物治疗等均可在本系统上使用。模拟病人根据操作者的不同施救措施，可表现出不同的生命体征变化。开放的病例编辑功能，教师可根据临床实际情况或教学需要自主编辑所需的急诊病例，供学生训练使用。网络交互功能可完成全体教学，教师可随时获取学生的操作数据，及时给予纠正或指导。 执行标准：美国心脏学会（AHA)2015国际心肺复苏（CPR)&心血管急救（ECC)指南标准。 适用学科：呼吸内科、心内科、神经内科、泌尿生殖医学、外科、药理、护理、麻醉医学、急救医学、危重症医学、战地医学等。 适用人群：医学生、研究生、实习医生、各科医生(初中级职称)、麻醉医生、急救中心医生、战地医学救护人员、护士等。 适用范围：医学院校教学、临床教学、职业医生考试、各种医学考核和急救知识的普及等。 一、主要功能： ■ 智能3D控制软件： · 全无线连接遥控设计，内置电气装置，控制界面可3D动画呈现模拟人生理参数，模拟人3D动画展现正常状态下双眼睁开和休克或死亡状态下的闭眼。 · 融合了智能云平台的管理及训练系统： 教师可以在智能云平台系统上设置病例、编辑试题、CPR的设置、用户的成绩、理论知识的管理，模拟人可同步教师设置的参数进行响应的变化。教师在云平台实时对学员信息进行管理，考核数据进行成绩统计、评分，并可发送到学员手机。 ■ 头颈部： · 生命体征模拟：瞳孔观察，瞳孔液晶显示为CSTN伪彩、65k色、RGB，可在1-9mm之间调节正常、散大、缩小等状态，模拟颈动脉搏动、模拟病人呻吟、咳嗽、呕吐声音。 · 呼吸模式：模拟正常呼吸、叹气样呼吸、陈-施氏呼吸、库什摩呼吸、毕奥呼吸。 · 气道管理技术：标准口、鼻插管，气管切开术，支持仰头举颏法、推举下颌法开放气道，气管插管时牙齿受压报警提示。 ★ 正确气道打开后，3D动画演示气道开放状态：气管插管3D动画同步显示插管位置，采用听诊器可检测插管位置，模拟牙关紧咬、舌小肿、咽部水肿、喉痉挛、单双侧肺阻塞、主气道堵塞等体征。 ■ 胸腹部： CPR操作训练：有训练、考核、实战三大模式，三大模式的CPR胸外按压的深度、次数、频率、人工吹气次数、潮气量等任意指标参数进行设置。实现平板电脑与模拟人连接，3D动画呈现气道开放，自动判断人工呼吸和胸外按压的比例，实时数据提示与显示，抢救成功后，模拟人的瞳孔由散大变为正常，颈动脉搏动，出现自主呼吸，操作结果的成绩可进行保存与打印。 ★ 真实除颤起搏：可与不同厂家、不同型号的除颤起搏器配套使用，实现真实除颤起搏。 ★ 模拟除颤起搏：多媒体动画展示医用除颤仪操作流程，与XM-J980模拟除颤起搏器配套使用，可实现除颤起搏，可选择除颤能量，最大除颤能量达到360J。 ★ 真实AED：可与不同厂家、不同型号的AED配套使用，实现真实AED训练。 ★ 模拟AED：多媒体动画展示AED操作过程，与XM-AED99F自动体外模拟除颤仪配套使用，可实现AED训练，全程中文语音提示，提供贴片电极和纽扣电极，自动检测心率并分析是否需要除颤。 ★ 真实心电监护：可与不同厂家、不同型号的心电监护仪配套使用，实现真实心电监护。 ★ 模拟心电监护：使用指夹式血氧探头监测血氧，可与XM-J116多参数模拟心电监护仪配套使用，可实现模拟心电监护，内部储存2500余种心电图，多参数模拟监护仪LCD屏幕提供12导联心电图、血氧饱和度、呼吸、二氧化碳、血压（动脉血压、中心静脉压、肺动脉压、无创血压）、心输出量等。 · 听诊训练：可听诊数百种声音，包括正常心音、异常心音、正常呼吸音、异常呼吸音、正常肠鸣音、异常肠鸣音等。 · 模拟股动脉搏动训练。 ■ 四肢： · 左手血压测量、双侧手背浅静脉输液/穿刺和双侧肌肉注射，穿刺正确有明显落空感并有回血，模拟皮肤及血管可更换。 · 模拟人可互换男女外生殖器，可进行导尿操作训练，双大腿股外侧肌内注射操作训练。 · 模拟人踝关节可左右旋转。 ■ 软件： · 模拟注射泵/输液泵的使用：多媒体动画展示注射泵/输液泵的操作流程，可选择药物进行操作。 · 训练与考核：软件内保存几百道试题，支持心电图、急救理论知识、急救场景、病例、CPR训练与考核，教师还可根据教学内容添加试题。 · 急救场景脚本训练/考核：软件自带多个急救场景，涵盖室颤/无脉搏室速、无脉搏心电活动、心室停搏、急性冠状动脉综合征、心动过缓、不稳定性心动过速、稳定性心动过速、急性中风等心脏病急救案例，帮助及培训医师在不同类别心脏病的临床急救操作流程。 · 提供多种药物治疗和典型的辅助检查、胸片、超声心电图、12导联心电图等。 · 脚本/病例编辑：软件提供多种常见病例，丰富的多媒体动画生动再现真实急救情景，用户可自编辑急救病例，病情变化和学员操作过程，软件自动记录。 · ★ 模拟人可以双系统操作：支持电脑（Windows）平板（Android）方便使用者多种系统下操作，模拟人内置蓝牙功能，任一台带有蓝牙功能的计算机电脑或平板连接实时调控。 · 可提供单机版（一点一套）、网络版（一点多套），单机版可升级为网络版。 二、标准配置： ■ 硬件： · ACLS高智能成人模拟人 · 模拟血压测量仪 · 电子模拟听诊器 · 简易呼吸器 · 听诊器 · 喉镜 · 气管套管 · 输液套装 ■ 软件： · 局域网内教师机应用软件V2.0 · 局域网内学生机应用软件V2.0 · ACLS脚本编辑软件V2.0 ■可选配件： · 真实心脏除颤起搏器 · XM-J980模拟心脏除颤起搏器 · 真实AED · XM-AED98F自动体外模拟除颤仪 · 真实心电监护仪 · XM-J115多参数模拟心电监护仪 · 视频监控设备 · 计算机 · PC工作站

医博士匠心打造，行业领先心肺复苏BLS实训模拟系统 模拟心肺复苏急救场景，结合模拟瞳孔变化、颈动脉搏动、胸外按压等不同生命体征变化，实现心肺复苏流程训 练与考核。将学生带入仿真临床急救环境，合理评估学生理论知识、实操技能以及危急情况应变处置能力。 模拟人与PAD采用无线扫码连接，最多可群体化控制30台模拟人，形成训练群体，方便集中训练、评估、纠错、 考核。系统可无线连接投影、电视、显示器等大型屏幕，提升现场指导效果，增强受训者的学习、竞争兴趣。

光纤分布式声波检测技术（DAS）在油气勘探领域的地面地震波检测、井中地震波检测、井中分布式垂直地震剖面（VSP）数据获取、水力压裂的安全监测与改善，长距离油气管道的安全与泄漏监测，周界安防与侦听、大型结构健康监测等领域有着广泛的应用前景。 （1）在石油开采监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术在超高密度地面/井中地震波数据采集领域是一项革命性的新技术。在实现高效采集的同时，可大大降低生产成本；光纤分布式声波检测技术将部分替代常规地震波检测技术；应用于地面的分布式高密度地震波采集、井下VSP数据采集和改善水力压裂的监测。 （2）在长距离管线安全监测的应用方面。光纤分布式声波传感（DAS）系统可用于长距离石油管道、市政地下综合管线、地埋输电线缆等的入侵监测。该系统可以检测，定位并区分第三方入侵事件，提供长距离、无源、实时、在线、智能的管线监测技术。 （3）在油气管线泄漏监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可用于石油、天然气等管道泄漏检测。结合光纤分布式测温技术可以对泄露事件进行快速检测和定位。通过检测渗漏口湍流产生的声波信号，该信号会产生在管道内长距离相对低损耗的连续负压力波。光纤DAS系统可以沿整个管道探测到负压波，并对泄漏事故的进行准确定位（10米范围内）。 （4）在矿井人员定位监测的应用方面。矿井下易发生爆炸、透水、冒顶等重大事故，保证井下人员的安全极其重要。矿井人员定位系统对下井人员的自动跟踪定位、灾后急救、日常管理等有着非常重要的意义。光纤DAS系统可以有效克服现有井下无线人员定位系统的不足，并大大简化现有井下综合管理系统的复杂性，实现日常和应急状态下的井下无盲区的人员、车辆等定位，为井下作业综合管理提供有力支撑，同时探测光缆本征无源，特别适用于井下易燃易爆和强电磁干扰环境。 （5）在侦听和周界安防领域的应用方面。光纤DAS技术具有远程（>10KM）监听和还原振动和声波信号的功能，可以用于对监狱、使馆等重要区域的远程侦听，以及对机场、国境线、军用通信光缆、军事基地等大型重要设施的长距离周界埋地防护。 （6）在铁路安全监测的应用方面。光纤DAS技术可能取代现有的许多轨道传感器,实现列车准确的月台公告，车轮滚压和其他车轮/铁路故障判断，铁轨盗窃、破坏和恐怖攻击，周围岩石和树木坠入以及实时列车跟踪等问题，从而保障铁路网络的安全运行和大大降低铁路网的维护成本。 （7）在大型结构健康监测的应用方面。光纤分布式声波检测技术可实现从次声波到超声频率范围内的弹性振动波测量，同时可以实现对探测光缆布设区域内的高密度采样，由于光纤材料质量轻、耐腐蚀，抗电磁干扰，因此可以直接埋设于复合材料内部，实现对飞机、火箭、空间站等大型装备的载荷、健康状态、结构疲劳以及材料寿命的领域的监测。 （8）在海洋水听监测的应用方面。由光纤DAS构成的新型光纤水听系统，可实现真正全分布式的水下声波监测，有望取代现有的全光纤水听器拖曳阵列，形成全光纤轻型潜艇和水面 舰船共形分布式水听系统，有望实现对关键海峡和水域的快速布防。 目前，已经完成对地埋石油管道、油井勘探和列车运行监测等多项实际工程的成功测试。 光纤分布式声波检测系统（DAS）主要三部分：光纤分布式声波信号分析硬件终端设备，光纤分布式声波信号分析软件，声波传感光缆。光纤分布式声波信号分析硬件终端通过光纤接线器与传感光缆进行单端连接。光纤声波信号硬件终端向光纤发射光脉冲，同时对传感光缆接收到的声波信号进行光电探测和采集，最后形成数字传感信号，通过光纤传感分析软件进行声源定位与声源分析。如下图所示： 主要技术参数： 1、信号解调设备主要技术指标： 测量距离： 0~50公里 响应时间： <2s 定位精度： ±2~±20米 响应频率： 0~500KHz 检测参数： 各种机械振动波、声波、超声波、地震波 通信/联网接口： 100M以太网 工作温度： -10℃～+50℃ 电源输出： AC 100~240V,50~60Hz 二次开发接口： 提供动态链接库方便二次开发和应用集成 2、软件功能和显示模块主要包括： 声波（地震波）信号的时域二维和三维强度分析模块 声波（地震波）信号的二维频率谱检测和分析模块

项目成果/简介: 主要用于解决重度残疾人的一些日常护理问题。通过在轮椅上加装一只高精度机械臂，使用机械臂来完成一些重度残疾患者不能完成的动作，从一定程度上减轻了残疾人的负担，提高了生活质量。用户仅仅需要通过特定的表情以及头部动作就可以控制机械臂抓取物体以及轮椅的运动。多模交互式轮椅机械臂系统主要应用于残疾人的护理。多模交互式轮椅机械臂系统知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

主要用于解决重度残疾人的一些日常护理问题。通过在轮椅上加装一只高精度机械臂，使用机械臂来完成一些重度残疾患者不能完成的动作，从一定程度上减轻了残疾人的负担，提高了生活质量。用户仅仅需要通过特定的表情以及头部动作就可以控制机械臂抓取物体以及轮椅的运动。多模交互式轮椅机械臂系统主要应用于残疾人的护理。 多模交互式轮椅机械臂系统

视觉扫描建模：研发形成基于子地图的大尺度环境扫描建模，实现了多人协同的多阶段地图创建、拓扑-语义地图描述、无须标记点的设备对象外观稠密扫描建模。 人员综合定位：引入深度学习技术，在不需要部署额外设备、不依赖GPS信号的环境下，研发形成了基于视觉/惯导的人员综合定位系统，实现了未知环境下同时建图与定位（SLAM）、可达80m×80m室内外环境下分米级人员定位。 增强现实作业辅助：结合分层地图描述、数字化作业指导卡与作业人员定位等核心技术，配合头戴式AR智能眼镜/便携式移动终端，研发了含前后台通信结构的多人协同作业指导、作业人员安全管控、巡检路径校核、可视化装配引导等关键应用技术，形成了智能化电力运维检修、应急演练作业人员的新工作模式。