新型单洞双线城市轨道交通类矩形盾构隧道修建成套关键技术产业化及应用。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 我国城市轨道交通建设正面临地下空间资源日渐稀缺的严峻挑战，面对集约型开发要求，常规的圆形盾构隧道法已不能适应， 类矩形截面不同于矩形截面和椭圆形截面，严格的矩形断面空间利用率最高，但其主要面临着机械开挖困难、矩形转角部位管片结构受力不合理等问题；椭圆形隧道可有效避免以上矩形隧道出现的问题，但其空间利用率相对较低。类矩形断面就是对以上两种断面类型的折中，以求综合其优点，规避其缺点。 本项目成果已实现产业化和规模化，形成从技术开发、装备制造、施工工法、配套施工工艺、后评价体系等在内的全套关键技术。目前已生产异形盾构12台套，分别在上海、杭州、南京、郑州、宁波、舟山等地开展了成功应用，累计完成掘进30km，为当地城市轨道交通工程建设提供了有效的技术支撑。

国科大物理科学学院路红亮副教授和宋志朋博士后等人与物理所、高能所等单位科学家合作，利用分子束外延（MBE）方法构筑了单层TiSe2/CuSe/Cu(111)异质结以调控TiSe2的CDW相。

北京大学物理学院量子材料中心江颖、徐莉梅与美国内布拉斯加大学林肯分校曽晓成以及北京大学/中国科学院王恩哥等合作，利用高分辨qPlus型原子力显微镜技术，首次在实验上证实了冰在二维极限下可以稳定存在，将其命名为：二维冰I相，并以原子级分辨率拍到了二维冰的形成过程，揭示了其独特的生长机制。该工作以“Atomic imaging of edge structure and growth of a two-dimensional hexagonal ice”为题，于1月2日发表在国际顶级学术期刊《自然》上。图1 （a）南极罗斯海上的厚冰层；（b）自然界最常见冰相（Ice Ih）的分子模型；（c）本工作发现的二维冰（实验结果的3D效果图） 冰是水的常见物态，由水分子规则排列形成，其结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学等众多领域具有至关重要的作用。早在20世纪20年代，英国著名物理学家、X射线发现者Bragg与其它几位科学家就分别利用X射线对冰晶体结构进行了表征，经过了近一百年的研究和探索，迄今人们已经发现了冰的18种晶相（三维冰相），其中自然界最常见的冰相为六角结构的Ice Ih相（图1a 和b）。然而，冰在二维极限下是否能独立稳定存在？这个问题有很大的争议。一般认为在单层极限下，二维冰具有相当数量的未饱和氢键，需要靠与衬底的相互作用来使得结构稳定。但如此一来，二维冰的结构就非常依赖于衬底的结构和对称性，并不是真正意义上的本征二维冰。2015年，石墨烯发现者Andre Geim带领的团队在双层石墨烯间发现了一种与表面结构无关的四方二维冰相（Nature 519, 443 (2015)），引起了学术界的强烈反响，但这种二维冰随后被质疑是NaCl的晶体结构（Nature 528, E1–E2 (2015)），二维冰存在与否一直悬而未决。图2 二维冰岛内部结构的亚分子级分辨成像。a、b图中从左至右，依次为由高至低不同针尖高度下的原子力显微镜实验图和模拟图；c为二维冰结构的模型示意图的俯视图和侧视图。图像尺寸：1.25 nm x 1.25 nm。在大针尖高度条件下，主要利用高阶静电力成像，可以分辨出平躺水分子（暗点）和竖直水分子（亮点）；在中间高度条件下，依靠高阶静电力与泡利排斥力的共同作用，可以分辨出图中红色短线所示的氢键指向信息。 在本工作中，研究人员通过精确控制温度和水压，成功在疏水的金衬底（Au(111)）上生长出了一种单晶二维冰结构，这种二维冰可以完全铺满衬底（图1c）。研究人员进一步利用基于一氧化碳针尖修饰的非侵扰式原子力显微镜成像技术（non-invasive AFM），借助高阶静电力，实现了二维冰的亚分子级分辨成像，并结合理论计算确定了其原子结构（图2）。结果表明，这种二维冰由两层六角冰无旋转堆垛而成，两层之间靠氢键连接，每个水分子与面内水分子形成三个氢键，与面外水分子形成一个氢键，因此所有的氢键都被饱和，结构非常稳定，与衬底相互作用很弱，是一种本征的二维冰结构。1997年，Koga和曽晓成等人利用分子动力学模拟首次预测了这种“互锁型”双层二维冰（PRL 79, 5262 (1997)，昵称：Nebraska Ice，美国Nebraska州的印第安语意：广阔浅平的河水），但一直缺乏确切的结构实验证据。因此，这也是第一种被实验所证实的二维冰结构，研究人员将它正式命名为：二维冰I相。图3 二维冰岛的锯齿状（a）边界和扶椅状（b）边界对应的“搭桥”（bridging）式和“播种”（seeding）式生长模式。生长由1至4依次循环进行，原子力显微镜中的红色箭头表示水分子加入，球棍模型图中的红色结构表示水分子加入形成的新结构。图像尺寸分别为：（a）3.2 nm x 1.9 nm和 （b）3.7 nm x 2.2 nm。 为了进一步揭示二维冰的形成机制，研究人员利用前面发展的非侵扰原子力成像技术对二维冰岛的边界进行高分辨成像，成功确定了二维冰的边界是由未重构的锯齿状（zigzag，图3a所示）边界和重构的扶椅状（armchair，图3b所示）边界构成。同时，研究人员还通过“速冻”技术，在边界上捕获了冰生长过程中的中间态结构，并基于这些中间态边界结构重现了二维冰的形成过程，结合理论计算和模拟提出了二维冰岛锯齿状边界的“搭桥”（bridging）式生长和扶椅状边界的“播种”（seeding）式生长机制。此外，根据理论计算和模拟的结果，研究者认为该生长机制具有一定的普适性，适用于其他疏水的衬底。 二维冰的发现改变了一百多年来人们对冰相的传统认识，开启了探究二维冰家族系列的大门，为冰在低维和受限条件下的形态和生长提供给了全新的图像。同时，二维冰在很多应用领域也有潜在意义。比如：表面上的二维冰可以促进或抑制三维冰的形成，这对于设计和研发防结冰材料具有潜在的应用价值；二维冰中水分子所有的氢键都被饱和，因此与表面的相互作用极小，可以起到超润滑作用，减小材料之间的摩擦；此外，二维冰本身也可以作为一种特殊的二维材料，为高温超导电性、深紫外探测、冷冻电镜成像等研究提供全新的平台。

本系统可用于提高化成厂家在化成、检测和配组等电池生产过程的自动化程度和生产效率。本项目研究依托于国家863计划项目“电动汽车充电设备电气检测技术及标准研究”，围绕建立安全、可靠、完善的电动汽车充电设施和服务体系，以电动汽车充电设备电气检测技术为研究目标，为电动汽车充电设施科学、有序地发展提供技术支撑。1. 研制了电动汽车车载、非车载充电机等充电设备的测试平台；提出了电动汽车充电设备运行和使用的技术检测规范；2. 提出了先进的电动汽车充电设备性能的快速测试诊断技术；3. 开发了计算机虚拟电池管理系统,实现了非车载充电机快速充电的可控测试；4. 研究了电动汽车车载和非车载充电机、充电桩等充电设备接入电网的电能质量检测技术，提高了蓄电池的生产效率。电动汽车充电设备电气检测技术的突破将推动电动汽车充电设备产业的科学化和规范化发展。通过电动汽车充电设备电气检测技术及标准，可规范电动汽车充电设备的制造质量标准，提高电动汽车充电设备使用过程中的安全性和高效性，促进电动汽车充电设备的规范化制造，对于保障充电过程中动力电池组的安全性和电网的稳定性均具有重要意义和潜在的经济价值。

RFID安全漏洞分析与检测系统旨在通过漏洞扫描和模拟攻击行为尝试读取、复制、篡改、销毁和拒绝服务等攻击，对已有RFID应用系统进行测试。系统具备开放式体系架构可以方便的增加新的攻击手段和升级漏洞库。系统具备安全性评估功能，可对被测系统生成检测报告。系统包含漏洞扫描模块及报表生成模块、漏洞管理模块和插件管理等四个功能模块。 系统能够实现以下技术： ？ 标签漏洞扫描功能能够针对超高频、高频和低频标签执行盘存攻击、复制攻击、弱密码攻击、销毁标签攻击、和DOS攻击，且攻击存在一定的成功率； ？ 插件管理功能能够通过添加dll插件文件，在插件管理窗体中，增加了新的攻击手段； ？ 漏洞库管理能够查看漏洞的数据库，添加、删除漏洞； ？ 每次扫描结果和系统建议会生成pdf报告。 基于RFID技术的应用设计是完全开放的，RFID技术在应用中缺乏完善的安全机制，将会给消费者带来隐私泄露等安全问题。RFID安全漏洞分析与检测系统可应用在RFID应用系统的安全测试上，在系统上线前及时帮助发现安全漏洞。

随着我国旅游业的飞速发展，旅游对生态环境造成的压力越来越大，对旅游目的地过度开发而产生的消极效应也开始出现，并逐渐显示出其巨大的潜在威胁，安全隐患突出，环境质量急剧恶化，等等，所有这些都不同程度地威胁着景区生态旅游业的可持续发展。该成果可应用于基于RFID技术的景区管理上，实现景区高效率的精细化管理。 RFID九寨沟景区管理系统旨在解决景区资源利用效率和游客拥堵问题，促进RFID技术在旅游景区、展览馆、博物馆的大规模推广应用。景区管理系统主要分为数据采集、门禁系统、智能导览系统、分布式管理平台四个部分，分布式管理平台对其它三个部分进行统一的管理。 整个网络平台由多个类似的局域网组成，每个局域网在逻辑上有其独立的功能，而同时又受管于统一管理平台，各个景区及博物馆的展示将由统一的门户网站完成，从而实现了景区、展览管、博物馆的一体化管理，有效整合了整个行业的资源。 4、 门禁系统能够实现售票、验票、回收、打印明信片、制票及票务数据管理等功能； 5、 经过阅读器的所有RFID标签都可以通过读写器获取，然后实时将RFID数据发送到后台系统中，实现实时调度； 6、 监控系统能够完成密度监控与行为追溯、基于RFID的游客参观行迹记录和追溯及数字化景区实时展示等功能； 7、 数字化导览部分通过集成RFID读写器的手持导览设备读取13.56MHz的无源高频标签信息，在后端数据库中检索标签记录并进行实时数据传输。

功能描述 目标模拟：战机目标、空中小目标、海面目标 干扰模拟：欺骗目标、密集假目标、同频异步干扰、噪声干扰 杂波模拟：地杂波、海杂波 技术指标 ？ 目标模拟： 目标个数：每个干扰源最多12个，系统最多可模拟36个；目标运动方式：径向直线运动，包括加速、减速、匀速运动；目标截面积：0.08m2~600m2；目标径向速度：-1100m/s~1100m/s；目标距离：30km~800km；目标起伏模型：斯维林I、Ⅱ、III、Ⅳ型 ？ 干扰模拟： 欺骗目标个数：每个干扰源最多9个，系统最多27个；密集假目标个数：每个干扰源最多128个，系统最多384个；同频异步干扰个数：每个干扰源最多1个，系统最多3个；噪声干扰种类：瞄准式噪声、扫频式噪声 ？ 杂波模拟 杂波类型：地杂波、海杂波；幅度分布类型：瑞利分布、对数正态分布、威布尔分布；功率谱类型：高斯分布、指数分布

果包括自适应高性能回波对消系统的算法实现、固件（FPGA）实现，算法与FPGA实现已全面优化，可实现单通道或多通道的高性能回波对消功能。课题组在自适应信号处理领域的研究已取得较显著的进展，申请国家发明专利3项（已公开），实用新型专利2项（已公开）。 应用本成果，可有助于实现小型化的数字电视直放站、数字无线通信直放站、雷达干扰机等设备，显著提高系统性能。 图1 样机正面照片 图2 样机背面照片 图3 内部电路调试照片 图4 实验平台照片

（1）主要功能和应用领域 本成果面向环境与灾害监测预警需求，可在地形复杂、通信条件受限、运营维护困难的复杂环境下，建立监测预警信息传输系统，实现监测预警工作的持续、可靠运行，解决现有监测预警网络中的覆盖面受限、长期持续监测难度高、信息传输可靠性低等问题。 本成果可应用于自然灾害监测预警与应急处理、各种类型的环境监测等领域。 （2）特色及先进性 基于三大核心（新型组网架构、高效节能机制、可靠传输保障）机制，设计八项创新技术。提出了基于监测事件预测的节能机制和能量均衡消耗机制，设计了支持中继转发、双信道汇聚式接入的组网架构，研发了集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的滑坡泥石流监测预警可靠传输技术，提升了监测预警网络的稳定性和可靠性。 本成果申请国家发明专利10余项，除正在受理部分，目前已获得国家发明专利授权8项。 （3）技术指标 本成果已示范应用于龙门山地震带小流域滑坡泥石流灾害监测预警技术研究与示范系统。根据示范系统运行效果，本成果与灾害监测传统方式技术参数相比，可达到如下技术指标： ？ 丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； ？ 视频和图像传输实时性可提高约1/3； ？ 传感节点能耗10%-50%，监测系统有效工作时间延长20-30%； ？ 网络故障对监测预警影响极大降低，网络故障带来的数据时延趋向于0。 （4）解决问题与实施效果 当前问题 解决方案与效果 技术状态 监测点部署受限于区域通信条件 中继转发技术： 采用中继转发技术，可在无信号覆盖区域建设监测点，通过中继转发技术将监测数据转移到具备GPRS/3G/卫星信号的位置。 示范系统应用 监测点的信息传输存在数据丢失、甚至意外中断的风险 集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的传输保障技术： （1）研发低开销、高能效自动重传技术，恢复丢失数据，较传统方式的丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； （2）研发视频与图像自适应传输方法，提高视频、图像传输效率与可靠性，在网络信号较差时，视频和图像传输实时性可提高约1/3； （3）设计机会通信技术，传输网络中断处监测节点的数据，在邻近节点可替代传输时，可实现网络中断带来的时延效应趋于0。 授权专利2件 示范系统应用 监测点持续工作能力受到能量供应的约束 基于监测事件预测和能量均衡消耗的节能机制： （1）研发基于监测事件预测的休眠机制，降低传感节点能耗10%-50%； （2）研发能量均衡消耗方法，监测设备有效工作时间延长24.3%。 授权专利5件 示范系统应用 监测预警系统存在故障或破坏的问题 双信道、汇聚式接入的组网架构： （1）设计双信道、汇聚式接入的组网架构，支持系统部分故障时的网络自愈能力，保障监测数据传输不中断； （2）所设计组网架构下的设备可互相自动查询工作状态，设备故障可由其邻居设备主动上报，同时保留的传统设备状态查询方式，提高及时发现失效设备的能力。 授权专利2件 示范系统应用

成果描述：本专利建立一种基于线性判别分析和独立成分分析的车辆分类方法，首先利用线性判别分析提取特征进行第一次大小车型的分类，再利用独立成分分析的第二种结构与线性判别分析的结合，进行特征提取，实行第二步将车辆分为不同的详细车型。市场前景分析：车辆分类技术有着非常重要的现实意义，车辆分类技术在自动收费系统、车辆图像检索如市场统计、流量分析及公安交通监控侦稽系统等领域中有着广泛的应用。本发明着重根据车辆视频图像的特点，即其具有较大噪声，且光照强度变化较大，同类型的车辆形状颜色等外在相似程度也较低的特点，将独立成分分析第二种结构的改进方法（FICA2）作为细分类的特征提取方法，构建特征空间进行细分类。经研究表明，本发明的方法处理速度可达到15帧每秒，满足实时处理需求，准确率达到96%以上。与同类成果相比的优势分析：本专利将独立成分分析的第二种结构与线性判别分析的结合方法，即FICA2应用到车辆图像的特征提取中来，FICA2通过寻求稀疏的编码表示，来构建一个分离度更高的子空间。 本专利提出二次分类方法，首先利用线性判别分析进行特征提取，将车辆按车型大小分为大型车与小型车两大类，然后利用FICA2进行第二次分类来达到将车型分为具体类别的目的。经实验验证，与现有的基于图像的分类方法比较，获得了更好的分类准确率。