一、平台背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题： • 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理； • 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； • 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； • 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； • 缺乏足够的开放性； • 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上。 二、平台目标 该平台的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效果评估等功能，同时该平台可扩展集成第三方的虚拟实验课程资源或自建课程资源，为各类院校虚拟实验教学环境提供服务并进行相应的应用。 三、应用方案 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》第十九章第六十条明确指出:加强优质教育资源开发与应用。加强网络教学资源库建设。引进国际优质数字化教学资源。开发网络学习课程。建立数字图书馆和虚拟实验室。建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共享。创新网络教学模式，开展高质量高水平远程学历教育。 虚拟实验建设的理念就是采用我们这个方案的理念(平台+资源)，发布一个虚拟实验中心门户网站、建设一个开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台，然后再陆续把相关虚拟实验课程的资源统一放到该平台来进行管理，从而面向各个学科的相关课程开展虚拟实验教学。 四、平台的主要功能 开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台包括虚拟实验中心门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、数字化资源管理、师生互动交流和系统管理等子系统。 虚拟实验中心门户网站：一个动态Web系统，系统内容包括中心介绍、实验教学、实验队伍、管理模式、设备与环境、教学特色、中心新闻/公告/通知等。 实验教务管理：课程库、培养计划、排课、选课、开课审核等功能。 实验教学管理：现场实验安排、虚拟实验安排、实验批改、考勤管理、成绩管理、实验报告等。 实验前理论学习：实验前学生通过练习、自测、课件等方式学习实验理论知识。 实验过程智能指导：学生在实验过程中遇到问题可以请求指导，系统给出指导信息。 实验结果自动批改：学生提交实验结果后系统自动评判，给出分数和评分点。 数字化资源管理：各种虚拟实验、仿真软件和演示动画的上传、发布。 实验室开放预约管理：实验室设备借出、实验室预约、实验预约、工位预约管理。 师生互动交流：实时答疑、在线留言等。 系统管理：用户、分组、角色、权限、日志、备份管理和实时监控等。 五、平台特点 1)系统针对学校实验教学整体需求设计，满足校级实验教学需要； 2)可集成所有符合标准的第三方虚拟实验系统和软件； 3)经典实验的设计采用B/S架构，方便学生使用和系统部署； 4)全面开放了实验室的实验资源，提供开放式实验教学服务。方便学生自主灵活参与实验，充分发挥学生的主观能动性，提高实验教学的效果； 5)多种角色应用体系，多种业务权限配置，满足学生、教师、教务人员、实验室管理人员和校领导的需求，受益面广； 6)人性化的协同学习，帮助教师和学生随时随地通过网络在线或离线交流； 7)虚拟实验和现实实验相结合，丰富了实验教学方式，通过系统可同时管理硬件实验和虚拟实验； 8)实验教学排课灵活，可统一安排也可学生自选，提供学生、教师以多种方式打印课表； 9)多种数据导入导出功能，方便各种身份角色数据汇总、数据统计； 10)可无缝集成到学校的教学教务管理系统中； 11)支持实验报告在线提交，并提供实验报告在线批注和智能批功能； 12)可根据现实实验室进行直观的工位布局，方便学生预约和入座； 13)支持在线多媒体编辑宣传内容，可实现实验中心与下设实验室门户网站统一管理； 14)系统更加注重实验教学效果。

        VSM（也叫做M-H磁滞曲线测量系统）测量磁性材料的基本磁性能(如磁化曲线，磁滞回线，退磁曲线，升温曲线、升/降温曲线、降温曲线、温度随时间的变化等)，得到相应的各种磁学参数(如饱和磁化强度，剩余磁化强度，矫顽力，最大磁能积，居里温度，磁导率(包括初始磁导率)等)，可测量粉末、颗粒、片状、块状等磁性材料，VSM可以测量从-196℃到900℃的温度变化的磁性变化。   主要参数： 测量磁矩范围：10-3emu-300emu（灵敏度：5*10-5emu） 相对精度（30emu）：优于±1% 重复性（30emu）：优于±1% 稳定性（30emu）：预热24小时，24小时连续工作优于±1% 温度范围：从-196℃到900℃ 固定磁极间距35mm，极面直径60mm 磁场：由电磁铁提供，从0-3.5T   主要参数： 抗磁，顺磁，铁磁，亚铁磁，反铁磁材料和各向异性材料 颗粒状和连续磁记录材料以及GMR，CMR，交换偏置和旋转阀材料 磁光材料 容易容纳散装材料，粉末，薄膜，单晶和液体     VSM的组成：   型号 DXV-550 电磁铁 √ 稳流电源 √ 振动头，振动架 √ 振动杆，样品室 √ 振动源 √ 锁定放大器 √ 高斯计 √ 探测线圈 √ 电脑 √ 打印机 √ VSM可以单独准备高温和低温设备。     主要设备：   电磁铁 电磁铁应为可调式双共轭或固定间隙的。 45°放置 型号 高低温磁场，磁极间距：35mm（T） 冷水方式 DXV-550 3.4 水冷 DXV-400 3.0 水冷 DXV-380 2.7 水冷 DXV-300 2.4 水冷 DXV-250 2.2 水冷 DXV-220 2.0 水冷 DXV-175 1.6 水冷 DXV-130 1.2 自然冷却 DXV-100 0.8 自然冷却 DXV-60 0.5 自然冷却   稳流源 电源为可调式高稳定度稳压稳流自动转换直流电源，功率为2～30KW 。在稳流状态时，稳流输出电流能在额定范围内连续可调 (一)主要功能 　　(1)输出功率：额定功率从1-12kw。 　　(2)保护：缺相保护、过流保护、短路自动保护。 　　(二)技术指标 　　(1)电源为稳流输出：电流值可从0-额定值连续可调。 　　(2)显示方式： 电流表4位半LCD数字显示。 　　(3)显示精度：±(1%+2个字) 　　(4)当负载为电磁铁，且输出电流大于最大电流一半时，电源输出的电流稳定度优于5*10-4 　　(5)工作时间：连续8小时工作(环境温度20±5℃) 　　(6)输入电压：单相220V/三相380V±10%        (7)输入频率：50Hz   振动系统 包括振动杆、机械振动头支架、样品室及探测线圈   磁测单元 (1)量程分300emu、150emu、80emu、40emu、30emu、15emu、8emu、4emu、3emu、1.5emu、800memu、400memu、300memu、150memu、80memu、40memu、30memu和15memu (2)磁场量程：0.5kOe”、“1kOe”、“2kOe”、“4kOe”、“8kOe”、“16kOe” 和 “32 kOe” 显示在4位半LCD数字表头。.分辩率0.1mT，相对精度优于±1%。 (3)振动源输出频率180Hz,频率稳定度优于10-5，输出功率大于50W。   联想电脑 打印机：hp-1018 高温炉和温度控制设备: 加热功率是100W. 炉子的温度范围是室温到900℃ 通过4位半LED数字控制。分辨率：0.1℃ 低温杜瓦和温度控制装置 样品室的温度与控制范围是 77K-273K 通过4位半LED数字控制，分辨率：0.1K  

全三维粒子模拟软件CHIPIC是国家*63计划*03主题支持项目“***粒子模拟软件研发”的主要研究内容，其研究目的是在坚实理论基础指导下，深入开展强波粒相互作用理论及HPM和HPMM相关理论研究，建立强流相对论互作用的理论体系，为高功率微波器件理论研究提供一款实用的粒子模拟软件。 因为粒子模拟软件在军事领域有重大应用价值，国外的一些先进粒子模拟软件对我国是禁运的（如美国的MAGIC），从而一些内部技术对我国也是封闭的。本软件是完全依靠国内的自身条件研制完成的，是具有完全知识产权的软件。由本软件运算的准确性（与国外软件比较验证）可以证明本成果使用的技术线路是完全可与国外软件媲美的。 该项目完成了三维电磁粒子模拟理论与算法、软件设计、软件测试等研究内容，突破了高效并行计算、大尺度结构建模、三维PIC/MCC混合算法等关键技术，设计了友好的图形化输入界面及多窗口输出界面，形成了功能完整的CHIPIC3D模拟软件。并最终应用于对高功率微波源、真空电子学太赫兹源、脉冲功率真空器件等进行三维粒子模拟。 该项目主要技术指标如下：1.CHIPIC3D全三维电磁粒子模拟软件在直角及圆柱坐标系下实现了三维FDTD及粒子算法，能对各种对称、非对称结构的高功率微波源及太赫兹波源器件进行三维粒子模拟，模拟结果与实验吻合。2.采用基于消息交换与共享内存相结合的并行计算方法，使加速比达到30以上;3.采用分段建模并行计算的方法，能对30米以上大尺度精细结构进行三维粒子建模及模拟；4.将蒙特卡洛及Vaughan模型算法应用于三维粒子模拟软件，使其能模拟介质表面二次电子倍增、气体放电及介质表面击穿等复杂物理问题；5.采取面向对象的方法，能提供友好的图形化的输入界面及多窗口输出界面。 目前该软件已在中国工程物理研究院流体物理研究所、中国工程物理研究院应用电子学研究所、北京应用物理与计算数学研究所、国营第七七二厂、四川大学电子信息学院、西南交通大学等单位应用。从军事应用角度来看，该软件将缩短我国高功率微波源的研究周期，从而加快我国军队相关武器装备的研究进程；从经济效益角度来看，该软件避免了大量的重复加工及重复试验，节约了大量的人力物力，从而为用户单位带来巨大的经济效益。

南京邮电大学通信与信息工程学院数学计算仿真软件项目的潜在投标人应在“江苏政府采购网”、“南京邮电大学”上免费下载招标文件，并于2020年10月21日10点30分（北京时间）前递交投标文件。

该项目主要技术指标如下：1.CHIPIC3D全三维电磁粒子模拟软件在直角及圆柱坐标系下实现了三维FDTD及粒子算法，能对各种对称、非对称结构的高功率微波源及太赫兹波源器件进行三维粒子模拟，模拟结果与实验吻合。2.采用基于消息交换与共享内存相结合的并行计算方法，使加速比达到30以上;3.采用分段建模并行计算的方法，能对30米以上大尺度精细结构进行三维粒子建模及模拟；4.将蒙特卡洛及Vaughan模型算法应用于三维粒子模拟软件，使其能模拟介质表面二次电子倍增、气体放电及介质表面击穿等复杂物理问题；5.采取面向对象的方法，能提供友好的图形化的输入界面及多窗口输出界面。

针对隧道及地下工程施工开发一套工程施工风险管理系统，通过对工程施工期间的 风险辨识与评估，定量进行分析计算，制定系统的风险决策和跟踪方案，可实现对工程 风险进行有效的管理与控制，保障盾构隧道工程施工顺利进行。 

针对特定的故障现象（尤其是随机故障、间歇性故障等），通过综合贝叶斯网络、FMEA、FTA等多种故障分析方法、融合多元故障相关信息（故障现象、故障案例、专家经验、故障模型等），进行系统深入的故障分析、找出可能的故障原因；利用智能化的方法（如遗传算法、群智能算法等），结合强度和异常等测试理念，自动生成满足多目标（如各种覆盖率、故障现象的匹配度等）的测试用例，借助自主构建的通用嵌入式软件仿真测试环境，实现故障的快速再现和基于贝叶斯的动态故障定位。 通过智能化的嵌入式软件随机故障分析再现与诊断，可以在故障分析、故障再现、故障定位等方面，利用智能化方法进行系统性、启发式的故障诊断研究，形成一系列的智能故障诊断分析工具包、进而形成嵌入式软件故障诊断分析专家系统，可有效提高故障诊断与定位分析的效率。

软件所含缺陷的风险或数目是合理安排软件测试资源，提高软件测试效率，衡量软件设计及开发质量的关键信息，应用模式识别技术对软件所含缺陷进行有效预测将对我国航空工业软件测试工作从被动测试到主动测试的转变起到积极的作用。对软件所含缺陷进行风险或定量预测，其根本技术在于利用以往软件缺陷数据，构建软件内在信息和软件缺陷信息之间的映射关系函数。 软件缺陷数据具有如下特点：软件度量信息冗余；软件缺陷数据分布及其不平衡；软件缺陷数据易含有不准确数据（如不准确的缺陷量）对于模型构建来说就是噪声数据；软件缺陷数据维度高，复杂度高等。该技术的广泛使用，将对我国航空工业中的软件测试工作，从传统的被动测试向主动测试，合理安排有限的测试资源，提高测试效率，从而提高软件质量起到重要作用。

本软件是基于水平轴风力机空气动力学和结构动力学理论，采用 MATLAB 软件编程开发。 主要用于计算水平轴风力机在非偏航和偏航工况下的气动弹性性能。目前已在国家版权局登记软件著作权，并获证书。