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本發明公開了一種納米粒子均相摻雜的高強度智能化水凝膠的制備方法，先通過形成互穿網絡凝膠得到高強度水凝膠，再將金屬離子固定在凝膠網絡的活性基團上，并借助化學共沉淀法引發凝膠體系中的金屬離子發生原位反應生成納米金屬或金屬氧化物粒子，穩定均勻分散于高強度水凝膠的網絡結構中，從而制備得到納米粒子均相摻雜的高強度智能化水凝膠。本發明方法制備的水凝膠不但機械強度好、均勻透明，而且保持了相應的納米粒子的環境響應能力特性，是一種極具價值的新型智能材料，拓展了水凝膠的應用前景。本發明方法操作簡單、條件溫和、產物穩定、性能優良、應用范圍廣泛，且可根據需要合成不同智能化特征的高強度水凝膠。

實現非特定人的自然流暢的對話，準確率在99%以上，內容在600句話以上，同時可以發出男聲、女聲、卡通聲等合成效果，具備5種語言以上的語音表達能力（漢語、英語、日語、韓語、阿拉伯語）；在此基礎上，完成10種以上不同情緒的語音表達。圖像處理方面，基于場館內光線條件，實現非特定人的人臉識別，準確率在95%以上，同時完成6種以上的典型表情識別，5種以上基于典型情緒的特定行為理解，準確率93%以上。在臉部有17個自由度，與人工皮膚材料有機配合，完成10種以上的表情生成，軀干部分由高性能伺服控制系統進行驅動，完成21個自由度的靈活運動控制，過載能力（190%，1分鐘），調速范圍（0%-110%額定速度），恢復時間（300毫秒以內），速度超調（2%以內），電流超調（13%以內），加減速時間（6秒以內）。數據庫可以進行實時更新，數據信息內容在10000條以上，通過無線局域網完成，智能庫可以根據現場制訂規則，相應的響應時間在600毫秒以內。可以和展區內全能機器人、變形金剛等設備進行互聯，實時響應時間小于500毫秒。該技術可應用于煉鋼鐵水的脫硫和化鐵爐鑄造用鐵水的脫硫等領域。

2019年上海市科技進步一等獎 在復雜多變海況與惡劣運行環境中，大型綜合電力系統各類型擾動和故障頻繁，嚴重影響了大功率變頻裝置與高精密儀器的可靠運行，系統安全穩定問題遠比陸地電網嚴峻，亟需突破解決。提高裝備性能和系統調控水平，是保障我國由造船大國向造船強國轉型升級的重大需求。圍繞綜合電力系統優化與智能運行技術難題，歷經十余年的產學研攻關，取得了多項獨創性技術成果： 1、發明基于多電平功率模塊的大功率變頻系統及自適應虛擬同步電機控制技術，研制國產5MW大功率多重優化控制變頻裝置。 2、首創多頻帶混合電力濾波器及參數動態優化技術，開發變壓器可控預充磁裝置，研制船舶電能質量診斷與協同優化控制系統。 3、提出大型船舶電站-電網自適應廣域協調保護方法，研制協調保護裝置與模糊多目標故障智能自愈系統。 4、發明船舶負載功率波動模糊分頻與協同優化分配技術，提出綜合電力系統分級協同穩定控制機制與方法，開發船舶能量動態智能優化管理系統。 項目獲16項專利，成果整體達國際領先水平，打破了國外技術壟斷與封鎖，解決了我國民用船舶電力系統關鍵裝備“卡脖子”的問題，有效支撐了綜合電力系統的優質運行。成果已成功應用于“海洋981”半潛式鉆井平臺、“雪龍2”等綜合科考船、大型箱船，其中“東方紅3”科考船電網運行參數部分世界領先，獲CCTV、新浪網等多家權威媒體報道。項目核心裝備與系統打通了高技術船舶上下游產業鏈，推動了上海船舶工業高端化轉型與發展，近三年新增產值10.39億、利潤1.48億、利稅0.5億，衍生技術已拓展應用至多個配電網示范工程。 圖 2 自主優化控制大功率變頻裝置 圖 3 混合濾波器實物圖  圖 4 電能質量主動優化控制系統 圖 5   智能保護與自愈系統現場應用及測試

城市三維空間管理是城市特色與形象塑造的重要手段，是城市建設管理的重要任務，依托數字化管理平臺，提升管理的科學理性、效率、效果以及智能化水平。以威海三維空間智能管理數字化平臺實踐項目為依托，融合團隊目前所擁有的近50項相關專利技術，展開了基于多源大數據的萬維沙盤建構、三維空間管控要素的譜系化建構、三維空間管控引導的智能規則、人機交互機制下的智能管理應用場景等相關研究，完成智能管理數字化平臺的建設，并投入到日常的城市建設管理之中，大幅度提升了管理工作的科學性與工作效率，取得了良好的實踐效果。

成果介紹城市三維空間管理是城市特色與形象塑造的重要手段，是城市建設管理的重要任務，依托數字化管理平臺，提升管理的科學理性、效率、效果以及智能化水平。以威海三維空間智能管理數字化平臺實踐項目為依托，融合團隊目前所擁有的近50項相關專利技術，展開了基于多源大數據的萬維沙盤建構、三維空間管控要素的譜系化建構、三維空間管控引導的智能規則、人機交互機制下的智能管理應用場景等相關研究，完成智能管理數字化平臺的建設，并投入到日常的城市建設管理之中，大幅度提升了管理工作的科學性與工作效率，取得了良好的實踐效果。技術創新點及參數1、平臺在集成了城市設計二三維成果、城市基礎地理數據、包括多規合一與控規等其他規劃編制成果等三大類、50+層數據的基礎上，有能力進行相對復雜的城市空間指標測度，如錯落度計算、天際線分析等。2、平臺中錄入并集成了中心城區城市建設用地所有地塊約35000條管控規則，初步實現了管控規則的智能化應用，平臺中開發出以下六大場景應用：相關規劃的要求核提、方案報批的智能審查、多方案的智能比選、規劃要點的智能生成、建筑方案的精細審查、規劃實施的智能監測。3、據規劃分局的管理人員透露，之前需要15-20個工作日，甚至更長時間處理的工作量，在借助于數字化平臺輔助的基礎上，1-2個工作日即能完成，大幅提升了規劃管理部門的工作效率，同時審查結果更加準確、全面。市場前景本智能管理數字化平臺成果能逐步推廣至全國各大中小城市，能有效提升規劃管理工作的效果與效率，同時為規劃管理理性決策提供技術支撐，具有較好的發展前景。同時，平臺可逐步擴展多源大數據，為未來的數字城市、智慧城市建設提供一定的方法與保障。

項目成果/簡介:2019年上海市科技進步一等獎在復雜多變海況與惡劣運行環境中，大型綜合電力系統各類型擾動和故障頻繁，嚴重影響了大功率變頻裝置與高精密儀器的可靠運行，系統安全穩定問題遠比陸地電網嚴峻，亟需突破解決。提高裝備性能和系統調控水平，是保障我國由造船大國向造船強國轉型升級的重大需求。圍繞綜合電力系統優化與智能運行技術難題，歷經十余年的產學研攻關，取得了多項獨創性技術成果：1、發明基于多電平功率模塊的大功率變頻系統及自適應虛擬同步電機控制技術，研制國產5MW大功率多重優化控制變頻裝置。2、首創多頻帶混合電力濾波器及參數動態優化技術，開發變壓器可控預充磁裝置，研制船舶電能質量診斷與協同優化控制系統。3、提出大型船舶電站-電網自適應廣域協調保護方法，研制協調保護裝置與模糊多目標故障智能自愈系統。4、發明船舶負載功率波動模糊分頻與協同優化分配技術，提出綜合電力系統分級協同穩定控制機制與方法，開發船舶能量動態智能優化管理系統。項目獲16項專利，成果整體達國際領先水平，打破了國外技術壟斷與封鎖，解決了我國民用船舶電力系統關鍵裝備“卡脖子”的問題，有效支撐了綜合電力系統的優質運行。成果已成功應用于“海洋981”半潛式鉆井平臺、“雪龍2”等綜合科考船、大型箱船，其中“東方紅3”科考船電網運行參數部分世界領先，獲CCTV、新浪網等多家權威媒體報道。項目核心裝備與系統打通了高技術船舶上下游產業鏈，推動了上海船舶工業高端化轉型與發展，近三年新增產值10.39億、利潤1.48億、利稅0.5億，衍生技術已拓展應用至多個配電網示范工程。圖 2 自主優化控制大功率變頻裝置圖 3 混合濾波器實物圖 圖 4 電能質量主動優化控制系統圖 5  智能保護與自愈系統現場應用及測試知識產權類型:發明專利 、 軟件著作權技術先進程度:達到國際領先水平成果獲得方式:與企業合作獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:科技部重大專項、上海市重大項目等

在國內首次長大高等級公路隧道內的機電設備控制智能化、組態化、綜合化和網絡化技術，是部分領域國際領先、總體具有國際先進水平的高水平研究。以智能通風控制為主體，可解決大幅度降低隧道營運通風的電力耗費與車輛在隧道內安全行駛及預防重大火災發生的一系列技術難題。以具體工程為依托，研究成果直接在依托研究工程的設計施工中應用，進行工程示范后可在大范圍推廣。

1. 痛點問題 隨著電力系統的發展，電網運行方式時變性和復雜性日益增強，運行專家難以把握電網安全運行的特征和規律，極大的增加了電網運行風險和控制難度。在傳統的調度機制中，一方面，運方人員人工選擇典型的運行方式，通過離線電力系統分析程序，計算電網潮流，分析電網穩定性，制定電網安全運行邊界，進而人工歸納形成“年度運行方式手冊”，來長期指導電網運行；另一方面，調度員將上述運行規則作為安全邊界（安全約束），輸入能量管理系統（Energy Management System，EMS），進而對電網進行調度和控制，以求在安全邊界內達到最優運行點。 然而傳統的調度機制存在問題，近年來國內外頻繁發生的大停電事故也說明了這一點。主要問題歸納如下： 第一，極端運行方式下不安全：電網運行方式多變，離線規則可能不滿足極端運行方式的安全要求。 第二，常規運行方式下經濟性差：受能力和時間所限，運方人員離線制定運行規則時，僅分析典型運行方式，規則形成后長期使用，相對粗放，缺乏精益化管控，導致電力網絡資源利用率低。 第三，隨著新能源的大規模并網、需求響應的逐步實現，運行邊界頻繁變化，不確定性增強。 第四，電力系統運行受到其他系統影響，電力系統安全已經演變成為一個多系統、多因素綜合分析問題。以微氣象系統為例，對于發電側，微氣象直接影響風電、光伏等新能源的出力；對于需求側，微氣象直接影響工業負荷、智能樓宇、電動汽車等的負荷功率。因此，微氣象系統通過影響發電負荷水平，進而影響電力系統安全。因此，隨著電力系統與其他系統的關系日益緊密，電力系統安全評估時需要考慮其他系統（例如微氣象系統）的影響。 綜上所述，傳統的調度機制已經無法適應新的形勢。因此，亟需研究支撐復雜電網斷面發現的智能機器調度員軟件的關鍵技術，通過人工智能、深度學習等信息領域與能源領域的交叉研究，突破支撐復雜電網斷面發現的智能機器調度員的基礎理論瓶頸，從實際電力系統出發（物理維），立足現有調度機制，基于在線運行方式，采用模型驅動的安全評估方法（模型驅動），形成海量電力系統安全評估仿真樣本（數據維）；再以這些樣本為基礎，通過機器學習訓練數據驅動的電力系統在線安全評估模型（數據驅動），形成電力系統安全運行知識圖譜（知識維），以代替運方的“年度運行方式手冊”。 2. 解決方案 本成果提出了一種支撐復雜電網斷面發現的智能機器調度員技術，包括可再生電源的數據驅動電壓頻率響應特性建模方法、用于暫態穩定預測的失穩樣本主動生成方法、電力系統暫態穩定評估方法、結合深度學習和仿真計算的暫態穩定嚴重故障篩選方法、考慮運行約束的調整潮流生成方法等關鍵技術，開發了支撐復雜電網斷面發現的智能機器調度員軟件。該軟件用“人工智能”代替“專家智能”，以電力系統安全評估產生的海量仿真數據為基礎，以人工智能和機器學習為手段，構建電力系統安全運行知識圖譜，從而將“專家智能”離線制定粗放運行規則的模式，變革為“人工智能”在線發現精細運行規則的模式，逐步代替運方的“年度運行方式手冊”，保證復雜電網安全、穩定、經濟運行。 3. 合作需求 尋求應用場景和資源對接，應用場景和業務能覆蓋斷面規模眾多的大省如浙江、廣東等，并且有與輸電網斷面發現的大中型企業有合作經驗，同時具有一定的技術開發能力、市場推廣資源和現場工程實施經驗，能與現有團隊形成合力，通過信息領域與能源領域的交叉研究，突破支撐復雜電網斷面發現的智能機器調度員軟硬件難題。為保障項目實施質量和進度要求，擬合作團隊需通過ISO9001質量管理體系認證，且是國家高新技術企業。期望通過合作，全面開展產品和服務的推廣銷售。