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[成果] 1800280017 重庆
S33 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该研究内容属于能源资源领域。该项目面向国家新能源开发的重大战略需求,基于中国是世界芒属植物(俗称芒草)资源分布中心的优势,紧跟国际研究前沿,围绕研发纤维类能源草-芒草新品种的思路,从生物、化学及物理的层面,系统地开展芒草遗传育种相关的应用基础理论及技术研究,提供中国芒草资源种内和种间的基本遗传学信息、能用品质数据、品种繁育新技术等,最终培育针对不同能源用途的专用型芒草新品种。研究内容、科学发现点及科学价值等如下: (1)率先将DNA分子标记技术引入中国的芒草研究,并开创了中国芒草资源的遗传多样性研究:建立并优化了芒属植物的多种分子标记分析体系;首次开发了五节芒的专用SSR分子标记,并且这些标记在其他芒属植物中有良好的通用性;首次运用分子标记揭示五节芒的群体不论是在克隆个体间还是群体之间都存在较为丰富的变异。该研究可为芒草的遗传多样性研究、分子标记辅助育种提供理论及技术支撑。 (2)创新性地开展了中国芒草的胚性愈伤再生体系研究,并重点开展中国特有芒属植物南荻的研究:首次建立了芒、五节芒、荻、南荻、奇岗的以未成熟幼穗为外植体的胚性愈伤再生体系;首次发现南荻不同基因型材料间的胚性愈伤再生体系存在差异;首次建立了以成熟种子为外植体的南荻组培体系,解决了外植体取材受季节限制的问题,可全年获得胚性愈伤。该研究可为芒草品种的快速扩繁生产及基因改良、分子育种研究提供技术支持。 (3)创新性地开展了中国芒草的化学成分分析研究:首次揭示了芒草品种资源间的黄酮含量存在极显著差异;首次鉴定出芒草挥发油中的28种挥发性成分;揭示了不同品系芒草的主要组分(纤维素、半纤维素、木质素)含量具有显著性差异,并且热解活化能也具有明显的差异。该研究可为育种亲本选择提供基础数据和科学依据。 该系列成果,先后受到5项基金资助,包括3项国家自然科学基金,1项863课题、1项省级重点自然科学基金。代表性文章中,1篇发表在生物质能源的权威杂志《Biomass and Bioenergy》上,1篇发表在植物组织培养的权威杂志《InVitroCellularand Developmental Biology-Plant》上。研究论文他引共79次,单篇文章他引最高为23次。
[成果] 1800290090 湖北
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:项目根据LNG水上加气站风险识别和评估的结果,结合LNG本身的理化性质、作业方式和可能导致的事故类型,选用合适本质安全传感器,研制可实现对于主要风险要素进行监控的硬件平台,同时采用无线通信方式,实现生产管理相关部门对水上LNG加气站进行实时安全监控。该监控系统分为五大部分,有:温度光纤监控系统、TDLAS甲烷泄漏传感器、船舶入侵AIS监控电子围栏系统、船舶入侵图像监控系统、LNG工作无关人员入侵图像监控系统,各个系统将监控的关键数据传输到监控总平台,根据各自的监控原理和数学模型对监控的内容进行分析处理,得到预警或报警,并将数据传输到总平台,总平台根据各监控系统传输来的数据,进行汇总,并且根据声光的形式报警,并将各系统的监控数据利用TCP/IP传输到海事监控系统,海事监控系统根据相关数据进行处理。技术路线如图所示。①利用光纤温度传感器对环境进行监控,具有安全可靠,多点布控,全范围立体监控;②TDLAS甲烷传感器对于LNG泄露本质安全监控,避免化学和半导体传感器的气体中毒而时效,减少大量的校准工作,提高了传感器的可靠性;③利用视频和AIS技术对船舶入侵进行监控,建立虚拟电子围栏,保证不同能见度气候条件下,危险区域的监控。
[成果] 1700550575 湖北
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2017
成果简介:各种极端天气对人们的生活造成了极大的影响,例如各种化学物质的排放、沙尘暴、雾霾、PM2.5等,长期出于这些环境下将会对人体的健康造成伤害,因此对环境的监控就显得越来越重要,但是现有的环境监控系统大多功能单一,只能对某种参数数据采集后送至检测中心进行分析,该过程耗时长,分析出的结果不具有实时性,也不能同时针对多种参数数据进行采集,因而检测效率低下。
[成果] 1700550615 湖北
U4 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:研究表明,在“人-车-路”的道路交通系统中,人的因素是道路交通事故的主要致因。驾驶员对外界环境的错误了解、以及驾驶中的错误操作都会严重影响机动车驾驶安全。因此开发关键的车载辅助驾驶装置,以增加驾驶员与周边环境的交互(尤其是驾驶员危险驾驶状态和驾驶意图的交互),并加强驾驶行为监测能够有效保障行车安全。国内外公布了一些安全辅助驾驶装置,能够采集车辆运行信息、驾驶员状态信息和道路信息,用于提高车辆自身安全。国外公开了一套智能安全复制驾驶装置(美国专利号:US2010/0063649 A1),该系统基于多摄像头采集车辆周围全方位影像,并通过图像处理和安全阈值判断车辆安全状态,通过预警模块发出预警,同时通过储存模块存储识别的状态信息。国内公开了一种驾驶员汽车驾驶行为的综合监测系统(中国专利号:200920034413.6),该系统能够实时监测驾驶员视觉行为、操作行为、车辆运行状态和车辆周围道路环境,并能分析周围环境对驾驶员的影响。上述两个专利和其他类似的公开成果都是基于自车传感器采集的信息进行安全辅助驾驶,没有考虑周边其他车辆的状态信息驾驶意图。公开的车载安全辅助驾驶装置,多数基于自车传感器对车辆状态与车外环境状态的采集,装置功能单一,仅能监控和预警车道偏离、疲劳驾驶和前方障碍等危险等情形;此外,车载安全预警装置很少基于车车/车路通信进行信息交换,特别是缺少驾驶员状态和驾驶意图等重要信息的交互,难以实现真正意义的车路协同和安全辅助驾驶。
[成果] 1700630007 湖北
U69 应用技术 水上运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:成果属于交通运输领域。中国以长江、珠江、京杭运河、淮河、黑龙江和松辽水系为主体的内河水运网对流域经济发展发挥了重要作用。但是,中国内河通航环境复杂、水域桥梁(闸坝)密布、气象条件多变、船型多、通航安全保障基础薄弱,水上交通安全形势严峻。《关于加快长江等内河水运发展的意见》(国发〔2011〕2号)明确提出,建立重大危险源监控和预警、预报、预防制度,有效降低重大突发事件造成的损失。风险辨识与评价是国际上近年来开展风险预警与事故预防的重要研究领域。在国家自然科学基金、欧盟国际合作项目等支持下,该项目重点攻克了中国复杂条件下内河通航风险多因素耦合机理解析、宏观和微观尺度风险水平量化等科学问题,具体科学发现如下:(1)发现了复杂条件下内河通航多因素耦合作用机理及对事故后果的影响。提出FSA+BN网络有向无环图耦合关系模型,解决了复杂内河通航多因素动态响应关系的参数表征问题,揭示了人、船、环境、管理等多方面因素与事故的关联效应。(2)发展了内河通航系统风险评价的理论方法。针对小样本异构数据所建立的主客观数据融合泛化置信规则库(G-BRB)模型,与传统方法相比,大幅度提升了内河通航安全评价的精度和可靠性。(3)揭示了内河交通密集水域船舶碰撞风险时空分布及演化机制。提出交通流大数据反演算法,识别了船舶碰撞高风险水域,建立限制区域(RA)和时空增益(Spatial-temporal Gain)等模型,有效解决了船舶碰撞风险的突变预测。发表代表性学术论文6篇,出版专著/教材2部,相关重要论文16篇。研究成果受到国际期刊《Reliability Engineering & System Safety》主编Carlos Guedes Soares教授等知名学者高度评价,论文总引用量229次,他引157次,其中SCI他引78次,单篇最高SCI他引42次,3名项目完成人为本领域WOS数据库前10学者。形成的提案发表于国际海事组织海事安全委员会第97次会议。第一完成人张笛获得国际概率安全评估和管理协会“George Apostolakis院士青年科学家奖”(第一位华人学者)。成果形成的方法和模型在水上交通监管和风险控制中得到应用。
[成果] 1700240500 广西
U46 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:任务来源:根据桂科计字[2014]第 122号文件,“基于RFID的物联网技术在汽车零部件制造信息精确追溯中的研究与应用”项目决定由柳州五菱汽车工业有限公司和武汉理工大学共同承担,合同编号:桂科攻14122006-31,项目实施期限为2013年8月至2014年12月。技术原理与考核指标: 技术原理:项目将物联网技术应用于汽车零部件的车间物流管理、数字化制造、数字化检测中,将汽车零部件的生产纳入统一的在线质量监控。应用RFID技术,通过对汽车零部件生产数字化信息的精确追溯,极大提高汽车零部件生产的质量管理水平,降低成本、提高产品生产的质量,形成RFID技术在汽车零部件制造行业的典型应用解决方案,为公司的规模化、集约化生产打下良好的基础。考核指标:该项目研发在大数据、云计算环境下基于RFID的物联网技术在汽车零部件制造信息精确追溯应用系统,形成RFID技术在汽车零部件制造行业的典型应用解决方案。应用物联网,大数据、云计算等信息前沿技术,信息化与工业化高度融合,达成以下目标:支持批次追溯和精确追溯管理方式。数量精确追溯的准确率从92%提升到98%,力争达到99%。信息实时采集、存储。对过程生产中各种数据如齿轮批次、炉号,减速器装配过程关键控制点参数等整根后桥需要精确追溯的信息实时采集、存储。采集存储数据库的有效利用。基于实时采集存储的数据库,开发出适合于不同岗位、权限人员访问目标内容。项目申请受理软件著作权1件,实用新型1件。成果的创造性、先进性:研究基于RFID的汽车零部件制造行业物联网技术应用系统,实现方便快捷的数字化装配信息查询、产品状态查询和追踪溯源管理。应用RFID技术,对汽车零部件数字化制造、检测、存储、物流信息进行实时采集,保证了数据采集的实时性和准确性。研究汽车零部件制造信息实时追溯的标识途径与方法,实现了零部件装配过程中信息标识的关联与统一。技术的成熟程度,适用范围和安全性:项目通过在送料车上进行RFID赋码的方式,实现对进入装配工艺的零部件进行识别与追踪,装配完成后记录信息并脱离识别数量追溯准确性提高到98%,降低了生产过程零部件的流失造成的损失,成功解决了人为因素(纸质记录由于视角、工作量等因素影响,在生产繁忙的时候非常容易发生记录错误,记录不完整、丢失等问题)的影响。同时快速准确的锁定问题批次以及齿轮减速器装配信息,较大提高了职工的工作效率。项目加快了汽车零部件行业的信息化技术进步,提高产品的出厂质量,促进了汽车零部件生产企业的制造技术水平。同时积极响应了国家汽车新三包要求主要关键零部件实行精确追溯的政策,先进的质量管理技术是发展趋势,代表了行业的发展方向,为汽车零部件行业提高技术水平进行了有益的探索和工程示范。存在的问题和改进意见:对于主齿轮特殊打标形状的字符图像的识别技术研究,项目根据各种算法的优点结合生产情况的实际特点,选择了一组算法,达到了企业的生产要求。但是其中也有一些不足有待改进和提高,例如:在图像增强和去噪阶段,如果齿轮表面的油污和毛刺过多,并且与字符交错混杂在一起,则会导致该课题的算法不能有效地对其进行处理。后续可以研究去噪算法的改进。在字符位置定位方面,利用了主齿轮本身的特点,但是局限是除了这种规格和样式的主齿轮以外,对别的齿轮上的字符就不再适用了,所以该方法的可拓展性也是值得研究的。在防碰撞问题中,只是分析了多路存取法中的防碰撞算法的应用,这些算法只限定为电子标签方面的防碰撞。而读写器方面的放碰撞算法的改进到底可以为系统的吞吐率提升多少,这些有待接下来的应用中进行深入讨论。历年获奖情况:无。
[成果] 1700550061 湖北
U46 应用技术 汽车制造 公布年份:2017
成果简介:项目来源:该项目是荆州恒隆汽车零部件制造有限公司结合科技发展、市场需求和企业特点,与武汉理工大学联合攻关的产学研合作项目,并获得湖北省重大科技创新计划“机械式变比动力转向器一体化数字开发系统关键技术与装置研究”(2013AAA015)的支持。应用领域:汽车零部件。汽车行驶在不同工况时,对车辆转向系统传动比的要求不尽相同,但其共性的要求是“变化的传动比”。当汽车处于高速行驶状态,尤其在高速直线行驶时,为保证行驶稳定性,转向要沉稳,该时期望的转向系统传动比较小;当车辆处于低速行驶状态,尤其在低速大转弯时,要求转向更灵敏,以更快的转向速度来以快速避让障碍和减轻驾驶员的劳动强度,该时期望的转向系统传动比较大,即需要满足“高速沉稳,低速灵敏”的转向要求。
[成果] 1700510504 河南
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:该项目针对油田分层注水和采油工艺存在的施工工作量大、工艺成功率低、费用高等问题,研究出油田井下智能注采工艺配套技术。该技术适用于油田井下多层细分开发工艺,尤其适用油层层间差异大、剩余油认识难度大的油水井细分开采。主要技术内容:1、研究首创循环分层周期注水工艺技术。开发了自动循环、压控、磁控分层测调等多种注水工艺技术,解决分层周期注水工艺需要,以及投捞调配工作量大的问题。2、研发了智能找堵水工艺技术。研制了直井、水平井分层采油管柱和存储式测温测压智能开关器,实现一趟管柱自动找水、液压换层堵水、实时监测压力温度等功能。为油田开发后期经济有效开发提供了技术支撑。3、智能开关控制技术研究。满足井下智能开关要求自动开启、关闭,外部干预采取液压或磁力控制的要求,开发出了适合油田井下分层注采工艺的智能控制系统。4、研制的存储式井下管柱受力和蠕动实时检测装置。实现管柱受力及蠕动规律定量研究,实时采集井下管柱的温度、压力、受力和蠕动位移等参数,为分层注采管柱可靠设计提供理论依据。授权知识产权情况:该项目研究中共开发出8项专利技术,核心期刊发表论文6篇。1、发明专利3件;实用新型专利5件。2、在核心期刊发表论文6篇。技术经济指标:1、耐压差30MPa、耐温120℃;2、管柱解封负荷≤120kN;3、有效期18个月。应用推广及效益情况:现场实施136口井,解决了油田分层注水投捞测试工作量大、分层密封可靠性低导致的无效分注问题,有效的补充了油层能量,确保了油田的持续开发,通过智能分层采油技术的应用,有选择的开采含油多的油层,封堵含水高的油层,解决了多油层合采抽油井产水多、产油少、低效开发问题,避免了频繁的更换井下管柱的施工作业工作量和施工费用,提高劳动效率2倍以上。2014年至2016年,累计增油1.55万吨,降水11.5万方,增注31.3万方,控制无效注水21.6万方,减少作业57井次,降低成本1124万元,新增利润4156万元,创经济效益5280万元,为河南油田东部老区稳油控水及提高采收率提供了技术支撑,同时也为河南省及南阳市的经济社会发展做出了较大的贡献。
[成果] 1700550629 湖北
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该项目的研究通过湖北省交通运输厅下达的计划开始实施,由宜昌市虹源公路工程咨询监理有限责任公司、宜昌市公路管理局城区分局、武汉理工大学协同合作,依托宜昌市318国道养护工程,选取路K1257+645~K1257+745)为试验段,已全面完成预定的研究任务,取得了一系列研究成果。该项目以混合交通平交道口的交通安全标识设置为研究背景,分析并提出了基于超薄彩色陶粒砼的交通安全警示方案。建立了三维有限元模型,详细分析了车辆-温度耦合荷载下长大纵坡下的超薄彩色陶粒磨耗层力学响应,并利用BISAR软件研究了磨耗层与上面层的层间剪应力影响因素,进行了超薄彩色陶粒磨耗层制备与路用性能试验,并依托实际工程进行了方案比选与工程实施。该文可为复杂交通平交路口长大纵坡的功能型路面提供有益思路和借鉴。
[成果] 1700530072 湖南
TF0 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:所属领域:矿山科学技术为高效开发菱铁矿、褐铁矿和超细粒赤铁矿等极难选红铁矿、综合回收流失至尾矿的铁资源,在中国工程院余永富院士首次提出“闪速磁化焙烧”思想的基础上,在“十五”、“十一五”、“十二五”国家科技计划的持续支持下,项目从基础理论、关键技术与装备、产业化开展了长达十多年的系统研究,在铁矿物磁性快速转化、粉矿循环预热、提高焙烧效率、低成本干式均匀制粉、煤的流态化无焰燃烧、清洁生产等方面取得重大突破,发明了极难选红铁矿闪速磁化焙烧成套技术和装备。主要特点如下:创造性地将流态化技术应用于细颗粒铁矿石磁化培烧,矿石运动状态由传统的堆积态转变为悬浮态,固气两相接触面积提高3000倍以上,反应速度提高100倍以上,实现了弱磁性氧化铁矿石的快速磁化。开发焙烧炉尾气二次燃烧和余热逐级利用技术,多级循环预热矿粉、干燥原矿,提高系统热能利用效率,焙烧温度较竖炉和回转窑降低100℃以上、能耗降低3%以上。利用矿石抗剪强度低的特点,在集成高效立式辊压磨矿、精细风力分级工艺基础上,开发出新型干式均匀制粉技术,满足了制粉粒度和低能耗要求,显著简化制粉流程,原矿制粉电耗降低至15kW.h/t,制粉成本小于15元/吨。开发流态化无焰燃煤装置,使用普通燃煤为焙烧系统同时提供热源和还原性介质,降低了焙烧成本,铁精矿制造成本234.36元/吨,拓宽了技术的适用地域。集成创新多种综合节能和环保技术,在分段供氧条件下,实现低温燃烧,显著降低NOx排放;产业化工程中,实现了无废水排放和尾矿综合利用,全过程满足了清洁生产要求。2016年,在湖北黄梅首次建成60万吨/年闪速磁化焙烧产业化工程。对TFe32.52%菱褐铁混合矿,获得品位57.52%、SiO<,2>含量4.76%、铁回收率90.24%的先进技术指标;产出的铁精矿具有自熔性,与鞍本地区66%精矿质量相当。相对该矿区以前的生产指标,铁精矿品位提高5.68个百分点,回收率大幅度提高33.37个百分点。该技术拥有完全自主知识产权,获得授权专利24件。经成果鉴定,整体技术达到国际领先水平,开创了难选铁矿石开发利用的新途径,引领中国乃至世界难选铁矿石选矿技术的发展。项目成果的推广对扩展中国铁矿石资源量、提高资源利用率、缓解铁矿石供需矛盾、保障钢铁工业健康发展具有十分重要的战略意义。
[成果] 1700550159 湖北
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该课题源自2014年湖北省科学技术厅科技支撑计划项目(重点新产品新工艺研究开发)。随着城市经济建设的迅猛发展,主体纵横、网络棋布的新型道路交通格局日渐形成,各色各样的车辆数量急剧增加,一方面加剧了城市道路的拥挤,另一方面驾驶员在单调、拥挤的道路上行驶会出现视觉疲劳和压抑的心情(对城市形象造成负面影响),甚至最终酿成交通事故。在道路或广场铺筑彩色路面能够起到美化环境,给人良好心里感受的作用,彩色路面作为一种新型的铺面技术,已广泛引起人们的兴趣和关注。它不但可以引导交通(效果一定程度比树立交通标志牌更好),减少交通事故(危险路段给予警示,如急转弯、大陡坡、十字交叉口、商业区、居民密集区、医院、学校),而且具有优良的防滑效果和降温降噪作用。它还可以美化都市环境,提升城市形象和魅力,让人们放松精神、缓解压力,给压抑的日常生活增添精彩。彩色沥青路面在国内外的公路、自行车道、便道、公交汽车专线、步行区、广场以及家用车道上得到了广泛的应用,对美化城市环境和疏导交通方面亦起到了良好的作用:针对自行车道、公交车道、高速公路辅路等环境的交通管理,可以通过在不同的行车区域应用不同的颜色,完美实现交通稳静化管理;应用于住宅小区,有效提升档次和综合竞争能力;针对不同功能区域应用不同颜色,可以给人以视觉上的区分,大幅增强景观艺术效果;应用于传统古建筑,能有效保持原有风貌,使景色浑然一体;应用于娱乐、运动等区域,则可增添人文性及趣味性,从而充分发挥公共空间的价值。现阶段,国内外的彩色路面的修筑技术已经达到了一个较好的水平,并在交通工程安全、高速公路事故多发段处理、城市环境美化等方面有着广泛的应用。但依旧存在以下几个方面的问题:彩色路面的最主要功能就是彩色作用,而由于使用环境的影响,如耐油质污染(或土质污染)能力不足,抗紫外线辐射能力差,特别是机动车轮胎留下的黑色痕迹,使彩色沥青路面易受污染,而很快丧失彩色功能,同时日常养护费用较高。由于彩色路面使用浅色沥青、色粉和与色粉颜色相近的石料,成本远高出普通沥青路面,因此彩色沥青混凝土的造价极大地制约了彩色路面的推广应用。如何开发出性能优越同时价格较低的彩色胶结料是一种发展趋势。例如,2004年7月,西安市雁塔路铺设了一条彩色沥青混凝土路面,彩色沥青用的是四川正兴股份有限公司生产的脱色沥青,其价格高达1.3万元/t,而传统重交石油沥青造价仅约4500元/t。彩色沥青路面使用的浅色沥青是沥青脱色或树脂和轻质油份合成得来,其性能与沥青有较大的差异,同时色粉的使用也影响了混合料的性能,其设计与施工技术完全套用普通沥青的技术标准,所以彩色沥青路面的耐久性和路用性能研究有待进一步完善并制定相应的技术规范。彩色微表处造价最为经济,但是,合成浅色沥青难以乳化,树脂的选择性很低,同时,浅色乳化沥青的性能有待提高,所以,浅色乳化沥青技术一直是一个瓶颈。彩色沥青又名彩色胶结料,通过无色胶结料加色粉调配而成彩色胶结料,与石料拌和制成彩色混合料。国内外生产的彩色胶结料可分为两类:一类是用适当的溶剂将石油沥青中的黑色沥青质脱去,留下颜色较淡的其他组分,并配以改性材料,加入一定色泽的特殊颜料,使沥青按需要变成红、黄、蓝、绿等不同色彩的胶结料。但该生产工艺复杂,需要投入大量资金及设备,且污染严重,不利于推广。另一类是利用现代石油化工产品,人工调配出与沥青性能相当的浅色胶结料。该技术生产的彩色胶结料的粘结性、弹性和韧性指标大大优于普通沥青。脱色沥青由于工艺复杂,基本被合成浅色沥青取代。彩色路面按照施工工艺可分为三种:热拌彩色沥青混凝土、彩色树脂陶瓷颗粒抗滑薄层和彩色稀浆封层(或彩色微表处)。其中,彩色稀浆封层造价最为经济,但是合成浅色沥青难以乳化,特别是树脂的选择性很低,同时浅色乳化沥青的性能有待提高。所以,浅色乳化沥青技术一直是一个瓶颈。该项目旨在通过研究,促进浅色沥青乳化技术的发展和提高,提高浅色乳化沥青路面的性价比,从而拓展彩色微表处技术的普及应用。
[成果] 1700520100 湖北
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目属非金属材料领域,涉及有机、无机等高性能路面材料的低坏境负荷制备与应用技术。沥青路面由沥青面层和基层构成,具有行车舒适、养护简便、通行效率与安全性高等优点,是国际上的主流路面,占发达国家公路总里程的80%以上。中国高等级公路95%以上为沥青路面,仅占460万公路总里程的4.3%,路面的车辙、裂缝、坑槽等病害屡见不鲜,每年养护维修费用高达500亿元,维修铣刨的大量废旧沥青混凝土对环境造成巨大压力。中国每年新增公路10万余公里,对沥青、水泥、集料等需求量超过10亿吨,耗量巨大,天然资源难以支撑,如何提高沥青路面材料性能,降低其资源与环境负荷是中国公路建设领域亟待解决的突出问题。针对国内外现有技术尚不能兼顾路面高耐久性和天然资源低消耗的问题,基于中国公路设计规范的半刚性基层沥青路面结构特点,武汉理工大学联合北京工业大学、中国葛洲坝集团水泥有限公司,在多项国家和省部级科研任务支撑下,以生态设计思路为导向,突破了路面材料性能优化与调控等关键技术,成功解决了废旧轮胎、废旧沥青混凝土、冶金渣和建筑废弃物的高效科学利用,实现了路面材料高性能和低环境负荷制备,对公路建设可持续发展和交通安全有重要作用。主要科技创新如下:1、开发了路用有机胶结料的高性能制备、高效循环利用与低环境负荷应用的关键技术。发明了废轮胎胶粉改性沥青和失效改性沥青化学重构及温拌应用技术,制备出适用于-40~85℃温域范围且能常温储运的粒状有机胶结料,施工温度降低15-25℃、沥青VOC排放减少70%,突破了沥青材料高效循环与低环境负荷应用的瓶颈。2、研发了冶金渣和建筑废弃物替代资源制备高性能路用无机材料的关键技术。提出了材料生态设计方法,发明了冶金渣和建筑废弃物性能调控关键技术,制备出抗滑耐磨、粘附性优异的钢渣集料,吸水率低至1%以下的建筑废弃物再生集料,以及收缩系数降低40%以上、体积稳定性好的基层复合材料,解决了半刚性基层路面易开裂、水损害严重的难题,实现了路面材料资源替代率超过90%。3、构建了沥青路面材料高耐久性优化设计的研发平台。开发了沥青路面材料服役环境数据库,发明了模拟沥青路面材料实际服役条件的多因素耦合作用试验系统,创建了沥青路面服役寿命预测方法,用于指导沥青路面材料匹配设计,为实现沥青路面的高耐久性应用奠定了重要的基础。项目获国家发明专利22项、软件著作权2项、标准2项,发表SCI/EI论文69篇,获省部级技术发明与科技进步一等奖各1项。成果已全部转化并实现产业化,产品/技术已应用到全国23个省、市、自治区的近百条高速公路工程,应用整体技术的路面已运营10余年,至今状况良好。近3年新增销售额近45亿元,新增利润近8亿元,利用废轮胎、冶金渣、建筑废弃物等4500万吨,经济与社会效益巨大,对公路的生态文明建设和社会可持续发展具有重大的推动作用。
[成果] 1700610066 浙江
U21 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目属土木建筑工程领域。 城市轨道交通工程对于提高城市运力、缓解城市交通拥堵压力、促进城市经济建设与文明进步具有重要意义,而保障其运营安全与服役寿命的核心是结构材料混凝土自身的耐久性。与普通轨道交通工程相比,沿海地区轨道工程所处地质环境复杂,地下水位高、水压大、氯离子浓度高,对混凝土材料的耐久性要求更为严苛。 轨道交通工程结构形式主要包括地下行车区间、隧道管片结构和地下车站结构,不同结构形式混凝土工程面临的耐久性问题不同:地下行车区间混凝土受到杂散电流与氯离子共同侵蚀作用;高强管片混凝土在制备过程中常面临蒸汽养护引起的结构热损伤问题;地下车站属超长复杂不设变形缝的大体积混凝土结构,抗裂性能要求高。 针对沿海地区轨道交通工程混凝土服役环境与不同结构形式,以提高混凝土耐久性和服役寿命为目标,开展耐久性提升技术开发,取得关键技术突破,主要技术成果包括: 1:探明杂散电流与氯离子共存环境下钢筋混凝土的劣化特征,建立杂散电流存在下氯离子的迁移方程,开发形成抗氯离子与杂散电流共同作用的高耐久性混凝土设计与制备体系,指导沿海地区复杂环境下混凝土材料的耐久性设计。 2:提出了蒸养混凝土微结构热损伤修复技术,调控胶凝组分水化进程及水化产物凝胶特性,解决管片混凝土水灰比低、难以发挥辅助胶凝材料二次水化填充均化效应的技术难题,修复管片混凝土受损微结构,提高混凝土耐久性。考虑蒸汽养护条件修正了氯离子侵蚀作用下混凝土使用寿命的评价模型,建立了蒸养管片混凝土寿命预测模型。 3:考虑施工、使用不同阶段混凝土结构的受力特点,对建成后和建设中的长大混凝土结构进行抗裂计算和评估,提出混凝土防裂设计优化措施;在仿真计算的基础上考虑由水化热引起的温度应力影响,提出了不同结构、特殊季节条件下车站大体积混凝土的温度裂缝控制标准和控制措施,形成了长大车站高抗裂混凝土的配比和施工技术。 该项目形成了完整的自主知识产权体系,获8项授权国家发明专利,企业技术标准1项,发表学术论文60篇,其中SCI收录11篇,EI收录17篇。成果已在宁波轨道交通工程1、2、3、4号线应用。该项目已取得直接经济效益13740万元和显著的社会效益,有力支撑轨道交通工程混凝土100年的使用寿命目标,对沿海地区轨道交通工程混凝土建设具有重要的示范与引领作用。
[成果] 1700630220 湖北
U49 应用技术 道路运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:项目属于交通运输领域。中国每年道路交通事故导致近6万人死亡、20余万人受伤,已成为社会高度关注的问题。传统安全预警系统主要依靠车载传感,缺乏与其他车辆及道路、信号灯等交通设施的关联,导致环境感知信息不全,安全态势识别不准确。在国家863等课题的支持下,项目组率先开展了车路协同关键技术研究及在安全领域的应用。(1)针对车辆行驶环境信息感知不准确的问题,发明了基于车路协同的信息感知方法,突破基于车载网络的车辆运动状态和驾驶行为采集与识别方法。行车环境感知方法检测速度达23ms/f,明显快于仅依赖视觉感知方法的330ms/f,检测准确率93%;路侧设备对车辆识别率达95%、对典型车辆驾驶行为的识别正确率达到93%。(2)针对车载安全辅助驾驶系统缺乏与路侧信息融合的问题,发明了基于车路协同的行车风险识别与碰撞预警方法,研发了车辆智能网络和车辆安全辅助驾驶智能终端。将车辆风险识别信息源范围从50-100m扩充到1km;实现了10种不良驾驶行为的识别和预警,准确率达到98%。(3)针对交通信号控制缺乏与车辆信息交互的问题,发明了基于车路协同的交通信号主动控制方法,研发了智能路侧终端和交通信号控制系统等产品。信号控制交叉口通行效率提高15%,黄灯期间车辆急刹或闯红灯现象降低70%,有效提升了交叉口的交通安全性和通行效率。(4)针对车路协同在交通系统交通安全管理中的应用需求,发明了基于车路协同的不利天气可变限速控制方法和系统,开发了基于车联网的远程监控预警系统,提升了交通安全管理水平。该成果获得授权发明专利18项,软件著作5项,发表学术论文69篇,其中SCI/EI收录41篇,研究方法受到加拿大、印度及中国交通安全学者的引用和评价。
[成果] 1700450413 广西
TQ17 应用技术 合成材料制造 公布年份:2017
成果简介:氧化铝陶瓷因具有优良的力学性能、电性能、热性能,高漫反射率,耐腐蚀、化学稳定性好而被用于制造多种高强度、耐磨损、耐高温等陶瓷部件的基础材料,且需求量巨大,因而倍受国内外关注。由于它是在现代工业和现代科学技术领域(如机械、电子电力、化工、医学、建筑卫生陶瓷、军事等)中应用最广泛的一种先进陶瓷,所以从粉体到陶瓷、从民用到高技术产品,都离不开氧化铝陶瓷。而且随着科学技术的进步和工业需求的提升对材料的性能提出了更高的要求,致使氧化铝陶瓷的发展趋势从90、95瓷向性能优异的99瓷(甚至99.7%)方向发展。中国虽然有关氧化铝粉体、陶瓷等各类产品的年产值达上百亿,但缺少高档高铝产品。原因在于制造氧化铝陶瓷的必用材料研磨介质的质量—耐磨性能决定了其所制造氧化铝陶瓷的质量。中国每年对研磨介质的需求量达到几十万吨,但主要生产氧化铝含量92%以下研磨介质,不能生产出耐磨性能好的高铝瓷产品。个别研究所生产的少量99瓷研磨介质,不仅价格贵,而且磨耗高,根本无法使用。进口瓷球虽然占据了中国高端产品的市场,但也没有耐磨且又价廉的95-99%高铝瓷球销售。由于制备99瓷必须用耐磨性能好的99氧化铝研磨介质研磨原料,才能减轻磨耗污染,制得优良产品。而且除了陶瓷工业,研磨介质还被用在化妆品、食品、医药等领域。所以研磨介质的耐磨性能不仅对生产高性能陶瓷产品至关重要,还是其他行业的安全保障。因此,具有优异耐磨性能的高铝瓷是促进国民经济发展急需开发的产品。基于国民经济发展的需要,该项目通过无团聚亚微米氧化铝超微粉制备技术,结合稀土、含碱土和硅的氧化物等成分的优化设计以及工艺参数的控制,利用晶界工程的方法,经普通球磨工艺和无压烧结,低成本制造了平均晶粒尺寸小于1微米的亚微米氧化铝陶瓷。所制备陶瓷的耐磨性能超过国外同行业代表性产品的525倍,掌握了将99瓷的烧成温度控制在1400多摄氏度的低温烧结技术;研究了陶瓷烧结过程中,稀土等添加物在氧化铝晶粒表面的固溶及生成晶界相和固溶体的规律特点、控制原理与方法及对相组成、显微结构的影响,系统地总结了稀土对高铝瓷耐磨性能的影响规律并揭示相关机理,对低成本工业生产高氧化铝含量优质陶瓷有重要意义,推进了中国氧化铝陶瓷向高档方向发展。该项技术共获得10项国家授权的发明专利,另有4项发明专利已初审合格,发表学术论文34篇,样品曾送巴伦西亚参加国际陶瓷展览会,引起美、欧企业高度关注,意大利研磨介质著名品牌“比多西”的研究人员多次探寻合作的可能和技术源头;研究成果一经发表,引起了国内外诸多同行的高度关注,曾受到德国陶瓷和复合材料博览会以能够深入了解最新进展的专家身份做演讲的邀约;Advanced Nanomaterials出版社的丛书编辑Ashutosh Tiwari教授评价课题组的工作,认为课题组为该领域做出了重大贡献并邀请课题组共同出版书籍;Lap Lambert学术出版社在看到课题组发表的论文后,对课题组的研究工作非常感兴趣,并约稿愿免费帮课题组出版专著。而且,该技术已经在佛山正弘氧化铝制品厂进行了工业性生产,产品质量超过了预计指标,得到用户们的高度评价。由于制造技术与原料粉体关系密切,该项目中的粉体制备技术不仅用于生产优质陶瓷,相关专利还实施转让给浙江连云港连连化学有限公司,为浙江超细微化工有限公司开发出中国最早99瓷造粒粉(经压制成型就可获得陶瓷)产品,还利用该氧化铝粉体开发出了中国最早的高导热绝缘氧化铝硅橡胶复合材料。依托项目中制备陶瓷的一系列技术,为生产性能优异的赤泥陶瓷,开发高附加值赤泥产品—压裂支撑剂打下基础,不仅攻克了多年来压裂支撑剂耐酸性能差的难题,还找到了有效解决赤泥堆场存放和污染环境的方法,对石油开采和绿色环保都具有重大意义。耐酸压裂支撑剂的相关专利已经与中陶支撑剂有限公司签署了专利实施许可合同,实现了校企合作,产学双赢。
[成果] 1700520326 山西
TD9 应用技术 铁矿采选 公布年份:2017
成果简介:钢铁作为中国工业化进程中不可替代的结构性、功能性材料,其消耗量占金属总消耗量的95%。国内铁矿石“贫、细、杂、散”的资源现状和利用水平远不能满足工业化进程的需要,铁矿石对外依存度迅速上升到86.8%,矿价同步失控,国内钢铁企业利润空间被挤占殆尽。依靠技术进步,高效低成本清洁利用中国铁矿石资源,对促进中国钢铁工业清洁生产和健康发展、保障社会安全及国家经济安全有重大的意义。袁家村铁矿是中国复杂难选铁矿石的典型代表,储量巨大,相对于鞍山式磁(赤)铁石英岩,具有矿物组分复杂,矿体中有大量与铁矿物性质接近难以与铁矿物分选的含铁硅酸盐(绿泥石、角闪石等)矿物,且铁矿物嵌布粒度极细。自1958年袁家村铁矿被发现后,国家先后组织了多次全国性的选矿技术攻关,均因存在难以克服的选矿技术问题而一直没有开发利用。该项目以袁家村新建2200万t/a选矿厂为依托,在国家“十一五”科技攻关计划(2006BAB02A04)和国家发改委重大产业技术开发项目(发改办高技[2009]606号文件)支撑下,进行“产、学、研”联合攻关,形成如下关键技术:1.自主开发了“矿体+矿类+条带+品位+含铁硅酸盐矿物”多因素采配样技术,分矿体分条带分层级开展工艺矿物研究,创建了矿石利用界定的全新标准体系,建立了多因素多目标采场配矿数学模型,实现了多矿体多矿石类型复杂难选呆滞资源的高效工业化利用。2.大型工艺装备设计及集成创新,成功应用了半自磨-球磨-再磨高效短流程,开发了一整套大型磨机磨矿分级生产实用技术,实现了大型磨机微细粒高硬度铁矿石的高效碎磨,降低了磨矿加工成本。3.研发了耐泥、耐低温、高选择性的新型铁矿反浮选捕收剂,实现了铁矿与以斜绿泥石为主的含铁硅酸盐矿物的高效分离,提高了微细粒铁精矿回收率,降低了浮选工序成本。4.自主开发了浓缩-溢流澄清-深度净化三级水处理技术及中矿浓缩控制技术,解决了微细粒红磁混合矿浓缩水质、水系统平衡、浓密机提耙等制约生产的技术难题。该项目拥有完全自主知识产权,授权专利41件,其中发明专利25件,发表学术论文30余篇,制定了两项企业标准,获得2014年冶金科学技术特等奖、2015年山西省科学技术一等奖。该项目的开发与应用,形成了一整套微细粒红磁混合铁矿高效选矿系统工程技术,实现了该类铁矿石选矿技术水平的历史性突破,使呆滞资源得到大规模开发利用,实现了精矿TFe品位65.16%、金属回收率73.04%的优异指标,新增利润14.75亿元,经专家委员会鉴定,总体技术达到国际领先水平。该项目的开发为该类资源的工业开发利用提供了示范效应,对大型高效流程及装备集成技术进一步提高行业规范和标准提供了升级平台,标志着中国选矿技术达到国际领先水平。
[成果] 1800120543 湖北
TP2 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:项目团队攻克了特种光纤、宽谱光源、单频光纤激光器、光纤陀螺环、高速高精度解调仪等基础器件和关键技术,突破了光纤传感系统工程化产业化技术瓶颈,实现了保偏-光子晶体-掺稀土光纤等特种光纤技术集成;光源谱宽介于400~2400纳米可调且输出功率达到7瓦以上;单频光纤激光器3dB线宽小于1.1千赫;光纤陀螺环品种国内齐全且精度高达0.3‰;核心部件全部自主开发的解调仪实现了单通道及多通道同时运行时,达到4000赫兹的高速高精度解调。基于上述基础器件和关键技术的突破,该课题研制了温度稳定性显著提高、测量精度达到0.2/5P级、电流测量范围达到3.6万安培(电网一般为1200安培)的全光纤电流互感器系统,并为国家电网研究单位输出了成果应用;在国内,率先开发了BOTRD光纤传感系统并在电力电缆和铁路线上实现工程应用示范;率先实现了光纤光栅传感系统在大型复杂机械装备上的工程应用。
[成果] 1800120387 辽宁
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目针对低成本、长寿命的车用燃料电池需求,开展“燃料电池基础材料与过程机理研究”,包括:新型低铂催化剂的研究与开发、非贵金属催化剂催化机理及性能研究、碱性聚合物电解质研究、新型酸性聚合物电解质膜的研究、高效膜电极结构设计与制备技术、金属双极板涂层改性材料及制备技术、低温及杂质环境适应性研究、电堆工程、结构及过程研究,探索、揭示并验证燃料电池的电化学核心机理,研制高功率密度、低铂载量和长寿命的材料工艺和配方,重点解决核心材料的微观结构与其性能、稳定性、老化机理之间的构效关系,关键部件的制备方法对电池寿命的影响机制,低温与杂质环境适应性,流场结构及水管理过程的优化设计等关键科学与技术问题,掌握批量制备燃料电池所需的关键电化学材料的关键技术,为突破高功率密度燃料电池电堆的设计和制造工艺提供理论支持。通过上述问题的解决,探索新一代车用燃料电池新材料和新体系,并进行电堆验证,形成具有完全自主知识产权的材料制备技术,突破车用燃料电池性能、成本与寿命等技术瓶颈,提高我国车用燃料电池技术的国际竞争力。
[成果] 1800120243 北京
TH7 应用技术 光学仪器及眼镜制造 公布年份:2017
成果简介:该项目发展了基于扫描探针技术的高时空分辨和原位动态的纳米表征方法,主要包括动态谐振调频/调相原子力显微镜技术;超快激光耦合扫描隧道显微镜技术;透射电镜中的扫描探针技术;低温扫描探针近场光学显微镜和扫描探针热学-声学显微镜技术等。在表面电子态及其激发动力学过程探测、单个纳米结构单元的性质-结构关系表征、纳米尺度物性与多场耦合性质测量等方面取得研究突破。获得的主要创新性成果如下:(1)发展了基于qPlus力传感器的非接触式原子力显微镜(qPlus-AFM)成像与谱学测量技术,解决了qPlus-AFM实验中的一系列关键技术问题,研制了高性能qPlus-AFM原子力传感器,建立了图像模拟的基本方法。(2)加工完成了多项低温扫描隧道显微镜(STM)关键部件,搭建了一套显微共聚焦超快时间分辨系统,对半导体,金属纳米结构,探针荧光等体系进行超快动力学研究;开发了超高真空原位光致隧穿电流时间分辨信号的探测技术和针尖增强的隧穿电致光谱技术。(3)研制完成透射电子显微镜-扫描探针联合装置。(4)实现了在纳米尺度扫描近场光学信号高分辨检测,完善了光的激发、接收、微弱信号的检测、数字图像处理等关键技术。
[成果] 1700670168 重庆
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:依托涪陵国家级页岩气示范区建设及国家科技重大专项项目,通过自主攻关,形成了涪陵页岩气绿色开发技术,研发了关键设备,创新了页岩气开发“三维度”绿色环保管理模式,在涪陵页岩气田全面推广应用,实现了页岩气开发废液、固体废物全部无害化处置,成果对中国页岩气绿色环保开发具有示范引领作用。主要技术内容:形成了基于丛式水平井布局优化设计及土地复垦的土地集约化利用技术,单井土地征用面积较常规井场节约79.2%,实现了土地高效利用;形成了基于防污钻井、井身结构优化、“井工厂”的页岩气绿色钻井技术,钻井废弃物同比减少了17%;形成了环境友好型压裂试气技术,自主研发了适合于涪陵地区页岩气开发的清洁环保压裂液体系,形成了试-采一体化技术,实现了甲烷回收,减少了碳排放;形成了钻屑无害化处理及资源化技术,开发了钻屑制备免烧砖、混凝土、道路(平台)垫层技术,实现了钻屑资源化利用;形成了钻井、压裂、采气废水循环利用技术,最大程度降低了环境影响;形成了页岩气“三维度”绿色环保管理模式,“三废”得到了规范处置与利用,社会效益和环境效益显著。技术创新点:形成了以高密度电法及清水钻井为主的岩溶地层防污染技术,实现了浅层地下水的有效保护。形成了“试-采一体化”工艺技术,实现“边测试,边回收”,减少了页岩气放喷燃烧量,提高了资源回收利用率。形成了页岩气压裂返排液循环利用技术,自主研发了模块化处理装置,实现了钻井、压裂、采气废液循环利用率100%,工业废水零排放。形成了页岩气油基钻屑无害化资源化处理技术,自主研发了热解装置,实现了无害化处置率100%,钻屑灰渣含油率小于0.3%,远优于北美2-3%的标准。形成了“三维度”绿色环保管理模式,实现了页岩气开发绿色环保。申请国家专利10项,其中4项实用新型专利已获得授权,另6项发明专利已获得受理,制订企业标准和规范21项、发表论文25篇。截止到2016年12月底,推广应用271口井,产生经济效益39721.05万元。节约土地面积163.6公顷,重复利用废水119万方,减少了水资源消耗,减排二氧化碳18.89万吨。实现了页岩气气田清洁生产、废水“零排放”、固体废物无害化处置和资源化利用。
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