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列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是確保列車行車安全和高效運(yùn)營的核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備。基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）是列控技術(shù)的發(fā)展方向。     該成果應(yīng)用之前，此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)裝備全部依賴引進(jìn)。在國家有關(guān)部委及北京市持續(xù)支持下，本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)城軌交通安全高效運(yùn)營的重大需求，歷經(jīng)十多年努力，突破了CBTC核心技術(shù)，為城軌交通建設(shè)、安全高效運(yùn)營提供了技術(shù)支撐。      主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：     1.提出了基于列車運(yùn)行復(fù)雜場景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)方法，構(gòu)建了滿足CENELEC標(biāo)準(zhǔn)的最高安全完善度等級SIL4的安全保障管理體系和集成研發(fā)平臺，研制了車載和地面兩個(gè)信號專用、可移植的安全計(jì)算機(jī)平臺以及CBTC整套技術(shù)裝備。整套產(chǎn)品和應(yīng)用工程均通過了國際獨(dú)立第三方SIL4級安全認(rèn)證，屬我國首次。      2.提出了基于移動(dòng)閉塞的CBTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法，攻克了列車安全防護(hù)技術(shù)和最佳化自動(dòng)駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩(wěn)運(yùn)行和精確停車。      3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化策略、專用安全通信協(xié)議(SFP)和數(shù)據(jù)傳輸冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在世界上首次研制了兼容無線自由波、漏泄波導(dǎo)管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了不同傳輸媒質(zhì)間無縫切換，保證了復(fù)雜線路條件下安全數(shù)據(jù)的可信傳輸。     4.構(gòu)建了覆蓋全生命周期的完備性測試案例庫（包含12.4萬條測試案例），提出基于最小系統(tǒng)的仿真測試方法，開發(fā)了硬件在環(huán)的CBTC系統(tǒng)仿真測試平臺，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)互換和虛實(shí)互控的系統(tǒng)功能與故障注入測試驗(yàn)證，降低了現(xiàn)場調(diào)試安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了現(xiàn)場測試工作量。      項(xiàng)目共形成國家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)；申請發(fā)明專利50項(xiàng)，其中已授權(quán)25項(xiàng)；軟件著作權(quán)111項(xiàng)；獲2010年度北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。     自2008年，先后在大連快軌3號線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號線運(yùn)用，所控制的79組列車已累計(jì)安全運(yùn)行1974.6萬公里。運(yùn)營考核表明，自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過國際標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，使我國成為世界第四個(gè)掌握該項(xiàng)技術(shù)的國家，迫使引進(jìn)系統(tǒng)降價(jià)30%。

1 成果簡介清華大學(xué)寬帶電力線通信（ Powerline Communication， PLC）技術(shù)方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。與已有的方案不同的是：本方案的核心技術(shù)將采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的時(shí)域同步正交頻分復(fù)用（ TDS－OFDM）技術(shù)，在保證技術(shù)先進(jìn)性的同時(shí)，為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供一定的技術(shù)保障壁壘，在產(chǎn)業(yè)傳輸之初能夠有效避免國外公司的競爭。清華大學(xué)數(shù)字電視技術(shù)研究中心在與美國波音公司合作進(jìn)行的研究中，已經(jīng)完成了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)研究、系統(tǒng)的 FPGA 驗(yàn)證。目前，正在與國家電網(wǎng)合作進(jìn)行 PLC 組網(wǎng)技術(shù)研發(fā)。本項(xiàng)目合作方向包括 PLC 專用芯 片設(shè)計(jì)、 PLC 家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等。2 應(yīng)用說明涉及到全國億萬家庭，首先可在有條件地區(qū)試驗(yàn)推廣應(yīng)用。

清華大學(xué)寬帶電力線通信（ Powerline Communication， PLC）技術(shù)方案和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。與已有的方案不同的是：本方案的核心技術(shù)將采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的時(shí)域同步正交頻分復(fù)用（ TDS－OFDM）技術(shù)，在保證技術(shù)先進(jìn)性的同時(shí)，為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供一定的技術(shù)保障壁壘，在產(chǎn)業(yè)傳輸之初能夠有效避免國外公司的競爭。清華大學(xué)數(shù)字電視技術(shù)研究中心在與美國波音公司合作進(jìn)行的研究中，已經(jīng)完成了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)研究、系統(tǒng)的 FPGA 驗(yàn)證。目前，正在與國家電網(wǎng)合作進(jìn)行 PLC 組網(wǎng)技術(shù)研發(fā)。本項(xiàng)目合作方向包括 PLC 專用芯 片設(shè)計(jì)、 PLC 家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等。

1. 痛點(diǎn)問題 隨著 5G 技術(shù)滲透到各項(xiàng)垂直行業(yè)，通用化網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品將逐漸轉(zhuǎn)化為定制化專網(wǎng)。5G 技術(shù)憑借通信性能指標(biāo)的大幅提升，將在工廠、能源、礦山、電力、交通、醫(yī)院、教育，軍工等領(lǐng)域，以專屬網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)賦能行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用場景創(chuàng)新及信息化業(yè)務(wù)演進(jìn)，推動(dòng)生產(chǎn)要素的數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型。5G 專網(wǎng)對行業(yè)應(yīng)用的改變主要體現(xiàn)在：覆蓋場景多樣化；網(wǎng)絡(luò)部署局域化；網(wǎng)元資源定制化；網(wǎng)絡(luò)性能可配置；網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維可管可控；現(xiàn)有系統(tǒng)平滑對接。 2. 解決方案 本項(xiàng)目在基站臺的網(wǎng)絡(luò)端，研發(fā)了基于軟件無線電的4G/5G協(xié)議的自主可控的算法及協(xié)議軟件，針對專網(wǎng)應(yīng)用的特殊需求，在高可靠、自組織通信、頻譜感知、寬帶抗干擾、系統(tǒng)自同步等方面實(shí)現(xiàn)了系列技術(shù)創(chuàng)新。此外，研發(fā)了基于低成本毫米波相控陣T/R組件的大規(guī)模MIMO技術(shù)，可提升系統(tǒng)容量、增強(qiáng)覆蓋。同時(shí)，可提供垂直行業(yè)定制化專網(wǎng)及測試技術(shù)和設(shè)備。

通信網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)可視化分析系統(tǒng)將各種算法分析得出的數(shù)據(jù)結(jié)果用可視化技術(shù)展示在前臺。數(shù)據(jù)的可視化展示界面可以放 大和縮小；展示界面 可以在全屏與非全屏 之間切換；系統(tǒng)的可 視化展示結(jié)果是用戶 交互形的，用戶可以 點(diǎn)擊可視化界面的節(jié) 點(diǎn)或連線來操控?cái)?shù)據(jù) 展示圖。該系統(tǒng)用不 同的圖形展示方式展 示結(jié)果數(shù)據(jù)，方便數(shù) 據(jù)分析人員直觀快速 地分析海量數(shù)據(jù)，并 且得出重要的分析結(jié) 論。

本發(fā)明公開了一種面向通信調(diào)制信道傳輸?shù)臄?shù)字水印方法，包括水印嵌入、信號傳輸和水印提取三個(gè)部分，采用通信數(shù)字水印嵌入方法，將水印信息嵌入到原始調(diào)制信號中，通過通信信道傳輸，得到嵌入水印的調(diào)制信號；采用通信數(shù)字水印提取方法，提取同步信號，進(jìn)而獲得原始數(shù)據(jù)和水印信息。該方法在通信信號中嵌入數(shù)字水印信息，可以在不影響正常通信的情況下，在通信信號中利用數(shù)字水印傳遞隱蔽信息。本發(fā)明可用于通信者的身份確認(rèn)、傳送隱秘信息，為保密通信提供可靠的保障。

煤礦井下的生產(chǎn)過程復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)境惡劣、自然災(zāi)害多，嚴(yán)重威脅煤炭生產(chǎn)和人員安全。煤礦工業(yè)電視系統(tǒng)的應(yīng)用使得地面人員可以對煤礦的生產(chǎn)過程實(shí)施監(jiān)控，既能了解當(dāng)前的工作狀況科學(xué)調(diào)度指揮以提高生產(chǎn)效率，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故防患于未然。該系統(tǒng)通過井上和井下多臺攝像機(jī)采集煤礦生產(chǎn)全過程的視頻信息，再使用光纖通信技術(shù)將視頻信號傳輸回地面監(jiān)控調(diào)度中心，提高了傳輸?shù)挠行院涂煽啃浴５孛姹O(jiān)控調(diào)度中心可以通過矩陣控制系統(tǒng)對輸入的視頻信號進(jìn)行控制與切換，最終在大屏幕上實(shí)現(xiàn)多信號的實(shí)時(shí)顯示。該成果在煤礦的安全科學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用有著廣闊的前景。

項(xiàng)目獲中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技優(yōu)秀獎(jiǎng)；獲中國機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步叁等獎(jiǎng)。 1、項(xiàng)目簡介 本項(xiàng)目是基于無線通信控制的稱量配料小車和眾多加料裝置組成的一種新型自動(dòng)化配料系統(tǒng)。該系統(tǒng)可全自動(dòng)完成幾十種固體散狀物料的連續(xù)精確配料。目前該系統(tǒng)已被眾多著名耐火材料和汽車摩擦材料生產(chǎn)企業(yè)所認(rèn)同并得到廣泛的使用，為幾十種以上的工業(yè)物料的自動(dòng)化精確配料提供了一個(gè)理想的解決方案。 該系統(tǒng)經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)有望進(jìn)入飛機(jī)剎車片和高速列車動(dòng)車組剎車片等尖端摩擦材料生產(chǎn)領(lǐng)域，將為國產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)裝備的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。 2、創(chuàng)新要點(diǎn) 自主研發(fā)專用控制器和軟件，配料車自動(dòng)防撞、防塵，變頻控制加料，無線技術(shù)信號傳輸，專用破拱裝置解決物料結(jié)拱。 效益分析 該成果的推廣應(yīng)用促進(jìn)了我國高檔耐火材料和汽車摩擦材料行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)裝備的自動(dòng)化水平和產(chǎn)品自主研發(fā)與生產(chǎn)能力的提高，增強(qiáng)了企業(yè)的國際競爭力，為企業(yè)帶來十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益， 4、推廣情況 已累計(jì)推廣應(yīng)用 11 套 山東金麒麟集團(tuán)有限公司（3 套）；杭州西湖摩擦材料有限公司(2 套)；、濟(jì)南安達(dá)剎車片有限公司；煙臺孚瑞克森汽車部件有限公司；河北星月制動(dòng)元件有限公司；杭州吉成汽車零部件有限公司；浙江科馬摩擦材料有限公司；浦江萬賽摩擦材料有限公司

一、系統(tǒng)組成：     MXYZ7002是一款全新的光纖通信實(shí)驗(yàn)箱，它是國內(nèi)第一套包含CDMA光傳輸系統(tǒng)、OTDR測量儀的光纖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 該實(shí)驗(yàn)平臺主要由：光無源器件組、模擬圖像傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、光終端機(jī)、電終端機(jī)、誤碼測試、OCDMA/OTDR模塊等幾大部分組成。 主要模塊有： 2/4線用戶接口模塊、DTMF檢測模塊、PCM編碼模塊、數(shù)字復(fù)接和解復(fù)接模塊（E1傳輸技術(shù)）、HDB3編譯碼模塊、電終端定時(shí)模塊、同步數(shù)據(jù)接口模塊、數(shù)據(jù)擾碼與解擾碼模塊、CMI編譯碼模塊、5B6B編譯碼模塊、光纖端定時(shí)模塊、誤碼檢測模塊、OCDMA/OTDR模塊、圖像發(fā)送模塊、圖像接收模塊、計(jì)算機(jī)接口模塊。無源器件組有多個(gè)光源、單模光纖、多模光纖、光纖連接器、光復(fù)用器(合波器和分波器)、光分路器、光衰減器等等。 外形尺寸：長470mm*寬350mm*高140mm 二、系統(tǒng)特點(diǎn)： 它包含OCDMA光傳輸系統(tǒng)、OTDR測量儀的光纖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)； 誤碼測試可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的在線測試功能，其精確度達(dá)到MXYZ9001性能指標(biāo)； 圖像業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)、話音業(yè)務(wù)在同一根光纖中同時(shí)傳輸； 在一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱上可實(shí)現(xiàn)光路收發(fā)功能，通過提供的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的光路配置； 光路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容眾多：本實(shí)驗(yàn)箱以光收發(fā)模塊和光無源器件為重點(diǎn)，開設(shè)了光路測量方面的幾十種相關(guān)實(shí)驗(yàn)； 系統(tǒng)概念突出、完整、清晰是該設(shè)備的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)涵蓋了幾乎所有的光纖通信技術(shù)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與當(dāng)今光纖通信原理課程和教學(xué)大綱結(jié)合緊密，具有完善的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書； 具有二次開發(fā)功能； 能同時(shí)構(gòu)成光波分復(fù)用系統(tǒng)與單芯雙向光纖傳輸系統(tǒng)； 光端機(jī)發(fā)射功率強(qiáng)（約0dBm），為回波返損測試、OTDR功能測試提供了測試條件； 光檢測靈敏度高，實(shí)際測試指標(biāo)約-40dBm； 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置靈活，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求實(shí)現(xiàn)不同配置； 采用了可靠的保護(hù)面板，使其更適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境； 實(shí)用性：可建立臨時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)（點(diǎn)對點(diǎn)距離大于50公里），可傳輸PCM電話、同步數(shù)據(jù)（速率：048Mbps），計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、模擬圖像等業(yè)務(wù)。 三、典型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目： 多模光纖特性測量 單模光纖特性測量 法蘭盤特性測量 衰減器特性測量 光分路器特性測量 光波分復(fù)用器特性測量 回波反損測量 光波長測量 擾模器制作 PI特性測量 光源穩(wěn)定性測量 模擬信號光調(diào)制 模擬信號光接收 圖像信號傳輸 CMI碼型變換實(shí)驗(yàn) 接收定時(shí)恢復(fù)電路實(shí)驗(yàn) 消光比測量 5B6B碼型變換實(shí)驗(yàn) 光時(shí)域反射測試儀 CDMA擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) AMI／HDB3終端接口實(shí)驗(yàn) 同步數(shù)據(jù)接口實(shí)驗(yàn) 異步數(shù)據(jù)接口實(shí)驗(yàn) CMI傳輸系統(tǒng)測試 5B6B線路編碼通信系統(tǒng)綜合測試（需2臺同時(shí)進(jìn)行） CDMA傳輸系統(tǒng)測試 在線誤碼測試 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測試 光纖傳輸系統(tǒng)抗干擾性能測量 同步數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)測試 用戶環(huán)路接口實(shí)驗(yàn)（需2臺同時(shí)進(jìn)行） 雙音多頻檢測實(shí)驗(yàn) PCM編譯碼器系統(tǒng)（需信號源） E1幀成形及其傳輸實(shí)驗(yàn) E1幀同步提取系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) PDH系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（需2臺同時(shí)進(jìn)行） 二次開發(fā)實(shí)驗(yàn) 可變分頻器實(shí)驗(yàn) m序列的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn) 噪聲信號的產(chǎn)生 擾碼實(shí)驗(yàn) 解擾實(shí)驗(yàn) CMI編碼實(shí)驗(yàn) CMI譯碼實(shí)驗(yàn) 5B6B編碼實(shí)驗(yàn) 5B6B譯碼實(shí)驗(yàn) 復(fù)接實(shí)驗(yàn) 幀同步實(shí)驗(yàn) 說明： 客戶自行配置光功率計(jì)、誤碼儀、示波器和計(jì)算機(jī)