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針對無人機(jī)面臨的網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)層面的安全威脅，在 GF 基礎(chǔ)科研、裝備預(yù)研項(xiàng)目等重大項(xiàng)目支撐下，研發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的無人機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)，從無人機(jī)系統(tǒng)安全、無人機(jī)通信安全、無人機(jī)應(yīng)用安全三大安全需求出發(fā)，突破了飛控形式化建模及代碼自動生成、安全形式化驗(yàn)證、可信計(jì)算、區(qū)塊鏈等關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明了滿足安全與安保需求的飛控系統(tǒng)代碼自動化生成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了符合實(shí)時(shí)性要求的無人機(jī)飛控系統(tǒng)安全性驗(yàn)證與運(yùn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)構(gòu)建了“開發(fā) - 運(yùn)行 - 維護(hù)”的飛控系統(tǒng)全生命周期的一體化一體化無人系統(tǒng)安全防御體系。 截止目前，無人機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)歷技術(shù)研發(fā)、原理樣機(jī)開發(fā)兩個(gè)階段，技術(shù)成熟度達(dá)到 4 級，相關(guān)技術(shù)已應(yīng)用于國產(chǎn)大飛機(jī) C919、國產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)“天脈”，持續(xù)深入推進(jìn)軍民融合協(xié)同發(fā)展。 主要技術(shù)指標(biāo) 在無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)開發(fā)階段，從安全與安保需求出發(fā)，支持對無人機(jī)飛控模塊進(jìn)行形式化建模及關(guān)鍵軟件組件的代碼自動化生成，并且對自動生成的飛控核心代碼進(jìn)行自動化及組合驗(yàn)證，覆蓋率不小于 90%；在運(yùn)行階段，基于可信計(jì)算及分區(qū)隔離技術(shù)，無人機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)的動態(tài)安全事件響應(yīng)速度小于 500ms；并且，針對無人機(jī)集群以、無人機(jī)與地面站通信兩種應(yīng)用場景，支持機(jī) - 站接入認(rèn)證及批量認(rèn)證、機(jī)群群組密鑰管理，安全性至少達(dá)到 80bit 安全。

一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號 黃胤秋 計(jì)科院網(wǎng)絡(luò)工程 2017.9/2021.6 201731063414 曾文杰 計(jì)科院軟件工程 2017.9/2021.6 201731062520 倪江原 計(jì)科院軟件工程 2017.9/2021.6 201831062413 王柄鈔 計(jì)科院軟件工程 2017.9/2021.6 201731062518 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 楊力 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 副教授 軟件工程 四、項(xiàng)目簡介 本項(xiàng)目通過云模型建立云滴代替?zhèn)鹘y(tǒng)模糊推理過程，通過采集錄井過程的安全參數(shù)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算期望、熵和超熵進(jìn)行定性概念到定量的轉(zhuǎn)換，建立規(guī)則集合，然后建立正向云發(fā)生器和逆向云發(fā)生器，最后采用云模型處理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一套完整的云推理過程，最后提出了基于云模型處理的綜合錄井安全預(yù)報(bào)方法。利用該方法構(gòu)建相關(guān)云推理系統(tǒng)，保證錄井安全預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性并及時(shí)采用應(yīng)對措施。

項(xiàng)目針對過程工業(yè)中冷熱流體完全不可互混的換熱場合，開發(fā)了一種雙管雙管板結(jié)構(gòu)換熱設(shè)備，通過形成的隔絕腔及其壓力穩(wěn)定、傳感系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)結(jié)構(gòu)失效引發(fā)的管殼程泄露。形成了一套基于有限元分析設(shè)計(jì)及流體CFD數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研發(fā)方法，并開展了雙管雙管板換熱器強(qiáng)化傳熱研究，在保證設(shè)備安全的前提下，提高傳熱效率，并探索形成了安全型雙管雙管板換熱器的制造、檢驗(yàn)工藝。該型式換熱器已有80臺套用于多晶硅及加氫等場合，運(yùn)行良好。

南開大學(xué)自動吊車研究團(tuán)隊(duì)成功研制出32噸級安全高效自動橋式吊車系統(tǒng)一套，并提出了一系列高性能自動控制算法，取得的成果在國際上處于領(lǐng)先地位。經(jīng)“國家起重運(yùn)輸機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”提供的權(quán)威檢測報(bào)告知：它可使運(yùn)送效率相比傳統(tǒng)PID控制方法提高77%以上，同時(shí)使操作人員的工作效率提高2至3倍，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 橋式吊車應(yīng)用非常廣泛，現(xiàn)有的人工操作方式工作效率很低。  人工操作吊車的主要問題： 工作效率低 定位準(zhǔn)確度不高，難以應(yīng)用在核電場合 人工操作安全系數(shù)低，傷亡事故頻發(fā) 國內(nèi)統(tǒng)計(jì)：吊車作業(yè)傷亡事故占很大比率 美國統(tǒng)計(jì)：年均死亡300~400人，死亡人數(shù)逐年上升 自動吊車研究目標(biāo)： 對負(fù)載的自動快速運(yùn)輸，提高運(yùn)輸效率與自動化水平； 對負(fù)載的擺動進(jìn)行抑制，提高效率、安全性與操作精度； 對各種緊急情況的自動處理，提高安全性。  南開大學(xué)自動吊車研究團(tuán)隊(duì)成功研制出32噸級安全高效自動橋式吊車系統(tǒng)一套，并提出了一系列高性能自動控制算法，取得的成果在國際上處于領(lǐng)先地位。經(jīng)“國家起重運(yùn)輸機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”提供的權(quán)威檢測報(bào)告知：它可使運(yùn)送效率相比傳統(tǒng)PID控制方法提高77%以上，同時(shí)使操作人員的工作效率提高2至3倍，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。所搭建的自動吊車已在天津起重設(shè)備有限公司內(nèi)進(jìn)行初期應(yīng)用，目前正積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。

1．本外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品的名稱：實(shí)驗(yàn)室安全信息牌。2．本外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途：本外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品用于 記錄信息。3．本外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：在于產(chǎn)品的色彩與形狀、圖案的結(jié)合。4．最能表明本外觀 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的圖片或照片：立體圖。5．右視圖與左視圖相同，省略右視圖，仰視圖與俯視圖相同， 省略仰視圖。6．請求保護(hù)的外觀設(shè)計(jì)包含色彩

本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)空間安全國家戰(zhàn)略需求，立足學(xué)科前沿，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，依托國家“863”“973”、國家自然基金委、科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目，是行業(yè)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)容器化部署和管理的輕量級云計(jì)算平臺系統(tǒng)，支持高異構(gòu)、廣分布、多模式的非標(biāo)準(zhǔn)化軟硬件的統(tǒng)一管控，提供 Iaas、PaaS 和 SaaS 全棧服務(wù)，具有可組合配置的數(shù)據(jù)安全、計(jì)算安全和系統(tǒng)安全等智能防護(hù)能力，滿足對信創(chuàng)產(chǎn)品和國產(chǎn)密碼的良好兼容性，已在軍事國防、電子政務(wù)、智能制造、航空電子、智慧城市、金融科技等領(lǐng)域得到實(shí)施應(yīng)用。該項(xiàng)目申請/授權(quán)國際 PCT 專利 4 項(xiàng)、國家技術(shù)發(fā)明專利 20 余項(xiàng)，獲得 2019CCTV中國十大創(chuàng)業(yè)榜樣、中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽陜西賽區(qū)金獎(jiǎng)、陜西省科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎(jiǎng)等。 （一）項(xiàng)目背景 2018 年工信部印發(fā)了《推動企業(yè)上云實(shí)施指南（2018 年-2020 年）》，指導(dǎo)和促進(jìn)企業(yè)運(yùn)用云計(jì)算加快數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級。目前多個(gè)省市出臺了企業(yè)上云政策文件，政務(wù)云、金融云、交通云、能源云、電信云穩(wěn)步推進(jìn)，企業(yè)上云將進(jìn)入長規(guī)劃階段。2020 年國家發(fā)展改革委和中央網(wǎng)信辦聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動 培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)施方案》，呼吁進(jìn)一步加快產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在企業(yè)“上云”等工作基礎(chǔ)上，打造數(shù)字化企業(yè)，提升企業(yè)發(fā)展活力。據(jù) IDC 預(yù)測，到 2023 年中國私有云IT 基礎(chǔ)架構(gòu)支出將成全球最大市場。 然而，在企業(yè)上云尤其是中小企業(yè)上云中廣泛存在著“不能用、不會用、不好用、不敢用”等許多問題。部分私有云基礎(chǔ)功能不足，缺乏對虛擬云桌面的支持，不能根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求進(jìn)行定制化服務(wù)，缺乏對工作負(fù)載、使用率、流量和性能等的可視性，給企業(yè)管理帶來巨大的盲點(diǎn)，嚴(yán)重限制了中小企業(yè)上云的落地實(shí)施。部署安裝繁瑣復(fù)雜，許多企業(yè)選擇具有高難度和復(fù)雜性的 OpenStack 等開源云平臺，部署時(shí)間動輒數(shù)小時(shí)，且需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行人工運(yùn)維，缺乏完備的自動化運(yùn)維系統(tǒng)，導(dǎo)致運(yùn)維成本居高不下。通信及數(shù)據(jù)缺乏加密，數(shù)據(jù)冗余度低，沒有可靠的安全防護(hù)體系，極易造成數(shù)據(jù)信息丟失泄露，導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。這些問題直接影響著企業(yè)使用和數(shù)據(jù)安全，制約了企業(yè)上云的進(jìn)一步發(fā)展、應(yīng)用和普及。 （二）項(xiàng)目簡介 相比于，同類的云計(jì)算解決方案，本項(xiàng)目能夠有效防御各類外部和內(nèi)部安全攻擊與威脅，避免計(jì)算功能泄露、計(jì)算過程缺失和計(jì)算結(jié)果篡改等損失，率先實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算平臺的自證清白和主動安全。具體而言，本項(xiàng)目的主要核心技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)是：（1）數(shù)據(jù)安全，提供域內(nèi)數(shù)據(jù)安全存儲、域外數(shù)據(jù)訪問控制、域間數(shù)據(jù)可靠交換等數(shù)據(jù)安全能力；（2）計(jì)算安全，具備程序邏輯機(jī)密性保護(hù)、運(yùn)算過程完整性保護(hù)和運(yùn)算結(jié)果完備性驗(yàn)證等計(jì)算安全功能；（3）系統(tǒng)安全，通過態(tài)勢感知與智能響應(yīng)進(jìn)行一站式健康管理，利用統(tǒng)一安全認(rèn)證機(jī)制實(shí)現(xiàn)一體化安全認(rèn)證，基于移動存儲設(shè)備提供一鍵式快速部署，解決云計(jì)算平臺部署建設(shè)繁復(fù)、運(yùn)行維護(hù)困難的問題。 本項(xiàng)目已申請/授權(quán)專利 10 余件，獲得軟件著作權(quán) 7 件，有效解決了私有云產(chǎn)品兼容性與靈活性差，部署實(shí)施難，管理控制成本高、數(shù)據(jù)泄露丟失等行業(yè)應(yīng)用痛點(diǎn)，已在教育、商業(yè)、軍事、航空等領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用。例如，在西安電子科技大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)、西安理工大學(xué)、河北師范大學(xué)、海南大學(xué)等高校建立了具有多個(gè)域的教育云安全平臺；被中國人民解放軍中央軍事委員會聯(lián)合參謀部某部隊(duì)采購，應(yīng)用于內(nèi)部辦公系統(tǒng)；為中國科學(xué)院無錫物聯(lián)網(wǎng)研究中心視頻物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了云計(jì)算安全支撐平臺；與河南金路網(wǎng)、山東金口玉芽智慧農(nóng)業(yè)、中國航空工業(yè)第六三一研究所等企業(yè)及機(jī)關(guān)單位達(dá)成深度合作；本項(xiàng)目相關(guān)方案和產(chǎn)品先后獲得 2019 年“灃東杯”陜西省科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎(jiǎng)、第五屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽陜西賽區(qū)金獎(jiǎng)、2019CCTV 十大創(chuàng)業(yè)榜樣等，未來將與政務(wù)、金融、醫(yī)療、軍工等對私有云安全有迫切需求的行業(yè)深度合作，力爭成為國內(nèi)私有云安全的領(lǐng)航者。

天為SOM安全操作管理系統(tǒng)（TianWei Safe Operator Management，簡稱天為SOM）是一款針對化工企業(yè)工藝特點(diǎn)、生產(chǎn)情況，以操作導(dǎo)航和操作監(jiān)控為主要功能的操作管理平臺。采用本系統(tǒng)可以輔助操作人員實(shí)現(xiàn)安全、高效的操作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除安全隱患并有效避免誤操作，大大減少無效報(bào)警，降低對裝置的生產(chǎn)擾動。實(shí)現(xiàn)如下先進(jìn)功能： 1、操作導(dǎo)航管理：是一套按工藝流程實(shí)現(xiàn)的順控程序。開發(fā)工程師根據(jù)各種工藝要求以及不同操作員的操作經(jīng)驗(yàn)和操作技巧標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，通過組態(tài)實(shí)現(xiàn)操作規(guī)程或工藝操作指導(dǎo)卡片的電子化。組態(tài)工作完成后，通過一系列的程序調(diào)試及操作步驟檢查確認(rèn)，就正式投運(yùn)指導(dǎo)操作人員進(jìn)行正常的生產(chǎn)操作，執(zhí)行程序和監(jiān)督程序運(yùn)行后會以信息提示、報(bào)警指示、顏色改變等方式提示(醒)操作人員。 系統(tǒng)提供各種類型的程序單元，分為經(jīng)典的5大類型：基本模塊，程序流程模塊，輸入/輸出/信息模塊，計(jì)時(shí)器模塊，通用模塊。用戶從基本模塊菜單中調(diào)用一些基本的模塊來實(shí)現(xiàn)一些常用的功能。 2、先進(jìn)報(bào)警管理：報(bào)警管理系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警和報(bào)警報(bào)表管理兩個(gè)部分。 實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警主要是對裝置正常運(yùn)行過程中關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果設(shè)備中的一個(gè)變量參數(shù)偏離正常運(yùn)行范圍或者處于事故狀態(tài)可能導(dǎo)致設(shè)備甚至系統(tǒng)故障。報(bào)警管理系統(tǒng)通過對報(bào)警信息的分析處理，根據(jù)具體情況為操作員提供正確的操作信息，如：控制器的設(shè)置，閥位值，設(shè)備的檢修維護(hù)等等。       報(bào)警報(bào)表管理是對裝置運(yùn)行過程中產(chǎn)生的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)分析的報(bào)表結(jié)果來進(jìn)行指導(dǎo)和管理生產(chǎn)，防止頻繁報(bào)警，消除安全隱患，從而達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。 3、信息集成平臺：信息集成平臺實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)的整合與分析。該平臺能夠?qū)崿F(xiàn)車間開停工操作信息、工作任務(wù)單、標(biāo)準(zhǔn)操作卡片及操作工作臺歷的電子化和可控化。

針對大型帶式輸送機(jī)的軟啟動特性，以磁力耦合傳動技術(shù)為理念，發(fā)明了一種可控磁力軟啟動裝置，獲得發(fā)明專利授權(quán) 1 項(xiàng)。該項(xiàng)目目前正處于研發(fā)階段，下一階段將開展可控磁力軟啟動裝置研制工作以及實(shí)驗(yàn)研究。

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