【项目精选】365期：信息与自动化技术项目推荐(四)
项目一：公共无线携能通信系统关键技术研发
项目简介：
提出了一种共享通道式无线电能与半双工信号并行传输方法。针对目前
为提升无线电能传输系统的安全性与可控性而产生的对无线信号传输的需求，提出一种基于并联信号支路的共享通道式无线电能与半双工信号并行传输方法，并分析了电能与信号的串扰特性、信号的衰减特性以及信号的动态响应，最终给出了信号支路的参数设计方法。
提出了一种适用于无线电能传输系统的新型共享通道式无线电能与全双工信号并行传输方法。针对目前为实现无线电能传输系统本身的控制系统构建以及其他数据传输功能而产生的对无线信号传输的需求，提出一种电能与信号串扰隔离方法以及同端信号干扰的抑制方法，并分别针对电能传输通道、信号传输通道以及电能与信号串扰建立频域模型，给出一套参数设计流程。此外通过同端干扰信号估计方法搭建同端干扰的主动抑制电路，并给出相应的参数设计方法。
项目二、面向高速移动场景的信道估计方法
项目简介：
随着我国高速铁路的不断发展，应用在高速环境下的移动通信系统日渐成为研究的热点。从系统设计的角度来看，信道估计可以看作一个系统状态估计问题，信道响应是系统中的状态变量。若将时域变化的信道看作是一个非线性的动态系统，便可以利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)对其状态变量求最小均方误差(MMSE)估计。迭代检测译码(IDD)结构是一种基于Turbo译码原理设计的接收机结构。在迭代接收机中，软入软出(SISO)的Turbo译码器与数据检测器之间有一条反馈通道，使得数据检测器能够利用软译码器输出的后验对数似然比（也称作“外信息”）完成多次迭代的信道均衡和解调。
针对高速移动通信下快速时变信道估计的问题，我们提出一种基于EKF的联合IDD信道估计方法(IDD-EKF)。采用自回归(AR)过程对信道建模，在导频符号处采用最小二乘法(LS)估计，时域采用EKF插值，频域采用离散傅里叶变换(DFT)插值。通过联合估计信道频域响应及信道的时域相关系数的方法追踪信道的信道频率响应(CFR)。同时为了消除EKF误差传播的影响，采用迭代接收机结构，利用Turbo译码器的码元纠错能力，通过外信息更新EKF观测方程中的加权矩阵，从而辅助EKF更新，并进行迭代信道估计。
EKF工作在三种不同的模式下，三种模式分别对应三种不同的构造加权矩阵的方法。通过后验对数似然比构造的加权矩阵利用了Turbo译码器的检错纠错能力，使得构造的加权矩阵更加接近实际发送的符号，则EKF能够在更多的时频域位置上提供MMSE估计值。
相对于传统的信道估计方法，在NMSE方面，IDD-EKF的信道估计方法在高速环境下具有8dB的信噪比增益。而在BER方面，IDD-EKF在低速环境下相对于传统算法信噪比增益为5dB，而高速环境下，其信噪比增益达到了将近10dB。通过仿真分析证明了这一设计的有效性。该成果可以进一步推广到5G通信终端接收机以及拓展应用到飞行器之间的高速通信中，提高通信性能。
项目三、网络化制造系统模式及网络化制造平台的研究开发及应用
项目简介：
1、本项目属网络化制造领域，是先进制造技术、计算机网络技术和现代管理技术等学科的交叉领域。获得了2006年度国家教育部科技进步一等奖。
2、项目主要科技成果如下：
（1）在国内首次建立了网络化制造系统模式库。该模式库包括面向独立企
业、面向企业集团、面向区域、面向行业、面向企业动态联盟等五大类网络化制造系统模式，每类模式包括体系结构、实施方案、软件集成接口、运行模式和实施案例。其中创新性和效益比较突出的两类模式是：
● 在国内首次提出了企业级的网络化制造系统模式——基于企业内、外部网络化制造的企业信息化模式，设计出了相应的体系结构，在各大中型企业
成功实施和应用。
● 在国内外首次提出了面向区域制造业的网络化制造系统模式——“区域
性网络化制造系统”模式，被第27届国际计算机和工业工程大会选为大会主题报告。被国家科技部列入了国家863计划，在国内外产生了较大影响。并成功设计出了相应的体系结构和运行模式，已在我国3个省市得到了成功应用。
（2）在国内以领先优势中标国家十五科技攻关项目“网络化制造平台”，
在此基础上开发成功了我国第一个多功能的网络化制造平台，通过科技部的验收。平台由集成框架和计算机网络、数据库等五个层次组成。最顶层是应用功能系统层，其中应用效果比较突出的应用功能系统有网络化分销管理系统、网络化销售与定制系统、网络化协同工作支持系统和网络化软件资源共享支持系统；前两个功能系统被国内外院士、专家组成的鉴定委员会鉴定为“国内领先”和“国际先进水平”。
项目四、变电站巡检机器人关键技术研究及开发
项目简介：
围绕以机器人代替巡视人员完成室外变电站设备日常检查的巡检工作新模
式，重点突破巡检机器人的自主导航、半自主导航、网络环境下的人机交互控制、非接触式设备检测等关键技术，研制变电站巡检机器人系统，完成集成演示并实现示范应用，引领特种智能机器人技术发展，为少人值班、无人值班变电站的安全运行提供技术保障。
技术关键
1）巡检机器人的定位、导航算法
巡检机器人的定位、导航算法是巡检机器人实现自主运动的核心技术，可提
高机器人的智能。
2）自动返回充电技术
自动返回充电技术是提高机器人工作效率，保证其自主工作的关键。
3）网络环境下的机器人遥控技术
应用前景：
随着国民经济的快速发展，我国超高压、高压变电站的数量还将在相当长的
一段时间内保持快速增长。变电站对变电站巡检机器人的需求量将不断增大，推广应用前景更广阔。变电站巡检机器人目前在500KV变电站已有推广应用，随着变电站巡检机器人性能提高、功能完善、价格下降，有望进一步扩大在500KV及以下变电站推广应用。
项目五、智能物联大数据分析决策系统
项目简介：
“智能物联大数据分析决策系统”是以复杂装备及过程在工程现场的指挥决策为需求、以对大规模运行工况进行智能化分析与决策作为切入点、以对使用先进物联手段获取到的装备过程运行监测数据进行采集、处理、分析、呈现、交互等为途径，完成了“大规模的系统装备运行监测数据的完整实时存储与检索”“大数据环境下运行监测数据的智能分布式交互处理”“利用运行监测数据深度解析直观呈现系统装备运行状况”“具有多层级特征的系统装备运行监测数据的云架构服务平台”等系统性研究，研发了一系列具有自主知识产权的智能物联大数据分析决策关键技术，以此为基础申请了53项发明专利（其中授权21项），发展成为了相应的方法体系，并在航天测试发射任务、智能消防综合服务、热轧无人化行车生产、机电设备安装调试及运维等多类对象及场景中进行了指挥控制、在线监测、诊断评估、决策支持等方面的系统级应用。
成果针对系统装备运行提供了智能化的决策和监控手段，为系统装备运行工况监测和运行机理认识和发现形成了完备的数据基础和先进的技术支撑。其技术发明应用效果好、创造性突出，达到国内领先的水平，具有广阔的市场应用前景。
