2012年北京科技大奖三等奖获奖项目介绍

  该成果属于安全信息工程领域。涉及用电信息管理、信息安全技术、密码学等多个专业。以密码技术为基础，通过对密钥的产生、传递、存储、备份、管理和应用等关键技术的研究，保证整个交易系统的安全。主要技术创新点包括：建成北京市用电信息密码系统，建成“专钥专用”的三级密钥管理体系，研制了具有密钥管理功能的系统专用密码机、自助缴费终端、全自动检测台等密码设备。为数字北京电力快速缴费平台打造了一个安全、可信、方便、适用的环境，加速了缴费渠道的铺设，在城区实现了10分钟交费圈。该成果获得发明专利6项、软件著作权8项，颁布企业标准2项，为项目单位创造直接经济效益9000多万元，仅2010年为北京市电力公司新增产值864万元。

  该成果属于自动化领域。对矿浆品位在线分析技术进行了深入研究，主要技术创新点包括：发明了波长色散与能量色散相结合的X射线荧光分析方法，解决了矿浆特征X射线的探测、计量问题；发明了矿浆特征X射线激发技术，解决了对矿浆的高效X射线激发问题；发明了多模型自动选择技术，解决了单模型不能适用于矿石性质波动的问题。成功研制出BOXA型载流X荧光品位分析仪。该成果填补了国内空白，打破了国外在关键技术上的封锁，为提高我国矿产资源综合利用水平和行业的综合竞争力奠定了坚实的技术基础。该成果每年可为国家节省数百万美元的外汇支出，还能为企业创造千万元的效益。

  该成果属于计算机存储技术领域。成果开发的海量安全存储网络系统采用独特的系统架构从软件、硬件方面设计解决了目前大规模海量数据安全网络存储在服务器、存储传输网络、存储交换机、存储设备、以及远程容灾传输网络等所有的环节中存在安全风险隐患的问题。主要技术创新点包括：采用海量安全存储系统架构、采用独特的机箱结构设计、特有的海量存储系统平台等。2009－2011年，成果形成总销售金额11379.02万元人民币，新增利润总计5626.21万元人民币,税收总计843.93万元人民币，带动了国家网络存储新兴起的产业发展，实现进口替代，为国家数据管理提供了技术支撑。

  该成果属于计算机图形学领域。成果对CAD识别的三维模型重建技术在安装算量软件中应用的关键技术进行了研发。主要技术创新点包括：基于CAD识别技术的三维模型重建技术，解决了识别CAD图纸图元数量大，存储难，操作不流畅的问题，使安装算量软件不再依赖于CAD平台；开发了广联达图形业务平台，解决了安装工程量所需要计算业务对象种类及数量繁多，计算效率低的问题；开发了桥架计算技术依据业务特性采用有明确的目的性的优化搜索算法，解决了布局错综复杂的管道识别问题。该成果已大范围的应用于国内国际建筑咨询公司、建筑企业。2009至2011年，该成果累计实现出售的收益12632.92万元，累计新增利润3789.87万元，累计缴税2741.34万元。

  该成果属于全球定位系统、地理信息系统、集成电路技术的交叉领域。研制具有高集成度、低功耗北斗多模卫星导航基带芯片PROGEE-II，并基于该基带处理器设计开发出全球体积最小、北斗多系统、高灵敏度、低功耗、易集成的接收模块CC50-BG，实现机动载体的实时高精度三维定位、三维测速、精确授时。主要技术创新点包括：基带芯片采用国产多线程CPU处理器，解决了芯片安全风险隐患；采用集成Flash、SDRAM于芯片内的方案，提高了芯片集成度，可有效减低功耗。该成果可应用于车载监控、车载导航、航运、智能交通、手持及物品跟踪等专用领域；能够带动北斗产业集成电路设计向更高水平发展，促进车载监控、导航等专用领域产业化的形成，具备极其重大的经济意义。

  该成果属于电子信息领域。船舶操舵控制管理系统是船舶的核心设备之一，自动操舵技术能自动控制船舶按照预设的航向或航迹航行，非常大程度上减轻了船员的劳动强度，同时提高了航向保持的精度，从而缩短航行时间和节省能源。主要创新点包括：采用了模块化设计技术；采用CAN总线分布式控制技术；采用了ARM＋DSP双核并行控制技术；采用了嵌入式操作系统；采用了高性能的自适应控制算法；实现了双盘操舵分罗经显示技术等。该成果已应用在扬子江船厂、中远集团、长航凤凰集团、浙江海运集团、俄罗斯OMP集团等船队，填补了国内同种类型的产品的空白，为我国船运工业发展带来可观的外汇收入。

  该成果属于计算机软件工程领域。技术创新点包括：发明了一个面向数据处理的软件生产线系统，该系统能够以可视化方式交互式地生成数据处理软件、适应不一样领域的数据处理软件生产，尤其是平面媒体数据处理软件的生产；创建了包含 363 个具有可信证据的构件，不相同的领域的三大类软件体系结构模型的软件核心资产库系统，该系统以软件构件化思想为核心，遵循全新的可扩展的软件体系结构模型复用方法，在代码和软件体系结构两个层面上实现了软件资产复用；提出了基于核心资产复用的数据处理软件自动生成方法等。该成果获软件著作权 15项、发明专利1项，发表学术论文 22 篇，已经应用到北京辉煌点通数据有限公司等 100多个项目中，为企业新增销售收入9000多万元。

  该成果属于计算机网络技术领域。提出并实现了一种开放式的可扩展、可重构路由交换软件平台，设计了相应的开发标准和测试规范，研制了集编译调试和测试验证于一体的集成开发工具。技术创新点包括：在国际上首次提出具有可重构和可扩展特性的开放式路由交换软件体系结构；在路由交换领域率先设计了一种路由交换软件可重构运行平台；提出并实现了一种有创新意义的可扩展路由交换软件支撑系统等。该成果可以促进新型网络应用的灵活部署，其开放性将吸引更多的第三方厂商开发新型网络协议软件，进而全方位推动互联网产业的良性发展。该成果获发明专利15项，软件著作权5项，已经在比威网络技术有限公司多款路由器上产品化，在市场上取得了良好业绩。

  该成果属于信息安全、计算机科学技术的交叉领域。成果提出将随机分数傅里叶变换运用到非级联相位恢复相息图算法中，得到数据量较低和安全性较高的非级联迭代加密相息图，选取合适的载体图像的离散小波域的系数，把制得的相息图信息嵌入到相应的系数中得到嵌入水印后的图像。本方案与普通全息水印方案相比，大大降低了嵌入的水印数据量，提高了数字水印的安全性；能够有效地抵抗噪声、压缩、裁剪、滤波等攻击，具有较好的鲁棒性和安全性。本方案具有良好抗攻击性能和安全性能，设计思路新颖，算法简单易于实现，能够广泛适用于数字图像版权保护领域的推广应用，具有很好的产业化前景。

  该成果属于计算机应用技术领域。主要技术创新点包括：首次提出针对中国传统绘画中典型的“散点透视”技法的几何解析理论与方法（利用二维画面中物体的布局与遮挡关系计算二维非焦点透视图画中物体的三维感知空间布局）；在博物馆展示应用方面，提出面向中国传统绘画的沉浸式多媒体展示系统（提出了音、画的虚拟时间、空间的数据组织方法，实现包含十亿像素级别图像和数百兆音频的数据在普通个人计算机上的实时调度与绘制等）。该成果在故宫博物院举行新闻发布会并正式投入使用，以创新数字技术，为每年数以万计的中外观众提供服务，满足人们欣赏国之瑰宝《清明上河图》的需求。

  该成果属于计算机信息技术领域。采用正则化方法对求解不适定问题的理论与方法进行研究，提出新的基于统计理论的正则化方法以及自适应正则化参数估计方法。主要技术创新点包括：提出了基于MDL原理的前馈神经网络中正则化参数的估计方法，提出了基于MDL原理的正则化高斯分类器建模方法，提出了基于投影误差变化的自适应正则化方法，提出了基于混合RBF神经网络概率建模的星系识别方法，证明了模糊逻辑系统和前馈神经网络在本质上是等价的。该成果共发表论文57篇，其中SCI检索27篇，EI、ISTP检索32篇；被同行引用总计355次，10篇代表性论文发表的期刊2010年平均影响因子达到2.467；获发明专利1项，软件著作权3项。

  该成果属于计算机信息技术领域。为提高航天器测试效率与测试能力提供了创新性解决方案，主要技术创新点包括：作为测试语言的理论基础，提出了航天器自动化测试模型，首次以形式化方法证明了复杂航天器系统自动化测试的理论可行性；基于上述模型，提出了通用航天器测试语言，突破了海量数据处理实时性、测试程序缺陷定位、并行测试策略、测试覆盖性分析等关键技术，实现了语言系统，可应用于卫星、飞船等自动化测试过程；利用该语言系统，集成了各种航天器测试资源等。该成果作为北京空间飞行器总体设计部日常测试业务支撑系统，应用于3种类型12颗卫星的测试业务中，得到了非常好的工程验证和应用实施，形成了测试数据库标准，获发明专利9项。

  该成果属于计算机信息技术领域。基于协同的第三方软件质量保障平台，以测试管理符合国际标准为目标，利用协同化技术，打破资源（人、机、环境、信息、流程）之间的各种壁垒，依托领域测试知识库，开展标准制定和工具研发，探索公益平台服务方法和运营模式的创新理念在软件开发中。主要技术创新点包括：基于协同的软件质量保障流程创新，建立国内首个符合ISO/IEC 17025标准的第三方软件测试全过程业务协同平台；资源共享技术创新，建立可复用的领域测试知识库；第三方软件质量保障服务方法创新，提出适用的动态分配许可和集中用户授权管理方式等。该成果已取得7项著作权，编制2个国家标准、15个行业测试规范，建立668套行业测试用例等，近3年利用平台开展的测试业务取得的直接经济效益超过5000万元。

  该成果属于现代服务业与食品检验学的交叉领域。针对膏霜类、水剂类、香波类、散粉类、唇膏类等不同类型化妆品中对人体健康构成重大潜在危害的化学物质，建立了覆盖四环素类抗生素、磺胺类抗生素、致敏香料香精、禁用药物、酞酸酯、二噁烷、防腐剂、香豆素类化合物、乙醇胺类化合物、色素类化合物等在内的化妆品中200余种禁限用物质的34项分析检测技术方法。建立了操作简便、快速、高效、灵敏度高的检测方法及现代分析技术。该成果先后发布38项标准，其中国家标准15项、出入境检验检疫行业标准19项、轻工行业标准4项，出版专著4部，发表学术论文40篇。

  该成果属于光电子学与激光技术领域。成果研制出100W/bar-300W/bar的准连续叠层器件，激射波长包括808nm、915nm、940nm，峰值电光转换效率55%-60%，实现了千瓦-万瓦级功率输出。该成果技术创新点包括：攻克了产品的结构优化设计、攻克了列阵条制备关键工艺、列阵散热封装、测试及可靠性等关键技术。成果具有独立自主知识产权，共性技术可以应用于同类产品的研制和开发，产品图样和有关技术文件完整齐套，符合标准化要求，可以指导小批量生产，为提升我国高能量激光系统的国产化奠定了坚实的基础。该成果研制的产品具有较大的社会需求和经济效益，器件产品已经在工业加工、激光医疗和国防建设上获得应用。

  该成果属于数字媒体领域。成果是全新一代虚拟演播产品，结合三维虚拟演播室技术、三维图文技术、数据库技术，在原有虚拟演播室基础上开发的全新一代高性能、高稳定性的三维虚拟演播室系统。成果技术创新点包括：开发了自主创新的三维渲染引擎技术，开发了智能识别快速定位跟踪技术、实现了三维场景、字幕与视频无缝结合，开发了有机的“制”、“播”分离和集合技术，开发了高精度抠像色键合成系统：该成果广泛应用于新闻播报、专题制作、节目包装、气象预报、体育直播等节目。成果在过去3年内销售规模已经达到1亿元，新增利润3000多万元，国内市场占有率超过70%。

  该成果属于仪器仪表类领域。该成果研究一种双核数据采集分析系统，该系统具有超宽量程和高精度两大特点。成果主要技术创新点包括：构建了基于变幅基原理的超宽量程双核采集设计新思路，开发了基于最小失真的波形整合和无缝连接技术，开发了基于YLS算法和硬件校准的高精度频率幅值测试分析技术，开发了低频和超低频信号边采样边分析的实时快速分析技术。该成果可以从根本上解决数据采集分析中量程、精度、混叠、速度方面的一系列问题，成果已广泛应用于高铁测试、地铁测试、地震监测等领域。该成果发表论文10余篇，取得实用新型专利1项，计算机软件著作权1项。该成果经过3年多的应用考验，直接经济效益1600多万元人民币。

  该成果属于电子技术、飞行器控制、导航技术的交叉领域。该成果以串连的方式接入到正常通讯的传输线路中，采用非侵入式故障注入方案，独立运行于目标系统之外，与被测系统的软件及硬件的构成方案无关，不需要被测系统配合提供任何形式的测试接口或者故障注入接口。成果主要技术创新点包括：同时实现物理层、电气层和协议层的故障注入操作；实现物理层和电气层任意波形噪声的产生和叠加；采用非侵入式故障注入方案，使用时不需要对原有系统进行更改。航空数据总线故障注入系统主要用于航天、航空、国防、舰船、车辆电子等领域，是一套对通讯链路进行系统级故障注入的设备。该系统的研制成功，填补了国内市场的空白，为国内故障注入设备的研制提供了新的思路和方法。

  该成果属于电子通讯科学技术领域。成果采用一种创新的电源前馈技术，无需电感和电解电容，设计出具有自主知识产权的LED驱动芯片。成果主要技术创新点包括：电源转换效率高达90%，采用自主专利技术，轻载或重载情况下都能保持高效率，光效达到120lm/w实用化；设计新型的电源拓扑结构，采用隔离式单级结构，只需要一级变换，就可以将市电转变为LED驱动电源，克服了其它多级结构效率低、成本高的缺点；电源转换效率高，极大缓解了LED的散热问题，提高LED使用寿命；采用新型调光技术，克服不同亮度下的效率差别很大的问题，保证不同亮度下的高效率。该成果的推广有利于LED照明技术的应用普及，对开拓新的经济增长点起到良性推动作用。

  该成果属于无线通信技术领域。成果主要技术创新点包括：交互式QoS队列优化技术、无线干扰检测算法、基于CAPWAP网络控制与传输技术、WLAN多用户智能带宽分配算法、数据隧道内TCP优化技术等。该成果在业界同类产品中处于技术领先地位，成果采用MIPS平台,CPU处理能力更强,性能突出；在WAPI加密上,采用硬件加密,使产品在WAPI模式下也能达到高速率通讯，在同类产品中遥遥领先。该成果前期已经完成无线控制设备AC的研发生产，并批量应用于运营商网络。已取得软件著作权20项，外观及实用新型专利5项，并通过国家商用密码办公室、中国信息安全认证中心、无线电委员会、公安部等多部委的检测。

  该成果属于光谱仪器产品技术领域。成果的主要技术创新点包括：采用自有的棱镜消杂散光专利技术，通过光路中增加棱镜对经过单色器的光进一步纯化达到降低杂散光的目的；采用凸轮换灯寻峰机构寻找光源能量最稳定的位置进而减低整机漂移和噪声；设计研制高性能弱信号放大及高精度数据采集系统和由ARM与CPLD组成的高性能高集成度的控制系统等。该成果可提高国产紫外可见分光光度计的测量范围及杂散光，扩大应用范围。成果具有完全知识产权，项目的实施填补了我国高档紫外可见分光光度计产品的空白，形成高端仪器的民族品牌和产业能力，使高端紫外可见分光光度计成为企业新的经济增长点，获得较好的经济社会效益。

  该成果属于电子信息技术领域。成果主要功能为具有专门针对线性电源管理类芯片测试要求的模块；具有专门针对DC/DC（开关型）电源管理类芯片测试要求的模块；在进行晶圆测试时，该系统可提供32路烧铝电源等。主要技术指标为：输出电压0～±50V恒压,分辨率:加压157uV，测流61pA；4路程控负载分辨率为157nA，精度可达0.1%；电压基准源0～±200V,分辨率为157uA,精度0.1%读数值±0.5mV等。成果技术创新点包括:测试系统资源多工位测试同步定时技术；并行测试时的高速数据采集和处理技术；可编程无源负载技术等。该成果自进入市场以来,由于其符合国内电源管理芯片的性能和价格等多方面要求,市场化非常成功,截至2011年底,销售收入达4500万元以上。

  该成果属于电子信息领域。成果建立了新的紫外辐射照度量值溯源和工作基准装置。主要技术创新点包括：建立了新的紫外辐射照度量值溯源和工作基准装置，开展了光源的光谱辐射照度等五种量值复现方法研究，将基准的测量不确定度减小为原来的1/3，新增12个测量波段，测量范围上限扩展35倍；新建四套人工气候老化领域光辐射度计量标准装置，解决了97%的量值溯源需求；进行光谱不匹配的理论与实验研究，提出光谱修正方法，建立多元化紫外辐射度计量标准和量传体系，大幅度减小了单一量传体系长期存在的光谱不匹配误差等。该成果已得到广泛应用，2009年新基准装置取得计量标准考核证书，2009年通过国际同行专家的评审，新增4项国际互认的CMCs和8项17025实验室认可的测量能力。

  该成果属于测试计量仪器领域。成果针对各领域研究对该量值的测量及计量需求，建立了BRDF国家标准测量装置，实现了量值的自主溯源，在针对不相同的领域进行数据建模的基础上开发了多领域的数据应用接口，并在此基础上研发了两种型号的BRDF测量仪器。成果创新点包括：提出了基于等面积绝对定标和辐亮度单次测量的双向反射分布函数（BRDF）绝对量值测量方法；研发出军用物体表面光散射分布测量仪器（Ⅱ型仪器）；对部分器官进行BRDF建模，与医学影像结合进行数据的修正与标定。该成果已应用于交会对接航天器、月球车组件及涂层的测量及研究以及物体3D模型的建立等方面。该成果形成的两项发明专利正在公示，直接成果共发表文章10多篇，其中SCI 检索2篇（单篇影响因子达4.343），EI 检索10 篇。

  该成果属于难熔金属材料领域。成果采用粉末冶金工艺生产钨基高比重合金，主要成分为W、Ni、Fe或Cu和少量Mn等微量添加元素。主要技术创新点包括：钨基高比重合金轧制变形机理的研究；钨基高比重合金轧制变形工艺研究；烧结坯料的组织及性能对材料轧制变形加工性能的影响。 该成果填补了国内批产钨基高比重合金薄片的空白。与国内同行业水平相比，大大提高了产品的成品率，降低了综合工艺成本，该类产品的开发及应用解决了钨基高比重合金叶片的国产化问题。目前该成果已经成功应用于直线加速器、伽马刀、CT、PET、PET-CT等高端医学治疗及影像诊断设备的叶片屏蔽件和准直件，并于2011年实现产品出售的收益1.5亿元。

  该成果属于有色金属真空冶金领域。致力于太阳能级多晶硅制备工艺及设备的研究，打通了冶金法制备太阳能级多晶硅的全流程，实现了其工业化大生产。其技术创新点包括：发现了真空电子束熔炼能有效去除硅中磷杂质，发明了真空电子束熔炼提纯去除硅中磷等杂质的高效节能环保的工艺，使多晶硅中磷杂质含量在原有10ppm的基础上降低到小于0.1ppm；自主研制了500KW高效大功率电子枪，电子束有效率达98%以上；自主研制了高温、高真空多枪大功率电子束炉成套设备等。该成果获实用新型专利9项。成果的工艺技术填补了国内技术空白，建成了多条产能2000吨/年的生产线、新型干法水泥窑高温带耐火砖无铬化配套技术的研究与产业化

  该成果属于新材料技术领域。成果确定了一套全新的新型干法水泥窑高温带耐火砖无铬化配套技术——方镁石复合尖晶石砖+塑性相复合低导硅莫砖配套技术。成果主要技术创新点包括：设计出一套全新新型干法水泥窑高温带耐火砖无铬化配套方案；制取出性能优异、适合于水泥窑高温带使用的方镁石复合尖晶石砖；制取出满足水泥窑二档轮带区使用要求的塑性相复合低导硅莫砖；制定出适宜的水泥窑用耐火砖挂窑皮性能试验方法； 制定出适宜的水泥窑用耐火砖耐磨性试验方法。该成果能彻底消除六价铬的环境污染问题，可减少对铬铁矿等进口矿产的依赖程度。成果已发表文章1篇，获发明专利1项、实用新型专利2项，实现出售的收益9000余万元。

  该成果属于无机非金属材料领域。项目对GaN、ZnO和Ga2O3一维材料的生长及物性进行了系统研究，其主要技术创新点包括：发现报道了GaN纳米带，这是世界上首次关于无机物纳米带—即现在纳米研究热点之“纳米带”的报道；首次在国际上提出报道了用升华法制备纳米线/棒的方法；首次在国际上报道了用无催化剂简单反应法直接制备纯净ZnO纳米线/棒；率先实现了GaN 纳米线纳米线—GaN纳米线间的可控相互转化等。该成果研究成果具有独创性，有关半导体纳米带制备的成果属于国际开创性研究，对推动国际GaN、ZnO和Ga2O3一维材料生长制备研究的发展起到了及其重要的作用。该成果在具有影响的杂志发表国际学术刊物发表SCI 论文29 篇，他引五百余次。

  该成果属于材料科学与环境保护领域。通过对中空纤维膜支撑基衬优选、新型铸膜液配方优化、喷涂成膜和成孔技术、膜丝后处理和保护等技术环节研究，研发出了纤维增强NIPS法制膜新工艺。成果主要技术创新点包括：研发出纤维增强NIPS法制膜新工艺和新配方技术；发明了一种高低交互式节能降耗膜生物反应器装置；研发出了废带衬型聚偏氟乙烯中空纤维膜材料再生工艺和方法；建立了具有自主知识产权的增强型PVDF中空纤维膜规模化生产线。该成果解决了现有PVDF中空纤维膜材料制膜成本高、强度低、膜丝表面膜层与内衬层之间结合力差的难题，对推动膜技术的快速发展和应用起到了巨大推动作用，经济效益良好。

  该成果属于现代农业领域。该成果以草原植被状况以及水热条件遥感监测的关键技术为主线，开展多学科综合研究，技术创新点最重要的包含：融合卫星遥感数据与大量草原地面调查资料，构建了分区域分草地类型草原产草量宏观高精度遥感监测模型，攻克了草原植被参量模型参数和分级标准的确立以及草原数据库、空间分析和应用模型等耦合、集成的关键性难题等；在计算以县级为单元的草畜平衡监测中所涉及的草原产草量、补饲等指标的基础上，建立了数据采集、标准制订、模型构建、结果运算的规范化体系等。该成果获计算机软件著作权10项，发表论著190余篇，SCI收录28篇，引用158次；EI收录54篇。2005-2011年，每年对中国草原植被、草畜平衡累计年监测面积达到1293万平方公里，社会效益显著。