设为首页 | 加入收藏

湖北省国防科学技术工业办公室

当前位置:  首页  > 新闻动态  > 行业监管  > 科技质量

湖北省国防科工办关于2018年度湖北省科学技术奖提名项目的公示

来源:科技质量处发布时间:2018-04-16阅读次数:

 

 

湖北省国防科工办关于2018年度湖北省科学技术奖提名项目的公示

 

根据省科技厅《关于2018年度湖北省科学技术奖提名工作的通知》要求,经单位申报,我办初步审查,现将2018年度湖北省科学技术奖我办提名项目予以公示,公示期为7天。若有任何异议,请直接与省国防科工办科技质量处联系。

  人:袁振雯

联系电话:027-87279773

   真:027-87825680

通讯地址:武汉市武昌水果湖东一路150

   编:430071

 

湖北省国防科学技术工业办公室

                            2018416

 

 

 

 

湖北省国防科工办关于2018年度湖北省科学技术奖提名项目公示

 

001

一.项目名称

大型巡航救助船(南海救102轮)总体设计

二.完成单位名称

中国船舶重工集团公司第七一研究所

三.提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:大型巡航救助船(南海救102)是交通部救捞局新的旗舰装备。它的研制成功,标志着我国建成了首艘集巡航救助、直升机起降搭载、遇险船舶拖带救助、对外消防作业、海上溢油监测回收、深海探测功能为一体的多功能大型巡航救助船,是我国救捞船领域的重大突破,对我国加强深远海探测搜救能力产生了积极和深远的影响。大型巡航救助船(南海救102)的研制成功,极大地增强了我国相关装备的技术水平。同时,其总体设计与建造技术、主要装备技术水平在国内处于领先地位,带动了行业的发展,推动了国防科技进步。大型巡航救助船(南海救102)在关键技术上突出自主创新,在综合集成中思路独特,在国产化进程中拥有了自主知识产权,达到了当代世界救助领域的先进水平,推动了相关技术领域的跨越式发展,对促进国防建设和国防科技工业的发展,具有重大的意义。

提名该项目为湖北省科技进步一等奖。

四.项目简介

项目属于高技术舰船领域。南海救102是我国首艘同时具备空中、水面、水下搜寻能力的深海救助母船,实现了我国远洋救助船设计技术的突破,突出的创新点如下:

1)通过总体集成优化设计,实现了深远海多功能立体综合救助。通过对救助流程进行综合平衡优化,创造性的开发并成功应用伸缩式A字架、分体式盘缆机等技术,解决了艉作业甲板设备的堵车现象及与直升机进场路线的矛盾,从而使该船具备了人命救助、拖带救助、对外消防、海面溢油回收、直升机救助、深海扫测等功能,特别是在6000米水深水下扫测定位能力,处于国际先进水平。

2)首次实现了7000吨级公务船上对于S-76D型直升机的保障能力。研制了基于轮边电机直驱的电动无杆飞机牵引车,解决了S-76D型直升机船载牵引问题,在国内民用船舶领域属于首创。在我国现有的救助船上首次实现了对于S-76D型直升机的保障能力。

3)在有限的船舶资源下配置了多项节能方案和智能控制技术。通过线型优化、艉部附体一体化、轻油/重油燃料系统、废热利用、PTO/PTI双速比齿轮箱推进系统等设计,提高了船舶的绿色环保和智能化水平。

科技成果鉴定表明,本项目总体性能达到国际先进水平。在知识产权方面拥有授权实用新型专利3项,受理实用新型专利1项,发表论文专著4篇。

五.客观评价

2017810日,根据《交通运输部办公厅关于加快推进部属单位已完工未竣工验收项目整改工作的通知》,交通运输部救助打捞局在广东省广州市召开了8000千瓦海洋救捞船(19-22号)、12000KW大型巡航救助船(南海救102轮)两个项目的竣工验收现场核查会。交通运输部救助打捞局领导、特邀专家、使用单位、船舶监造组、审计单位及船舶设计、建造、监理单位共28人参加会议。

与会人员对南海救102进行了现场考察,并察看了6000米级深拖系统。会上,各参建单位代表分别汇报了船舶设计、建造、监理情况,使用单位南海救助局汇报了船舶使用情况,审计单位代表汇报了竣工决算审计情况,参建单位一一解答了专家针对船舶建造提出的相关问题。

最后,验收核查委员会一致认为,交通运输部救助打捞局8000千瓦海洋救捞船(19-22号)、12000KW大型巡航救助船项目已全面落实交通部批准的建设规模和标准要求,项目已通过中国船级社检验并获得相应证书,经使用单位试运行,各船满足使用要求,具备验收竣工条件,同意本项目竣工验收现场核查。

根据《交通运输部救助打捞局12000KW大型巡航救助船》竣工验收资料,主要意见如下:

1.项目监理单位认为12000KW大型巡航救助船通过海上航行试验,对船舶的各项设计指标进行了全面测试,该船的稳定性、适航性、操纵性、航速等指标均已到达设计要求。

2.项目使用单位认为该船操纵性较好;船体结构强、较适合救助工作开展;甲板设备方面,船舶配备了很多救助器材,考虑了不同情况下的救助需要,比较全面;机电设备基本上达到了设计的需求,发挥出了设备应有的性能,从使用方面来看,各设备都操作容易、方便,有较高的技术含量。

20171117日,中国船舶重工集团公司科技与信息化部在武汉主持召开了大型巡航救助船(南海救102轮)总体设计项目科技成果鉴定会。鉴定委员会听取了项目组的设计技术总结报告、知识产权状况报告、用户使用情况报告、测试组测试报告,审查了相关技术文件,经质询和讨论,形成鉴定意见如下:

1、项目组提供的鉴定文件和图纸资料齐全、完整,数据详实、可信,符合鉴定要求,主要性能和技术指标满足设计合同要求。

2、大型巡航救助船(南海救102轮)总体设计技术复杂、科技含量高,该船是我国首艘集深海探测能力和远海救助功能为一体的大型巡航救助船,其主要创新点如下:

1)通过总体集成优化设计,具备了人命救助、拖带救助、对外消防、海面溢油回收、动力定位和深水探测等功能,实现了深远海立体综合救助能力。

2)研制了基于轮边电机直驱的电动无杆飞机牵引车,设置直升机起降平台、机库,配备直升机加油及充电设施,首次实现了在7000吨级公务船上对于S-76D型直升机的保障能力。

3)通过线型优化、艉部附体一体化、轻油/重油燃料双系统、废热利用、PTO/PTI双速比齿轮箱推进系统等设计,以及远程故障诊断系统研制,有效提高了船舶的绿色环保和智能化水平。

3、该项目研究成果拥有自主知识产权,南海救102轮已交付使用,使用效果良好,大幅提升了我国大型救助船的技术水平,总体性能达到了国际先进水平。有关成果可进一步推广应用到其它大型公务船设计建造中,具有显著的社会效益和经济效益。

鉴定委员会一致同意该项目通过科技成果鉴定。

六.推广应用情况

南海救102”轮服役后,完成阳江半液态纸浆船起火救助任务,成功救助人员11人。在台风天鸽肆虐期间,成功救助遇险船舶“SEPANTHEA”长鸿1,解救船员48人。由于其出色的性能和强大的深水探测能力,南海救102”被外界誉为深海先锋

南海救102”的同型船东海救102”在交通部东海救助局入列,入列后圆满执行神州十一号飞船海上应急救援保障任务,在多次救援任务中表现突出,获得外界的一致好评。

南海救102”轮是我国首艘具备深远海搜寻能力的专业救助船,促进了国防科技工业的进步和发展,具有重大的经济效益和军事效益。交通部救捞局正在筹划建设一艘20000吨级的大型深远海多功能救助船,南海救102”轮的技术成果对于推进新项目的研发具有很强的借鉴意义。

七.主要知识产权证明目录

 序号

知识产

权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权号

权利人

发明人

发明专利有效状态

1

实用新型专利

一种船的尾部结构

中国

ZL 2015 2 0458459.6

中国舰船研究设计中心

胡要武

董威

郑友霖

张艳

曹俊伟

已授权

2

实用新型专利

一种船用消音器支撑结构

中国

ZL 2015 2 0588465.3

中国舰船研究设计中心

胡要武

曹俊伟

郑友霖

张艳

董威

已授权

3

实用新型专利

一种遥控电动无杆飞机牵引车

中国

ZL 2015 2 055824.8

中国舰船研究设计中心

张英晟

王云

黄开胜

吴其俊

童剑

已授权

 

八.主要完成人情况

序号

姓名

行政

职务

技术

职务

工作

单位

对本项目技术创造性项献

1

邓爱民

研究员

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"总设计师,全面主持本项目的设计,包括对总体方案的确定,对总体性能的控制,对重大技术问题进行协调。通过总体集成优化设计,使本船具备人命救助、拖带救助、对外消防、海面溢油回收、动力定位和深水探测等功能,并实现了深远海立体综合救助能力。为本项目的成功做出了创造性贡献。

2

胡要武

研究员

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"的副总设计师。负责制定船体结构技术方案,解决了船体结构骨架型式的选择、总纵强度计算方法的论证和远洋深海探测加装的结构加强等重大技术问题,设计了导管浆的安装与船体支撑结构一体化的新型式,保证了结构设计的安全性和可靠性。为本项目的成功做出了创造性贡献。

3

周建侯

高级

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"副总师。充分论证远洋深海探测加装总体方案,采用巡航救助及深海探测一体化集成设计方案,解决了巡航救助、直升机起降搭载、遇险船舶拖带救助、对外消防作业、海上溢油监测回收、深拖探测等多功能并存带来的总体布局困难,主持防台设计、防腐防漏设计、系泊、系缆、门窗梯盖及内装设计。为本项目的成功做出了创造性贡献。

4

王俊

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"总体主任设计师。通过对国内救助船进行综合分析,优化线型,对多种布置方案对比分析,确定了总体布局方案,满足巡航和救助功能兼顾。对直升机起降设施、拖缆救助设施、人命救助设施、快速反应执法设施等进行了统筹规划。结合船舶布置空间资源,提供了远洋深海探测任务加装总体方案,为本项目的成功做出重要贡献。

5

喻崇俊

高级

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"总体副主任设计师。负责主推进系统的论证及优化,动力定位系统的论证及适装性设计。主持全船中央冷却系统的设计及优化,双燃料系统的适装性设计,机舱布置的优化。首次采用MAN 10L 32/44CR新型直列式主机,在重油燃料系统设计中首次采用蒸汽伴随管。为本项目的成功做出了重要贡献。

6

王秀秀

高级

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"总体副主任设计师。负责电力系统的设计工作,通过对电站的优化配置,满足了各种工况下的用电需求,完成了对全船负荷的合理配电。通过设置机舱监测报警系统在无人值班周期内,保证主推进装置、重要辅机、电站以及其他机电设备连续正常工作;通过设置液位遥测系统对所有传感器的异常故障进行报警。为本项目的成功做出重要贡献。

7

刘昌明

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"总体主管设计师,通过优化尾部线型,实现拖带设备布置与船体线型的一体化,为拖带功能的实现提供了保障;通过研究规范要求,优化轻油和重油舱的布置;通过优化布置水密门、水密舱壁、通风头以及大口径液体管路的穿舱保护,提高了本船在破损下的生命力。为本项目的成功做出重要贡献。

8

曹俊伟

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"船体主管设计师,对本船船体结构构件尺寸进行了优化设计;通过组织对船体结构进行三维建模,有效控制船体结构重量;负责协调各专业大型设备与船体的适配性,解决了大型设备安装的强度和刚度要求。为本项目的研制成功做出了重要贡献。

9

黄开胜

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"航空主管设计师,负责直升机船载保障系统及船机适配设计,实现了多型直升机的船载保障。在国内首次实现了S-76D直升机的船载保障难题,创新性的应用了轮边电机驱动的电动无杆飞机牵引车。为本项目研制成功做出重要贡献。

10

罗石京

高级

工程师

交通运输部南海救助局

船东代表。参加论证主要设备配置方案,论证总体性能指标要求的合理性,协调审图中心、设计单位等工作,积极支持在本项目设计中采用新技术、新设备。为本项目成功做出重要贡献。

11

刘伟方

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"装置副主管设计师,克服了多型设备装船的设计难题,特别是本船的拖曳系统具有目前国内最大的系柱拖力,主持完成拖曳系统总体设计,化解了拖力增大带来的总体设计风险,解决了设备布置和安全作业问题。为本项目研制成功做出重要贡献。

12

马军

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"船舶系统主管设计师,负责船舶辅助系统的各项工作,细化并执行船舶系统顶层设计总体方案、参加对外各方的协调工作。主持本船通风系统、冷藏系统、空调系统、减揺水舱系统设计,为本项目研制成功做出重要贡献。

13

孙庆

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"动力主管设计师,负责PTO/PTI功能的集成与设计,不同燃料系统的论证,机舱布置的细化及与各方的协调工作,为本项目研制成功做出重要贡献。

14

胡凯

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"通导主管设计师,合理配置多种内外部通信手段,提升了本船巡航搜救指挥系统的信息承载和处理能力,构建基于高宽带VSAT、卫通F站、移动电话船站等设备的通信与信息传输平台,实现本船或多作业成员单位共同执行海上任务的协同能力。

15

曹明海

工程师

中国船舶重工集团公司第七O一研究所

担任"南海救102"计划主管,协助行政主管领导对项目进度、经费等进行全面管理;对与项目设计生产技术有关的人、财、物实施有效的协调和管理;检查并督促计划执行情况。为本项目研制成功做出重要贡献。

 九.主要完成单位及创新推广贡献

主要完成单位:中国舰船研究设计中心

创新推广贡献:中国舰船研究设计中心设计完成了大型巡航救助船(南海救102轮),主要技术创新点如下:

采用巡航救助及深海探测一体化集成设计方案。解决了巡航救助、直升机起降搭载、遇险船舶拖带救助、对外消防作业、海上溢油监测回收、深拖探测、等多功能并存带来的总体布局困难,在远洋综合救助船平台上首次实现深海探测能力,处于国际先进水平。

采用了带前伸球鼻的深V圆舭长呆木组合线型,解决了救助船兼顾快速性、操纵性、耐波性的线型综合优化问题,全速回转直径约2倍船长,同时具备良好的航行稳定性,综合性能处于国际先进水平。

十.完成人合作关系说明

 

 

002

一、项目名称

科考船调查作业管理信息集成系统

二.完成单位名称

中国船舶重工集团公司第七一研究所

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:该项目面向向阳红10船载计算机网络信息集成系统的建设目标,采用国际主流计算机系统框架和结构,完成了18个应用子系统的关键技术的研发,形成一套完整的科考船调查作业管理信息集成系统解决方案。主要成果与创新点如下:构建了全船统一的网络信息管理平台,将船舶端多种通信方式和多个业务系统有效集成;构建了科学调查作业信息采集、处理和交换业务流程体系框架,统一了数据传输标准和接口规范,实现各类科考数据的集成、共享、信息联动;基于GIS平台开发了海图应用系统,实现了科学调查数据、地理环境信息、航行基础数据的集成处理与可视化展示。

该项目的研究成果为我国科考船信息化提供了全面完整的解决方案和工程实践支撑,提高了我国船舶信息化水平,在海洋科考调查,海区作业、样品管理分析等领域得到了广泛应用,取得了良好的社会经济效益。该项目专业性强、复杂度高,突破多项关键技术,拥有自主知识产权,总体技术水平达到国内领先。

提名该项目为湖北省科技进步奖二等奖

四、项目简介

项目属于船舶电子信息领域

本系统是为科考船的科学考察和日常管理提供安全、可靠、统一的计算机网络平台,实现科考数据的实时采集和处理;实现全船环境与状态信息的实时显示;实现船舶平台重要部位的实时监控与记录;实现科考业务数据的实时采集和处理;实现全船作业调度、作业监控与综合数据显示;实现船舶平台重要部位的实时监控与记录;利用船岸数据通信链路,具备远程数据传输、视频会议与技术支持的能力。

针对科考船的工作特点与设计难点,在系统总体架构设计、集成方案设计、应用系统设计、等过程中坚持整体性、先进性、可靠性、实用性、可扩展性、可维护性等设计原则,解决了船舶复杂系统集成诸多技术难题,提高了科考船信息化水平,主要成果与技术创新点如下:

1 构建了全船统一的网络信息管理平台,将船舶端多种通信方式和多个业务系统有效集成,实现全船网络IP的互联互通和终端多业务IP承载,能够对全船数据、语音、视频等信息进行综合调度。取得2项国家实用新型专利(授权号:ZL201320182542.6ZL201420740721.1)。

2)构建了科学调查作业信息采集、处理和交换业务流程体系框架,统一了数据传输标准和接口规范,实现各类科考数据的集成、共享、信息联动,具备远程技术支持功能。取得1项国家实用新型专利(授权号:ZL201420029145.X)和2项软件著作权(登记号:2014SR0631052014SR123106)。

3)基于GIS平台开发了海图应用系统,实现了科学调查数据、地理环境信息、航行基础数据的集成处理与可视化展示。取得1项软件著作权(登记号:2011SR089863),发表EI检索国际会议论文2篇。

五、推广应用情况

研究成果为科考船信息化提供了全面完整的方法指导和工程实践支撑,解决了船舶信息化系统集成诸多技术难题,提高了船舶信息化水平,各个信息系统在科考调查,海区作业,样品管理分析等工作中得到了广泛应用,取得了良好社会经济效益。

同时向阳红10号船的商业运营也为我所信息化集成积累经验,研究成果应用后,也有助于发现大量具有较高价值的优化改进问题,促进了科考船信息化集成的迭代优化设计,提高了系统研制质量,降低了工程技术风险,在后续科考船、公务船、军船的相关信息集成系统论证建设中,这些经验、成果发挥了重要作用,有效缩短了试验周期,确保了工程研制进度,有效节约了研制经费。

目前,其成果已经在科考船领域推广,在新建造的大洋二号船、向阳红1号船、向阳红3号船、海洋地质9号船、10号船进行了推广应用。

六、主要知识产权目录

知识产权类别

知识产权具体名称

国家(地区)

授权号

授权

日期

证书

编号

权利人

发明人

专利有效状态

实用新型专利

一种基于IPTV技术的船舶综合信息显控系统

中国

ZL201320182542.6

20130904

3142966

中国舰船研究设计中心

王兴众、周纪申、张岿、童垚、魏沁祺、陈曦

有效专利

实用新型专利

一种船载视频综合显控装置

中国

ZL201420740721.1

20150311

4167004

中国舰船研究设计中心

周纪申、王兴众、魏沁祺、陈曦、张岿

有效专利

实用新型专利

船载头盔式实时技术支持设备

中国

ZL 2014 20029145.X

20140618

3630699

中国舰船研究设计中心

罗威、周纪申、张岿、陈卫伟、彭勃、谭亮、程岚

有效专利

计算机软件著作权

船载数据传输中心系统软件V1.0

中国

2014SR063105

20140520

00461667

中国舰船研究设计中心

 

其他有效的知识产权

计算机软件著作权

船舶综合状态显示及信息发布系统软件V1.0

中国

2014SR123106

20140819

00530529

中国舰船研究设计中心

 

其他有效的知识产权

计算机软件著作权

海洋地质状态实时监视系统软件V1.0

中国

2011SR089863

20111202

00061525

中国舰船研究设计中心

 

其他有效的知识产权

 七、主要完成人情况

 序号

  

年龄

性别

文化程度

所学专业

工作单位

对成果的创造性贡献

  

44

博士

系统工程

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

作为项目负责人,主持科考船调查作业管理信息集成系统研究工作。提出了全船统一的网络信息管理平台构架,将船舶端多种通信方式和多个业务系统有效集成;构建了科学调查作业信息采集、处理和交换业务流程体系框架,统一数据传输标准和接口规范;并指导各调查作业应用系统开展系统集成工作。

周纪申

38

硕士

船海工程

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

主持综合视频显控系统、电子班报系统的研发工作,提出了一种船载视频综合显控系统的技术方案,并参与关键技术试验验证,解决了多种视频集成显控的难题。同时开展了电子班报系统的整理与规范工作,保证了电子班报系统的顺利研发。

王兴众

39

博士

船海工程

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

主持IPTV综合显控系统、设备监控系统的研发工作,提出了一种基于IPTV技术的船舶综合信息显控系统的技术方案,并参与关键技术试验验证。积极统筹资源进行设备监控系统的难点进行技术攻关,并最终完成了系统研发。

  岿

36

硕士

船海工程

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

主持船舶网络系统建设、数据采集系统的研发工作,提出了科考船网络信息系统构建框架,参与关键网络系统、数据采集系统的关键技术试验验证。解决了网络数据采集系统难点,保证了数据采集系统研发工作的圆满完成。

  

38

博士

计算机软件

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

主持远程技术支持系统的研发工作,提出了船载头盔式实时技术支持设备的技术方案,并参与关键技术试验验证,并最终形成了产品。保证了远程技术支持系统的圆满完成。同时积极参与其它子系统研发工作,发表多篇论文。

  

50

硕士

计算机应用

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

主持数据处理系统的研发工作,提出了全船数据中心的思想,通过全船数据中心将数据采集、分析、处理、分发融为一体。参与关键技术试验验证,保证数据处理系统的圆满完成。同时积极参与其它子系统论证、研发工作,保证了整个项目的进度。

魏沁祺

39

博士

系统工程

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

主持船务管理、作业调度系统的研发工作,详细分析科考船实际工作流程,提出了船务管理与作业调度系统技术方案,解决了科考船多业务并发处理的难题,并参与关键技术试验验证。保证了系统按时圆满完成。

黄金锋

38

博士

船海工程

中国船舶重工集团公司第七○一研究所

主持视频会议系统、卫星通信系统的研发工作,提出了视频会议融合方案,能够将不同产商的视频会议系统进行互联互通,另外解决了视频会议系统与卫星通信系统无缝链接的难题,并参与关键技术试验验证,保证系统按时圆满完成。

马洪涛

38

硕士

自 动 化

武汉凌安科技有限公司

主持定位系统研制,详细分析了定位系统内部系统,提出合理方案;同时参与关键技术的试验验证,负责应用系统工程实施。面对人力资源短缺的问题,协调内部人力资源,解决了人力资源不足的矛盾,保证整个项目进度按时圆满完成。

10 

 

36

本科

船海工程

武汉凌安科技有限公司

参与关键技术的试验验证,负责应用系统工程实施。分别解决了多显示屏安装;舱室空间狭小无法走线;全船重要舱室Wifi热点部署安装等现场多项安装布置问题,在多个航次中参与全船信息保障工作,保证整个项目进度按时圆满完成。

八、主要完成单位及创新推广贡献

单位名称:中国船舶重工集团公司第七〇一研究所

单位贡献:该项目是我所的重点研发项目,为了攻克该项目技术难题,我所成立了以信息室成员作为主要研发力量的攻关小组,攻关小组对比了国内外现状,针对船舶信息化的主要问题,设计选择解决方案,编写科考管理信息化软件,并负责系统全生命周期的安装、调试、使用、保障等工作。同时,为积极配合项目实施,我所指派专人负责项目的借款、报销、质量控制、采购和生产管理工作,为本项目实施过程中需要的人、财、物等资源开通优先通道,争取以最快的速度、最好的质量、最经济的成本和最科学的规划建好项目。 在系统研发成功后,我所将系统迅速推广到新建船舶,并不断地试验改进,为系统的优化改善提供了重要的帮助。 目前该系统应用情况稳定,取得了良好的经济效益和社会效益。

 

 

003

一、项目名称

AP1000核岛在役检查全套技术装备自主研发》

二、主要完成单位

核动力运行研究所、中核武汉核电运行技术股份有限公司

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:该成果核心技术为无相应技术借鉴的原创技术,形成了以装备自动化、声场仿真、实时成像、精细定量、智能控制为重要特征的新型核电在役检查技术。同时全盘考虑核电二代、三代机组在役检查方面的共性特征以及要求,开发一系列既面向AP1000,又兼容其它堆型机组的在役检查技术及装备。该成果主要完成单位与主要完成人排序无异议,同意提名湖北省科技进步一等奖。

四、项目简介

项目属于核电厂运行与维护技术领域。

本项目立足于满足我国AP1000全球首批示范工程的安全建设、运行以及监管的需要,具备独立自主的工程应用能力, 首次针对AP1000自主研发了核岛在役检查全套技术和装备。包括开发了超声波和涡流高精度自动数据采集及分析系统,研制了12项在役检查装备及工艺技术,形成了45份经国家核安全局验证的检验规程,开发了89件试验标准件,技术性能及指标满足相关标准和规范的要求,国际上率先完成了3AP1000机组核岛的全面役前检查。

该成果全面具备AP1000堆型关键部件自主化在役检查技术能力,核岛高辐照区的体积方法在役检查自动化实施率100%,覆盖了AP1000反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主管道、燃料组件等所有关键部件。整体技术的缺陷检出率及定量精度全面满足在役检查规范的能力验证要求;整体技术所包含的检验平台、检验工艺、检验装备、智能控制等核心软、硬件,国产化率>98%

项目共申报发明专利及国防专利42项,实用新型专利23项,其中已授权的发明专利20项及国防专利3项,已授权的实用新型专利23项;申报的软件著作权9项,注册商标2项,总体技术水平国际领先,取得的创新性成果如下:

1)开发了激励参数全范围满足AP1000核电设备结构及材质特征的高精度无损检验数据采集和分析系统。包括多通道超声仪(MUA-160)、多通道超声采集/分析软件(UDAS)以及涡流采集/分析软件(Ceddy),国内首次实现了超声物理通道分时复用功能;开发了支持A/B/C/D扫描并实时成像的多通道超声采集/分析软件(UDAS),具有成像窗口动态切分技术、幅值补偿、视图成像、多线程数据采集等技术,涡流采集/分析软件开发了基于体积分与有限元结合的方法的涡流信号数值仿真软件平台。

2)开发了基于能量场仿真技术的AP1000关键部件在役检查工艺。模拟验证了从能量激励、传播、与缺陷作用,到接收等检测全过程的能量分布和定量表征;建设了包含AP1000不同部件结构/材质特征,不同类型自然缺陷的能力验证试块库;共形成54份经国家核安全局认可的有效检验程序;

3)开发了适用于AP1000堆型的10个系列,共计26种型号的在役检查专用装备,覆盖了AP1000反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主管道、燃料组件等所有关键部件的在役检查自动检测,克服了辐射环境、水下环境、管板蜂窝结构、束状排列组件、复杂通道、狭窄空间等一系列AP1000堆型的环境限制和结构障碍,实现了主回路所有在役检查规范要求的受检部件体积检验的100%自动化实施,以及处于水下、密闭环境下受检部件的在役检查的100%自动化实施。

4)开发了适用于AP1000堆型的具有高可靠性、高安全性、检查区域复杂等特点的检查装备智能控制技术。包括高效人机交互方法、安全机制、协调控制方法、远控操作控制策略、检查轨迹规划等关键技术及理论,以及带有逻辑保护、碰撞检测的智能避障技术。实现了关键核设备在役检查的的全三维动态模拟、可离线编程仿真、空间测量及干涉检测的三维仿真。大幅提高了检验装备操作的安全性、稳定性、可靠性及便捷性。

本技术的成功应用,标志着我国已经全面掌握了AP1000在役检查关键技术,建立了针对我国三代核电技术的完整在役检查技术体系,为我国AP1000机组安全、可靠、经济运行提供了坚强技术保障;该成果对保障我国核电重大工程和重大装备的建造和制造质量,具有显著作用;该成果全面提升了我国其它堆型在役检查整体技术水平,对保障我国核电机组运行安全具有重大意义;该成果为我国三代核电机组“华龙一号”的在役检查技术开发奠定了技术平台,对支撑我国“华龙一号”顺利“出海”以及平安“航海”,具有深远意义。

五、客观评价

该项目自主研发了AP1000核岛全套在役检查技术和装备,包括超声波/涡流高精度自动数据采集和分析系统、12项在役检查装备及工艺技术、45份经国家核安全局验证的检验规程、89件试验标准件,在世界范围内最先具备AP1000核电机组全面在役检查能力。

该项目核心技术为无相应技术借鉴的原创技术,项目共申报发明专利及国防专利42项,实用新型专利23项,其中已授权的发明专利20项及国防专利3项,已授权的实用新型专利23项;申报的软件著作权9项,注册商标2项,总体技术水平国际领先。

六、推广应用情况

项目形成的成果已成功应用于我国首批AP1000工程3台机组的役前检查,21台包括CNP1000/CNP600/CNP300/WWER等二代堆型机组的役前及在役检查,部分关键核设备制造阶段的出厂检查,近三年直接经济效益总额近7.83亿元,节约外汇近1.2亿元。

七、主要知识产权证明目录

 序号

 

知识产

权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权号

权利人

发明人

知识产权有效状态

1

发明专利

压力容器接管焊缝检查自动变位平台(RPV

中国

ZL201010570081

核动力运行研究所

王俊涛、周亮、聂勇等

已授权

2

发明专利

一种蒸汽发生器接管焊缝检查装置

中国

ZL2013101955250

核动力运行研究所

周礼峰、朱性利、蔡家藩、张志义、丁冬平、杨勇等

已授权

3

发明专利

一种核电站反应堆压力容器检查装置

中国

ZL 2013104414336

核动力运行研究所

付千发、许远欢、蔡家藩、聂勇

已授权

4

发明专利

用于蒸汽发生器接管焊缝检查安装的装置及方法

中国

ZL 2013105254194

核动力运行研究所

张志义、王俊涛、周文、聂勇

已授权

5

发明专利

一种用于蒸汽发生器接管焊缝检查装置自动安装的平台

中国

ZL 2012105499318.0

核动力运行研究所

朱性利,张志义,周礼峰,周亮,

辛露

已授权

6

发明专利

真空吸盘导轨

中国

ZL201010570085.9

核动力运行研究所

丁冬平

已授权

7

发明专利

顶盖仪表测量管异种金属焊缝超声自动检查工具

中国

ZL 2010 10570475.6

核动力运行研究所

周文、何海、张军

已授权

8

发明专利

核反应堆控制棒束组件检查装置清洗工具(RCCA

中国

ZL 2011 10429479.7

核动力运行研究所

朱性利、丁冬平 张志义

已授权

9

发明专利

核电站超声波检测软件视图动态切分及布局方法

中国

ZL201110459001.9

核动力运行研究所

肖湘、聂勇、卢威、陈姝、刘云

已授权

10

发明专利

一种核电站压力容器安注管焊缝超声检查工具

中国

2ZL01120556281

核动力运行研究所

郭文峰、张志义

已授权

11

发明专利

一种反应堆压力容器主管道超声检查工具

中国

2 ZL 012105502861

核动力运行研究所

王俊涛、王龙、周文、张志义、陈姝、张军

已授权

12

发明专利

一种核反应堆压力容器螺纹孔带自动超声检查设备

中国

2 ZL 01310752657.9

核动力运行研究所

吴东栋、王俊涛、尹鹏

已授权

13

发明专利

核反应堆压力容器螺纹孔带无损检查周向位置矫正方法

中国

2 ZL 01310751154.X

核动力运行研究所

吴东栋、陈姝

已授权

14

发明专利

一种用于蒸汽发生器接管焊缝检查装置自动安装的平台

中国

2 ZL 01210549931.8

核动力运行研究所

周礼峰、朱性利、蔡家藩、张志义、丁冬平、卢威

已授权

15

发明专利

一种核反应堆压力容器检查升降定位平台

中国

2 ZL 01310751114.5

核动力运行研究所

王龙、张志义、王俊涛、聂勇、周文

已授权

16

发明专利

一种狭窄空间管道与容器焊缝检查工具

中国

2 ZL 01210551211.5

核动力运行研究所

丁冬平、朱性利、杨崇安、杨勇、吴东栋等

已授权

17

发明专利

一种组合式超声-涡流检测探头夹持结构

中国

2 ZL 01310753014.6

核动力运行研究所

聂勇、丁东平、蔡家藩、周礼峰、王仕村

已授权

18

发明专利

一种小管径内壁检查超声-涡流组合探头

中国

2 ZL 01310752108.1

核动力运行研究所

聂勇、丁东平、蔡家藩、周礼峰、王仕村

已授权

19

发明专利

一种核反应堆压力容器接管内表面超声检测装置

中国

2 ZL 01410841606.8

核动力运行研究所

周文、王俊涛、辛露、王龙、张志义、尹鹏

已授权

20

发明专利

一种核反应堆压力容器接管交贯面超声检查装置

中国

2 ZL 01410841627.X

核动力运行研究所

王龙、王俊涛、张益成、辛露、张志义

已授权

21

软件登记

承压容器检查机械手三维控制系统离线仿真软件

中国

2015SR006096

核动力运行研究所

廖述圣、冯美名

已授权

  八、主要完成人情况

姓名

行政

职务

技术

职务

工作单位

对本项目技术创造性贡献

张志义

中心副主任

研究员级高级工程师

核动力运行研究所

项目总策划,检验装置总体方案设计,项目研制过程中关键技术问题处理,形成了融合先进的无损检验数据采集/分析系统、检验工艺、检验装备及智能控制四大在役检查核心要素的12AP1000关键在役检查技术。

蔡家藩

中心副总工

研究员级高级工程师

核动力运行研究所

项目技术负责人,反应堆压力容器顶盖贯穿件检验技术负责人、方法研究,J型焊缝检验技术研究技术负责人。开发不同规格的自适应专用扫查装置+全向小车移动式机器人定位技术,开发超声、涡流一体化探头,适应小径管结构并提高检查效率。

许远欢

中心副主任

研究员级高级工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

反应堆压力容器检验技术和能力验证负责人。针对AP1000反应堆压力容器的自动超声检查,设计6轴联动的机械手装置,实现水下全自动检查,设计可自动调整平台高度的变位平台。同时, 开发的相关检验技术共8项通过了国家核安全局组织的检验技术能力特殊验证,并通过了14项综合验证,常规验证36项。

周礼峰

室主任

高级工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

蒸汽发生器与主泵焊缝检查装置技术负责人。开发高集成度和轻型化的扫查装置,集定位、扫查、耦合供给、异物收集、姿态调节等功能于一体,解决焊缝特殊结构所带来的自动化超声扫查困难;开发扫查装置的自动运载技术,设计扫查装置运载系统,顺利完成现场实施。

廖述圣

室主任

研究员级高级工程师

核动力运行研究所

蒸汽发生器涡流检验技术负责人,新开发基于爬行机器人的管板定位技术,实现管板任意传热管的精确定位;开发爬行机器人智能控制软件,实现机器人远程控制、行走路径规划、信号采集以及自动避障;开发基于双探头推送的推拔器技术,实现双探头并行采集,提高检测效率。

聂勇

公司副总工

研究员级高级工程师

核动力运行研究所

项目总体策划,超声仪及软件开发,新研制出8通道和16通道两种多通道超声仪,已成功通过技术能力验证并应用于现场检查,并编制出相匹配的超声软件,并为我留相关的软件提供支持。

杨崇安

中心副主任

研究员级高级工程师

核动力运行研究所

检验技术总体方案编制,通过梳理与技术分析,编写了AP1000机组全范围在役检查大纲;充分论证分析了项目的可行性,在开展技术研究与试验的基础上,解决了项目中的重要问题。

王俊涛

室主任

高级工程师

核动力运行研究所

设备焊缝装置设计、RCCA装置研制技术负责人,设计采用磁轮吸附式扫查器和基于真空吸盘导轨式扫查器,实现AP1000蒸汽发生器、稳压器等设备焊缝的外壁接触式扫查。开发多探头联动检测结构设计,实现束状密集排列控制棒的同步采集。

申国锋

中心主任

高级工程师

核动力运行研究所

压力容器主管道焊缝检验技术负责人,开发独立的接管安全端焊缝检查装置,在不需要借助大型的压力容器检查机,也不需要吊离下部堆内构件的条件下,实现主管道焊缝的独立检查。

10 

官益豪

主任

高级工程师

三门核电有限公司

负责技术准备和现场应用总体负责。项目的前期总体协调和资料信息及时更新与汇总是项目研制过程中必不可少的部分,良好现场应用的条件准备也同样对项目是否能够顺利实施起着重要作用,作为技术准备负责人,对项目的准备和应用把控,使得项目实施更加顺利。

11 

杨勇

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

负责在役检查项目技术要求开发。做为业主方的接口人和技术要求把控人,对项目的进展、技术要求和目标有着明确的思路,同样,现场项目实施的准备和质量要求也同样作为项目验收的关键部分。通过不懈的努力,使得役检项目能够顺利实施并圆满的大道了预期的要求。

12 

朱性利

高级工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

涡流检测软件技术负责人,开发激励参数全范围满足AP1000核电设备结构及材质特征的高精度无损检验数据采集和分析系统。。包括多通道超声仪(MUA-160)、多通道超声采集/分析软件(UDAS)以及涡流采集/分析软件(Ceddy),实现超声物理通道分时复用功能;支持A/B/C/D扫描并实时成像的多通道超声采集/分析软件(UDAS)。

13 

尹鹏

中心主任助理

高级工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

设备焊缝检验技术研究试验。改进磁轮吸附式扫查器和基于真空吸盘导轨式扫查器,并成功开发大型设备厚壁焊缝的超声检验技术。

14 

吴东栋

高级工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

RCCA、蒸汽发生器与主泵连接检查装置设计与调试。RCCA项目中开发了基于傅里叶频谱分析的薄壁管超声测厚算法,用于磨损、肿胀缺陷的精确测量。蒸汽发生器与主泵连接焊缝项目中开发带粗晶母材的异种金属焊缝超声检验工艺。

15 

卢威

研究员级高工

核动力运行研究所

反应堆压力容器检验研究试验,开发六关节机械手控制系统,包括高效人机交互方法、安全机制、协调控制方法、实现远控操作控制及新型压力容器结构检查轨迹的自动规划。

 

九、主要完成单位创新推广贡献

1)全面梳理消化了AP1000在役检查要求,以及环境、结构、材料、工艺特点,制订了AP1000在役检查总体技术解决方案以及能力验证方案。

2)在无外部参考借鉴的技术条件下,依靠自身多年积累的核电站在役检查技术和实践经验,经6年的持续努力,开发了超声波和涡流高精度自动数据采集及分析系统,研制了12项在役检查装备及工艺技术,形成了45份经国家核安全局验证的检验规程,开发了89件试验标准件,技术性能及指标满足相关标准和规范的要求,形成了AP1000核岛在役检查全套技术和装备,并通过能力验证平台,获得了国家核安全局的应用许可。

3)国际上率先完成了3AP1000机组核岛的全面役前检查,最早也最全面具备AP1000堆型关键部件自主化在役检查技术能力,技术成果考虑了核电二代、三代机组在役检查方面的共性特征,可兼容其它堆型机组役前及在役检查,应用范围广泛。

4)共申报发明专利及国防专利42项,实用新型专利23项,其中已授权的发明专利20项及国防专利3项,已授权的实用新型专利23项;申报的软件著作权9项,注册商标2项,总体技术水平国际领先。

十、完成人合作关系

序号

合作方式

合作者/

项目排名

合作时间

合作成果

证明材料

备注

1

共同研发

张志义/1

20135

至今

项目总策划,检查装置总体方案设计。

鉴定证书

/

2

共同研发

蔡家藩/2

20135

至今

项目技术负责人,反应堆压力容器顶盖贯穿件检验技术负责人、方法研究,J型焊缝检验技术研究技术负责人。

鉴定证书

/

3

共同研发

许远欢/3

20135

至今

反应堆压力容器检验技术和能力验证负责人。

鉴定证书

/

4

共同研发

周礼峰/4

20135

至今

蒸汽发生器与主泵焊缝检查装置技术负责人。

鉴定证书

/

5

共同研发

廖述圣/5

2013.05

至今

蒸汽发生器涡流检验技术负责人。

鉴定证书

/

6

共同研发

聂勇/6

20135

至今

项目总体策划,超声仪及软件开发。

鉴定证书

/

7

共同研发

杨崇安/7

20135

至今

检验技术总体方案编制。

鉴定证书

/

8

共同研发

王俊涛/8

20135

至今

设备焊缝装置设计、RCCA装置研制技术负责人。

鉴定证书

/

9

共同研发

申国锋/9

20135

至今

压力容器主管道焊缝检验技术负责人。

鉴定证书

/

10

共同研发

官益豪/10

20175

至今

负责技术准备和现场应用总体负责。

鉴定证书

/

11

共同研发

杨勇/11

20135

至今

负责在役检查项目技术要求开发。

鉴定证书

/

12

共同研发

朱性利/12

20135

至今

涡流检测软件技术负责人。

鉴定证书

/

13

共同研发

尹鹏/13

20135

至今

设备焊缝检验技术研究试验。

鉴定证书

/

14

共同研发

吴东栋/14

20135

至今

RCCA、蒸汽发生器与主泵连接检查装置设计与调试。

鉴定证书

/

15

共同研发

卢威/15

20135

至今

反应堆压力容器检验研究试验,开发六关节机械手控制系统。

鉴定证书

/

 

 

004 

一、项目名称

《核用精密管材在线高速检测系统研制及应用》

二、主要完成单位

核动力运行研究所、中核武汉核电运行技术股份有限公司

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:本项目所研制核级管材在线高速检测系统可实现生产线上的全自动在线超声/涡流检测。该系统已经成功应用于核动力装置的燃料包壳管的在线无损检测。该检测系统还可用于民用类型核设施的燃料包壳管、蒸汽发生器传热管等核级管材的在线检测。该系统的应用,提高了精密管材的检测精度,防止具有微小缺陷的管材进入到核反应堆运行环节,保证了核燃料安全和核动力装置的运行安全,具有重大军事效益和社会效益。可推广到民用核级管材生产企业和其他行业精密管材生产企业。主要完成单位及主要完成人排序无异议,同意提名湖北省科学技术进步一等奖。

四、项目简介

习主席要求重视核动力装置的安全问题,并提出“绝对安全”的质量目标。核级管材在核动力装置服役期内长期工作于高辐照、腐蚀性等极端苛刻的环境中,承受高温、高压流体冲击,是核动力装置的第一、第二道核安全屏障。因此,对核动力装置所使用的核级管材制造期间的质量控制提出了极高的要求。这类管材的主要特点就是:管材的材料均为有色金属及其合金,管材的尺寸精度、形位精度和管材的表面光洁都有很高要求,并要求检测出管材的微小缺陷。针对上述情况,就对核级管材的检测效率和检测能力提出了极高的要求。目前该系统主要依靠国外进口。

本项目所研制核级管材在线高速检测系统可实现生产线上的全自动在线超声/涡流检测。采用高频水浸聚焦超声技术实施缺陷超声检测;研制的高速旋转头装置和检测主机以及高速并行超声仪实现管材的高速检测。通过电容耦合方式解决了高速旋转条件下超声探头信号的无线传输问题。研发高精度的检测探头实现微小缺陷的探测。研制的低噪声高效率的控制系统,降低控制系统噪声对超声信号的影响。开发的超声自动采集及分析软件、涡流自动采集及分析软件实现检测数据的自动分析,配合自动控制软件控制高效协调各个部件之间的动作,实现不良品管材的自动标记及自动分拣。

该系统可以探测0.025mm深度的缺陷,管材的直径、壁厚测量精度可达0.008mm,满足了核级管材的高质量检测要求。旋转头转速可达6000RPM,管材行进速度可达15m/s,可以实现管材的高速高效检测,满足现有军用核动力装置的管材检验需求。

主要的科技创新性和先进性如下:

1)超声信号无线无源传输。针对管材检测中的超声探头信号传输,采用高速旋转空气耦合电容实现超声信号的无线无源传输,成功解决了高速旋转状态下的超声信号传输难题。申请实用新型专利1项:一种旋转超声探头的信号传输装置(申请号:201521129697.9

2)多通道高重复频率数据实时采集传输储存技术。研制高速并行超声仪,并采用上位机和下位机配合的方式,实现了高重复频率数据的采集和实时传输。

3)微小缺陷检测技术。研制了高精度高频宽带点聚焦探头,结合精密的探头调整机构及电噪声抑制技术,实现了0.025mm深微小缺陷的探测能力。

4)高精度外径壁厚测量技术。开发了频谱超声共振和离散曲线周期对比算法,壁厚和外径测量精度均达到0.008mm;申请发明专利1项:薄壁结构超声共振测厚频谱分析内插校正方法(申请号:201310750440.4

5)低噪声控制系统研制。降低系统电噪声对超声信号的干扰,提高了超声信号的信噪比,确保微小缺陷的检出。

可实现全自动在线检测。无需进行人工干预,可以自动完成管材上料,检测数据自动采集分析和储存,并根据检测结果自动完成管材分拣。

项目获得实用新型专利授权1项,受理专利1项(发明),登记软件著作权3项,发表文章1篇。

五、客观评价

该科技成果首次开发出核用精密管材高速在线无损检测系统。系统包括高速旋转头、高速并行超声仪及在线分析软件、低噪声控制系统、自动上下料机及高稳定性床身等,可实现核用精密管材微笑缺陷的高速(6000rpm)、高精度、高灵敏度在线检测,满足规范对检测能力和自动化生产线对检测效率的要求。

该项目获得实用新型专利授权1项,申请发明专利1项(已受理)。该成果已成功应用与燃料包壳管和精密管生产线,并可推广于其它合计管材生产线,具有较好的经济和社会效益。成果达到国际先进水平。

六、推广应用情况

该系统已经在浙江久立特材科技股份有限公司成功应用于核动力装置的燃料包壳管的在线无损检测。该检测系统还可用于民用类型核设施的燃料包壳管、蒸汽发生器传热管等核级管材的在线检测。通过本项目研究掌握的微小缺陷检测技术、外径壁厚测量技术、高速并行超声仪研制、低噪声控制技术等,可应用于其他类似薄壁管材的检查中。该系统的应用,提高了精密管材的检测精度,防止具有微小缺陷的管材进入到核反应堆运行环节,保证了核燃料安全和核动力装置的运行安全,具有重大军事效益和社会效益。可推广到民用核级管材生产企业和其他行业精密管材生产企业。

七、主要知识产权目录

序号

知识产权类别

知识产权具体名称

国家(地区)

授权号

权利人

发明人

知识产权

有效状态

1

实用新型专利

一种旋转超声探头的信号传输装置

中国

CN 205449896 U

核动力运行研究所

丁冬平等

已授权

2

发明专利

薄壁结构超声共振测厚频谱分析内插校正方法

中国

CN104748704A

核动力运行研究所

谢航等

已受理

3

专著论文

基于内插频谱校正方法的超声共振测厚

中国

 

核动力运行研究所

谢航等

已发布

4

软件登记

小径管报告协作管理软件

中国

 

核动力运行研究所

陈姝等

已授权

5

软件登记

小径管管材检测系统超声采集软件(UTStudio_TESC

中国

 

核动力运行研究所

张益成等

已受理

6

软件登记

TESC-200型超声波和涡流联合自动检验系统控制软件

中国

 

核动力运行研究所

冯美名等

已受理

 八、主要完成人情况

序号

姓名

行政

职务

技术

职务

工作

单位

对本项目技术创造性贡献

1

 

高级

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

作为项目成员之一,负责超声检测技术研究、探头设计选型、超声检测信号无线无源传输技术研究。并作为项目总协调员,在项目初期阶段,大量参与试验样机的调试并配合项目组成员完成大量的设备性能试验,在工程样机阶段又全程参与。在装置研究过程中,完成大量的超声检测信号无线无源传输技术性能试验,开展超声探头性能和检验方案试验。采用了多项技术创新,研制的8通道高速旋转空气耦合电容解决了超声信号传输的难题。配合项目团队完成各子系统的测试与集成。

2

张益成

高级

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

作为项目成员之一,负责超声检测技术研究、信号处理算法研究。在项目初期阶段,大量参与试验样机的调试并配合项目组成员完成大量的设备性能试验,在工程样机阶段又全程参与。在装置研究过程中,完成信号处理算法测试,开展超声探头性能和检验方案试验。采用了多项技术创新,开发了频谱超声共振和离散曲线周期对比算法,壁厚和外径测量精度均达到0.008mm。配合项目团队完成各子系统的测试与集成。

3

 

高级

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

作为项目成员之一,负责参与控制系统总体技术方案的设计与制造。在项目初期阶段,大量参与试验样机的调试并配合项目组成员完成大量的设备性能试验,在工程样机阶段又全程参与。在装置研究过程中,完成控制系统软件编写,并开展检测系统软件功能试验以及与辅助系统的协调功能测试。采用了多项技术创新,研制的高速并行超声仪及配套在线实时检测与分析软件,实现了管材检验数据的自动分析及超差管材的自动筛选。配合项目团队完成各子系统的测试与集成。

4

冯美名

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

作为项目成员之一,参与控制系统总体技术方案的设计与制造,负责控制系统管理软件设计与编写。检测管理软件设计、编码,主要功能包括:检测计划的创建、检测过程控制以及检测过程记录;检测报告生成与维护模块设计、编码,主要功能包括报告合并、报告格式转换以及报告统计等;涡流检测软件系统设计、编码以及测试,主要包括信号采集、信号分析以及检测记录的生成;系统整体连接与调试,实现超声、涡流检测的联合自动检测功能。配合项目团队完成各子系统的测试与集成。

 

5

崔洪岩

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

作为项目成员,在装置研究过程中,完成涡流探头性能和检验方案试验。采用了多项技术创新,配合项目团队完成各子系统的测试与集成。在项目的整体设计中采用了多项技术创新,对该项目中的涡流检验技术进行研究、实验并总结归纳;形成一套可实际应用的检验技术。

6

丁冬平

研究员级高级工程师

核动力运行研究所

作为项目负责人之一,负责检查装置的设计、加工、调试。在项目初期阶段,大量参与试验样机的设计,加工调试并配合项目组成员完成大量的设备性能试验,在工程样机阶段又全程参与。在装置设计中,采用了多项技术创新,研制的8通道高速旋转空气耦合电容解决了超声信号传输的难题;研制的探头参数调整机构解决了超声探头参数调整与锁定的难题;研制的高速高精度旋转头系统实现了管材高速检测的难题。带领项目团队完成各子系统的测试与集成。

九、主要完成单位创新推广贡献

核动力运行研究所主导开发出核级管材在线高速检测系统,用于核动力装置中的燃料包壳管和核级精密管生产过程的质量检验和控制。采用水浸超声实施缺陷超声检测,利用高速旋转头装置和检测主机实现管材的高速检测。研制低噪声高效率的控制系统,降低控制系统噪声对超声信号的影响。开发控制软件控制高效协调各个部件之间的动作。研发高速并行超声仪和超声软件,采集和分析超声检测数据。实现了核级管材微小缺陷的高速(6000RPM)、高精度、高灵敏度在线检测,满足规范对检测能力和自动化生产线对检测效率的要求。核动力运行研究所采用的多项创新技术成功应用于该项目,并将其投入到实际的核动力装置关键部件的生产过程中,对核动力装置的安全运行提供高质量的保障服务。

十、完成人合作关系说明

序号

合作

方式

合作者/

项目排名

合作

时间

合作

成果

证明

材料

备注

1

共同研发

  /1

201.05-

2016.03

完成信号无线无源传输技术性能试验,研制的8通道高速旋转空气耦合电容。

鉴定证书

 

2

共同研发

张益成/2

201.05-

2016.03

开发了频谱超声共振和离散曲线周期对比算法,壁厚和外径测量精度均达到0.008mm

鉴定证书

 

3

共同研发

  /3

201.05-

2016.03

完成控制系统软件编写,并开展检测系统软件功能试验以及与辅助系统的协调功能测试。

鉴定证书

 

4

共同研发

冯美名/4

201.05-

2016.03

检测管理软件设计、编码,配合项目团队完成各子系统的测试与集成。

 

鉴定证书

 

5

共同研发

崔洪岩/5

201.05-

2016.03

涡流探头设计,并形成一套可实际应用的检验技术。

鉴定证书

 

6

共同研发

丁冬平/6

201.05-

2016.03

研制的8通道高速旋转空气耦合电容;探头参数调整机构;高速高精度旋转头系统。

鉴定证书

 

 

 

005 

一、项目名称

《卧式蒸汽发生器一回路压力边界自动检测系统研制》

二、主要完成单位

核动力运行研究所、中核武汉核电运行技术股份有限公司

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:该项目自主研发了一套卧式蒸汽发生器一回路压力边界自动检测系统,包括机械定位驱动装置、控制系统和控制软件、涡流超声数据采集和分析软硬件、视频检查和监控系统等。系统具备高精度定位及单管标定、高可靠性、智能视频纠差、全自动采集和缺陷自动定位等特点,实现对传热管和集流管集涡流、超声、视频于一体的联合自动检查。该项目主要完成单位及主要完成人排序无异议,同意提名湖北省科技进步一等奖。

四、项目简介

项目属于核动力装置无损检测技术领域。

核电厂蒸汽发生器的一次侧是核反应堆冷却剂(一回路)系统的压力边界,其面积占一回路压力边界的70%以上,与一回路其它压力边界共同构成防止放射性裂变产物逸出的第三道安全屏障。VVER堆型核电机组的卧式蒸汽发生器与M310堆型为代表的立式蒸汽发生器在结构上有较大的差异。卧式蒸汽发生器采用卧式双集流管结构,分别是一回路冷却剂入口集流管和一回路冷却剂出口集流管,两个集流管通过水平布置的传热管束相连接。由于传热管壁厚为1.5mm的薄壁管,而且运行工况十分恶劣,因此传热管是一回路压力边界中最为薄弱的环节。国际核电运行统计资料表明,约50%以上的在用蒸汽发生器均发生传热管不同程度的破损,国内外各核电国家均对传热管实施役前检查和在役检查。国际上卧式蒸汽发生器运行经验反馈表明管板(联系带)发生过裂纹,导致更换卧式蒸汽发生器。

卧式蒸汽发生器由于其特殊的结构,给检查工作带来一定的难度,主要是集流管深度大,传热管弯道多、弯曲半径小、管数多,以及材料均匀特性差。卧式蒸汽发生器的一回路压力边界主要包括有冷/热段水室(集流管)、管板(联系带)和传热管,其主要检测内容包括传热管及联系带涡流检查、集流管环焊缝超声检查、集流管内表面堆焊层视频检查。取得的创新性成果如下:

1)研发的双立柱结构和大回转支撑平台,增加了系统的刚性和周向运动精度,有效提高了机械定位驱动装置的整体性能。

2)研发的双离合摩擦传动探头输送装置,实现了探头速度和扭矩的匹配,保证了探头传动的平稳性和可靠性,避免了探头断裂在传热管内的风险。

3)开发的运动逻辑保护、状态自诊断、故障报警等技术,确保了设备的安全性和可靠性。

4)开发的全自动双探头数据采集技术,显著提高检测速度和降低人因失误风险。

5)基于高清视觉的管位图像识别技术,实现了管板管位坐标的图像自动识别和位置偏差的智能调整,将定位误差控制在0.5mm内。

6)开发的信号趋势特征分析和结构信号的快速识别方法,实现了传热管涡流信号缺陷位置自动定位,提高了缺陷分析的准确性和分析效率。

该成果具有自主知识产权,共申报15项发明专利(已受理),获得15项实用新型专利授权,登记软件著作权2件,技术水平国际领先,已成功应用于田湾核电厂3号和4号机组的役前检查,可推广应用于国内外卧式蒸汽发生器的检查,经济和社会效益显著。

通过本项目的研发,满足了我国核电VVER堆型卧式蒸汽发生器无损检测的需求,同时打破了国外对此技术领域的垄断,实现了我国自主同类产品的国产化,不仅满足了我国核电机组发展的需要,同时也为我国自主设备走向国外市场打下了坚实的基础。

五、客观评价

该项目自主研发了一套卧式蒸汽发生器一回路压力边界自动检测系统,包括机械定位驱动装置、控制系统和控制软件、涡流超声数据采集和分析软硬件、视频检查和监控系统等。系统具备高精度定位及单管标定、高可靠性、智能视频纠差、全自动采集和缺陷自动定位等特点,实现对传热管和集流管集涡流、超声、视频于一体的联合自动检查。

该成果具有自主知识产权,共申报15项发明专利(已受理),获得15项实用新型专利授权,登记软件著作权2件,技术水平国际领先,已成功应用于田湾核电厂3号机组的役前检查,可推广应用于国内外卧式蒸汽发生器的检查,经济和社会效益显著。

六、推广应用情况

该项目所研发的技术和装备已在江苏核电有限公司34号机组的蒸汽发生器的役前检查中成功应用。完成了六台的传热管涡流检查、联系带涡流检查、集流管连接焊缝超声波检查、集流管内表面CCTV检查。项目实施过程中,设备性能可靠、稳定,故障率较国外同类产品明显降低。得到了业主方和外方(俄罗斯)的高度评价。在实施三号机组检查过程中,俄方专程派遣了技术人员对本项目进行了跟踪和了解,对研发的设备表现出了浓厚的兴趣。

七、主要知识产权证明目录

序号

知识产权类别

知识产权名称

国家

(地区)

授权号

权利人

发明人

知识产权有效状态

1

发明专利

卧式蒸汽发生器传热管涡流检测用探头垂直推拔式装置

中国

201310749633.8

核动力运行研究所

朱良,吴海林,丁冬平等

实质审查中

2

实用新型专利

一种蒸汽发生器传热管涡流检测的旋转平台

中国

ZL 2014 2 0857898.X

201410848230.3

核动力运行研究所

朱良,吴海林,王家建等

已授权

3

发明专利

一种蒸汽发生器传热管涡流检测的探头回收装置

中国

201420857545.X

核动力运行研究所

朱良,丁冬平,吴海林,王家建等

发明专利实质审查中

实用新型已授权

4

实用新型专利

一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置

中国

ZL 2015 2 1134587.1

201511028074.7

核动力运行研究所

朱良,王家建,秦华容,丁冬平,吴海林

已授权

5

发明专利

一种蒸汽发生器传热管涡流检测的升降装置

中国

201410844595.9

核动力运行研究所

朱良,王家建,秦华容,丁冬平,吴海林

实质审查中

 

6

发明专利

一种基于磁式传感器涡流探头位置检测装置

中国

201511020269.7

核动力运行研究所

秦华容,吴海林,王家建,朱良

发明专利实质审查中,实用新型已授权

7

发明专利

一种VVER蒸汽发生器传热管涡流检测系统定位方法

中国

201510823906.8

核动力运行研究所

陈姝,李宜全,夏莉萍,张志义等

实质审查中

8

软件登记

传热管涡流检测数据采集软件

中国

0360779

中核武汉核电运行技术股份有限公司

 

0360779

9

软件登记

传热管涡流检测数据分析软件

中国

0268457

中核武汉核电运行技术股份有限公司

 

0268457

10

专著论文

卧式蒸汽发生器传热管涡流检测缺陷信号测量准确性分析

中国

无损检测

中核武汉核电运行技术股份有限公司

曾玉华,吴海林,,韩捷,王家建,陈霞,陈胜宇

无损检测

八、主要完成人情况

序号

姓名

行政

职务

技术

职务

工作

单位

对本项目技术创造性贡献

1

王家建

高级

工程师

核动力运行研究所

作为项目负责人,全程参与了整个项目的立项、研究和验收的全过程。项目前期主要负责课题需求分析、技术规格书的编制,技术方案和路线的确定。项目实施过程中,主要负责进度安排和人员协调以及各专业方法的定型评审、课题管理和后期的设备测试和项目验收等工作。

2

朱良

工程师

核动力运行研究所

整体规划,关键技术问题的处理以及机械检查装置的设计、加工工艺和装配工艺的研制。主要创新包括:1)   采用的双立柱结构和大回转支撑技术,增加了系统的刚性和周向运动精度,有效提高了机械定位驱动装置的整体性能。2)   探头输送装置采用了一种新型的双离合摩擦传动设计,实现了探头速度和扭矩的匹配,保证了探头传动的平稳性和可靠性,避免了探头断裂在传热管内的风险。

3

秦华容

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

负责控制系统的电气设计、调试和验收。基于ETHERCAT工业总线技术,采用分布式控制系统结构,和以前的集中式控制结构相比,大大减少了电缆数量,提高了系统的可靠性;同时首次尝试将PWM脉宽驱动器应用于核设备超声检验系统中,并解决了由该脉宽驱动器带来的电磁干扰问题,改项技术填补了国内在该技术领域的空白,为公司其他类似项目的开展打下坚实的基础。

4

姚传党

助理

工程师

核动力运行研究所

本项目测试负责人,负责对项目研发成品的测试工作,并根据测试结果对系统存在的问题进行反馈,给出问题解决参考方案,同时还参与项目系统软件构架方案设计,根据测结果优化系统软件处理效率。同时根据项目研发成品实际运行状态收集相关数据进行整理,并根据实际需求进行相关优化改进。

5

胡啸

工程师

核动力运行研究所

设计与开发了超声检测机械装置,通过对伸展结构的紧凑型设计,既保证了设备在人孔处的几何通过性,又保证了机械设备能够在容器内腔里充分展开,实现内壁检测,同时对伸展机构的布局进行了创新设置,使得设备的展开过程安全、可靠;通过对超声探头夹持器结构的创新性设计,使得探头的贴合效果更好,且一次性可携带10余个探头,可一次性完成扫查;通过对模块的安装结构进行合理设计,大幅缩短了设备更换工具所用时间,提高了设备安装便捷性。

6

葛亮

高级

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

焊缝超声检查的测试负责人,负责对焊缝超声检查的测试工作,并根据测试结果对系统存在的问题进行反馈,给出问题解决参考方案,同时还参与项目系统软件构架方案设计,根据测测结果优化系统软件处理效率

7

吴海林

研究员

中核武汉核电运行技术股份有限公司

1.基于EtherCAT工业网络的高精度和可靠性控制系统设计、安装、调试;2.涡流检测信号的低噪声电磁兼容设计、安装、调试;3.涡流检测滑刷的结构设计;4.自动检测系统的远程数据传输和控制系统设计、安装、调试。

8

熊昌怀

研究员

核动力运行研究所

系统总计策划及设计,负责把握技术方向及提供指导,提出了的整套装置的结构,提高了机械装置的定位精度。

9

杨兴旺

高级

工程师

江苏核电有限公司

主要参与项目的评审和前期用户需求评价,另外在工程验证阶段,负责组织实施现场验证,为后续的设备改进提供了基础。

10

崔方水

研究员

江苏核电有限公司

主要负责项目的关键环节评审和过程中节点控制。在本项目的实施过程中,参与了项目技术方案的设计、现场应用等阶段的工作。

11

魏国军

高级

工程师

江苏核电有限公司

在本项目的实施过程中,主要参与了项目技术方案的设计、实际应用验证等阶段的工作,包括探头推拔器驱动轮、探头门以及设备主体支撑等结构的设计,提出了适用的新型方案。另外在工程验证阶段,负责组织实施现场验证,为后续的设备改进提供了基础。

九、主要完成单位及创新推广贡献

单位名称:核动力运行研究所、中核武汉核电运行技术股份有限公司

主要贡献:核动力运行研究所是整个项目的总体牵头实施单位,项目资金、科研人员均来源于核动力运行研究所。在本项目的研发过程中,不仅给予了人力、物力和财力的支持,同时还提供了场地、硬件设备、软件设施等。主要贡献如下:

1)研发的双立柱结构和大回转支撑平台,增加了系统的刚性和周向运动精度,有效提高了机械定位驱动装置的整体性能。

2)研发的双离合摩擦传动探头输送装置,实现了探头速度和扭矩的匹配,保证了探头传动的平稳性和可靠性,避免了探头断裂在传热管内的风险。

3)开发的运动逻辑保护、状态自诊断、故障报警等技术,确保了设备的安全性和可靠性。

4)开发的全自动双探头数据采集技术,显著提高检测速度和降低人因失误风险。

5)基于高清视觉的管位图像识别技术,实现了管板管位坐标的图像自动识别和位置偏差的智能调整,将定位误差控制在0.5mm内。

6)开发的信号趋势特征分析和结构信号的快速识别方法,实现了传热管涡流信号缺陷位置自动定位,提高了缺陷分析的准确性和分析效率。

十、完成人合作关系

序号

合作

方式

合作者/

项目排名

合作

时间

合作

成果

证明

材料

备注

1

共同研发

王家建/1

2013.3-

2017.12

项目负责人,机械装置、控制系统和软件的技术方案和路线的确定。

专利证书

 

2

共同研发

朱良/2

2013.3-

2017.12

负责机械装置总体结构设计,涡流检查装置的设计。

专利

证书

 

3

共同研发

秦华容/3

2013.3-

2017.12

负责控制软件的设计、编码和调试。

专利

证书

 

4

共同研发

姚传党/4

2013.3-

2017.12

负责控制系统的电气设计、调试和验收。

专利

证书

 

5

共同研发

胡啸/5

2013.3-

2017.12

负责涡流采集/分析软件开发。

专利

证书

 

6

共同研发

葛亮/6

2013.3-

2017.12

负责整套系统的设计优化及改进。

专利

证书

 

7

共同研发

吴海林/7

2013.3-

2017.12

负责超声检查机械装置结构设计

专利

证书

 

8

共同研发

熊昌怀/8

2013.3-

2017.12

负责涡流检查探头的设计,制造。

专利

证书

 

9

共同研发

杨兴旺/9

2013.3-

2017.12

负责超声检验技术研究。

专利

证书

 

10

共同研发

崔方水/10

2013.3-

2017.12

基于EtherCAT工业网络的高精度和可靠性控制系统设计、安装、调试。

专利

证书

 

11

共同研发

魏国军/11

2013.3-

2017.12

负责项目总体技术方案的可行性审核;负责超声检验技术的可行性审核。

鉴定

证书

 

 

 

006

一、项目名称

《蒸汽发生器二次侧管板爬行式水力清洗机器人研制与应用》

二、主要完成单位

核动力运行研究所、中核武汉核电运行技术股份有限公司

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:水力清洗的机器人技术对于核电站安全运行、经济利益及社会效益等具有重要意义,为以AP1000核电机组为典型代表的SG避免传热管腐蚀破损、改善换热效率,保证SG安全运行提供有力保障。其定位爬行方式设计理念、双层多齿形凹槽结构、喷嘴连杆传动双轴反向同步摆动设计等方面实现了自主创新,拥有完全的自主知识产权,同行业达到国际领先水平,其中夹爪夹持、自适应定位、安全等性能优于国外系统。该项目应用情况良好,安全性、可靠性、有效性得到充分验证,取得了显著的社会经济效益。主要完成单位和主要完成人排序无异议,同意提名湖北省科技进步一等奖。

四、项目简介

该项目所属科学技术领域为核电运行及检测技术。

针对于大型蒸汽发生器(下文简称SG),以AP1000SG为典型代表,由于其内径相对较大,传热管呈密布转角正三角形排列,管束间距小,需要清洗的管列数多,传统的安装在手孔上方的泥渣枪不再合适,为有效去除其二次侧管板泥渣沉积的问题,有必要开展专项技术研究。结合大型SG管板中 心管廊的特征,清洗机器人采用在二次侧管板上方爬行的方式进行,其基本研究思路为,以SG中心管廊两侧的传热管作为支撑点,机器人携带高压软管和喷组组件,在中心管廊爬行步进,通过喷嘴的对称往复摆动运动,实现对管廊两侧各个管列从中心至外环廊区域的清洗。

该项目创新性与先进性:

1)机器人单侧采用以传热管作为定位基准的双层多齿形凹槽夹爪结构,能够保证机器人运动的精确性、夹持的稳定性以及定位的自适应性。

2)机器人前端携带左、右对称摆动的90°直向、30°(150°)斜向喷嘴组件,能够实现全管板无盲区、高效率清洗。

3)机器人夹爪的双向可逆设计、有限夹持力设计、与传热管接触部分材料选择以及安装与送入蒸发器内部时的安全防护设计,能够保证清洗全过程中不伤害主体设备,意外时安全取出。

该项目主要技术指标 :

1)由于机器人步进动作依赖于传热管完成,因此机器人步进运动定位误差为零;

2)机器人清洗最高设计压力250bar,工作压力200bar

3)管板清洗无盲区:直枪同时实现垂直于中心管廊方向4个管列清洗,斜枪同时实现30°或150°方向2个管列清洗,直枪流量≥100L/min,斜枪流量≥50 L/min

4)直枪、斜枪喷嘴组件均包含左右对称布置的2个喷嘴块,2个喷嘴块摆动方向相反,速度相同;

5)机器人通过考核试验,200bar工作压力下,连续步进150步,每步摆动20次时安全无故障。

蒸汽发生器管板爬行式水力清洗机器人为原创技术,我所拥有完全的自主知识产权,同行业达到国际领先水平,该项目将为以AP1000核电机组为典型代表的SG避免传热管腐蚀破损、改善换热效率,保证SG安全运行提供有力保障。

该项目在研制和试验完成后,自2016起已分别在三门核电站和山东海阳核电站SG上方实施,应用情况良好,安全性、可靠性、有效性得到充分验证。该项目利用换热管作为支撑,通过气缸和夹爪的配合实现直线运动并精确定位的设计理念可以广泛推广,实施清洗或携带专用工具实施视频检查、异物抓取等,产生更多的军事效益和社会效益。

五、客观评价

该项目针对大型结构的蒸汽发生器,成功研制了一套蒸汽发生器二次侧管板爬行式水力清洗的机器人系统,该机器人能够实现精确步进和定位,并通过采用不同形式的枪头,实现管板全范围覆盖,使管板泥渣得以全面清除。为提高蒸汽发生器二次侧管板的清洁度、减少腐蚀产物沉积,降低传热管破损机率,保证传热管运行安全提供保障。清洗机器人已在核电机组多次成功实施应用,其关键技术可推广至更广泛的领域,具有良好的经济效益和社会效益。

六、推广应用情况

20162月开始,在山东核电有限公司一期工程役前检查、三门核电厂役前检查过程中,本项目研制的基于管板爬行的高压水清洗机器人已成功实施蒸汽发生器二次侧管板清洗任务。在清洗实施前,通过视频检查可以看到,管板上许多区域堆积有泥渣沉积物。在现场清洗执行完成后,通过视频检查结果可以看出,二次侧管板已经清洁,管板上方堆积的沉积物已清除,管板表面清晰可见,并且传热管管根也清晰可见。高压水清洗机器人的应用达到了理想效果,并且各项操作简单方便,它的成功研制为以AP1000核电机组SG为典型代表的大型SG的安全运行提供有力的保障。

目前,我所与三门核电有长期战略合作协议,我们也在努力与山东海阳核电建立长期战略合作协议,目前这两座核电厂共有4台机组,每台机组每年实施一次SG清洗,单次合同额为300万元,则我所年产值为1200万。而且三门核电与海阳核电的规划机组数量均为6台,总共12台,则未来我们的年产值应为3600万。可以预见的是,未来十年内,仅三门和海阳核电站,本项目所产生的经济效益将远远超过1亿元。

利用换热管作为支撑,实现精确定位,以及通过直线气缸和夹爪的配合实现直线运动的设计理念可以推广应用至核动力装置上方,通过爬行器携带视频内窥镜或其他专用工具,可实现自动化视频检查和异物抓取。该项目还可以广泛应用于核电、石油化工等各种热交换器上方实施自动化清洗。

七、主要知识产权目录

序号

类别

知识产权具体名称

国家

授权号

权利人

发明人

知识产权有效状态

发明专利

一种适用于管板高压水泥渣冲洗的爬行器

发明专利

ZL20131652772.9

核动力运行研究所

杨斌

已授权

发明专利

一种适用于泥渣冲洗设备的爬行器夹爪传动装置

发明专利

ZL201410849548.3

核动力运行研究所

杨斌、赵兴华、余汇涛、李莉、刘强、项萍

已授权

实用新型专利

一种适用于泥渣冲洗设备的双轴摆动减速器

实用新型专利

ZL20142866258.5

核动力运行研究所

杨斌、赵兴华、余汇涛、李莉、刘强

已授权

实用新型专利

传热管三角形排列的蒸汽发生器管板泥渣冲洗喷头

实用新型专利

ZL 201320559806.5

核动力运行研究所

杨斌、余汇涛、赵兴华、蒋心福

已授权

实用新型专利

一种适用于三角型AP1000蒸汽发生器的斜向喷嘴传动装置

实用新型专利

ZL201420858783.2

核动力运行研究所

杨斌、赵兴华、余汇涛、李莉、刘强、项萍

已授权

八、主要完成人情况

姓名

行政职务

技术职务

工作单位

对本项目技术创造性贡献

1.

杨斌

  

高级

工程师

核动力运行研究所

担任项目负责人,负责项目策划和总体设计,创新提出了基于蒸汽发生器管板爬行的冲洗机器人技术路线。突破了作业空间狭窄,设备进出通道小,冲洗反作用力大等技术壁垒,实现了基于传热管为基准的机器人爬行定位方法,解决了喷嘴定位精度受步进过程累计误差的影响;适用于中心管廊两侧管板同时冲洗的喷嘴组件对摆策略,大幅提高了冲洗效率;基于容器内狭窄空间作业的机器人安全防护策略和应急策略,保证了设备在作业过程中的安全性。

2.

余汇涛

高级

工程师

核动力运行研究所

总体负责控制系统的开发和设计,同时依据AP1000蒸汽发生器结构特征,在项目初期对机器人步进、定位、安装方式进行方案论证,对其喷嘴组件的运动方式进行方案论证。设计阶段负责爬行器夹爪夹持机构气动马达选型、喷嘴组件运动气动马达选型、气控回路总体设计;负责电控系统电气图设计、可编程逻辑控制回路设计、源程序编制以及上位机人机操作界面设计和机器人加工制造完成后的组装调试。试验阶段,编制试验大纲和试验方案,落实高压水系统与机器人系统的接口,落实机器人的各项考核试验。

3.

李莉

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

爬行器及喷嘴摆动系统气控系统设计:蒸汽发生器二次侧管板爬行式水力清洗机器人主要的执行元件为微型气动马达和气缸,针对其使用环境(湿度高)及运动方式(频繁换向、堵转),设计简单、可靠、易维护的气控回路。气动回路中的连接件和管线设计时考虑设备安装可靠性,维护便利性。根据其动作设计安全限位,保障设备安全;编制相关的图纸、设计说明书和操作维护手册(包括气动设备维护保养注意事项);参与设备调试试验(包括干态试验和带压试验)和现场使用技术保驾。

4.

刘强

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

机器人双轴摆动减速器结构设计:针对AP1000蒸汽发生器结构特征,基于中心管廊两侧管板同时冲洗的喷嘴组件对摆设计策略思路,提出连杆传动机构连杆传动结构,实现了单轴输入两侧双轴反向输出功能,通过限制滑竿的摆动角度就能同时限制两根输出轴的转动角度在规定范围内,同时连杆之间通过销钉铰链连接,没有积累间隙,在满足强度和刚度的要求下,负载的大小与传动间隙基本无。解决了采用齿轮减速器由于多个齿轮串联传动间隙过大的问题;该减速器适用于直枪喷嘴组件与斜枪喷嘴组件,保证设备零部件互换性。

5.

郝庆军

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

机器人喷嘴组件结构设计:根据总设计思路设计有直向喷嘴组件和斜向喷嘴组件两种形式,确保冲洗覆盖所有蒸发器传热管管间,每组喷嘴组件包含两个喷嘴块,其摆动方向相反,速度相同。其中斜向喷嘴组件采用锥齿轮配合连杆传动机构,实现单侧斜向喷嘴组件,同时同步摆动功能;斜向喷嘴位置精度易保证,通过加工中心保证壳体的相关位置精度就能够间接控制喷嘴摆动位置精度;将冲洗30度和150度斜向冲洗区域的喷嘴集中到一个组件上,当设备从两侧手孔进入时,能够覆盖管板的全部斜向冲洗区域,保证了设备功能满足要求。

6.

刘江龙

工程师

三门核电有限公司

明确AP1000蒸汽发生器的主要的技术指标及应用条件、现场的实施环境。积极参与到项目评审及试验、应用与验收的各个阶段。在蒸汽发生器二次侧管板爬行式水力清洗机器人的设计中,从用户的角度,提出需要重点考虑的内容:设备防异物措施;爬行组件与蒸汽发生器主设备接触部位材料选择需考虑强度,不能损伤主设备;机器人在意外断电断气的情况的安全保护措施;设备操作方式尽量减少人员剂量。设备现场使用时,组织人员培训及准备预案。

7.

胡卉桦

工程师

核动力运行研究所

机器人抽吸、环流结构设计:针对AP1000蒸汽发生器手孔及管板结构特征,考虑蒸发器防异物要求根据总体设计思路设计抽吸、环流及辅助安装等设备,确保冲洗回路循环完整,其中抽吸组件直接从手孔安装,布置在管板外环廊的凹槽,法兰处的不锈钢接头与抽吸系统相连。环流组件通过手孔固定,冲洗范围覆盖管板外环廊大部分区域。辅助安装包括滑板和推杆,方便冲洗泥渣枪前期安装,设备安操作简单一次到位,降低了工作劳动强度,减少人员受照剂量;

项目相关其它图纸审核,确保图纸符合设计要求,确保设计文件严谨性。

8.

刘洋

工程师

核动力运行研究所

调试试验总体负责人:根据设计要求,在设备加工完成时,组织协调安排调试试验,积极参与项目设计前期设计评审,从功能验证角度,提出辅助安装等工具设计建议。编制试验大纲及详细试验步骤,确保验证试验数据准确可信,提前进行高压水冲洗试验安全分析,过程中详细记录试验过程中数据,通过试验结论对比提出部分合理建议。试验充分验证设备各项功能及参数,为研发人员设备改进提供详细数据支撑。

9.

蒋兴福

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

机器人由人手动通过手孔安装至蒸发器管板上,因手孔空间狭小。设计专用辅助安装及拆卸工具。其包括固定滑板、翻转滑板及推杆等。使用中将爬行器搁置在固定滑板上,并依靠管线手动递送设备向前,然后将推杆向前推送使翻转滑板翻到水平状态,继续向前推送设备至设备完全搁置在翻转滑板上时,慢速释放推杆使翻转滑板向下翻转并与管板接触,继续推送爬行器至其完全落到管板上时,将安装/拆卸工具抽出。经试验验证,该专用工具满足机器人辅助安装要求。

10.钱艳平

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

参与控制系统的开发和设计,设计阶段参与爬行器夹爪夹持机构气动马达选型、喷嘴组件运动气动马达选型、气控回路总体设计,气动回路中的连接件和管线设计时考虑设备安装可靠性,维护便利性;参与电控系统电气图设计、可编程逻辑控制回路设计、源程序编制以及上位机人机操作界面设计和机器人加工制造完成后的组装调试。试验阶段,参与机器人的各项考核试验。

  九、主要完成单位创新推广贡献

确定总体设计思路、完成总体方案策划。设备机械结构设计开发,包括机器人爬行器、摆动组件结构设计、总体控制系统的开发和设计、机器人气控、电控选型、抽吸环流回路结构设计及参与调试实验等。

创新提出了基于蒸汽发生器管板爬行的冲洗机器人技术路线。突破了作业空间狭窄,设备进出通道小,冲洗反作用力大等技术壁垒,实现了基于传热管为基准的机器人爬行定位方法;

负责控制系统的开发和设计,在项目初期对机器人步进、定位、安装方式进行方案论证及机器人气控、电控选型等,项目相关其它图纸审核,确保图纸符合设计要求,确保设计文件严谨性;

抽吸环流等辅助安装设备设计,安装操作简单,降低了工作劳动强度,减少人员受照剂量;

编制试验大纲及详细试验步骤,确保验证试验数据准确可信,通过模拟体试验充分验证设备各项功能及参数,为研发人员设备改进提供详细数据支撑。

1)第二完成单位:中核武汉核电运行技术股份有限公司

中核武汉核电运行技术股份有限公司组织本单位技术人员和管理人员积极参与项目设计、实验等各个阶段工作。对本项目技术创造性贡献包括:

爬行器及喷嘴摆动系统气控系统设计:设计简单、可靠、易维护的气控回路,设计时考虑设备安装可靠性,维护便利性;

针对设计思路,提出连杆传动机构连杆传动结构,实现了单轴输入两侧双轴反向输出功能,通过限制滑竿的摆动角度就能同时限制两根输出轴的转动角度在规定范围内,解决了采用齿轮减速器由于多个齿轮串联传动间隙过大的问题;

设计了直向喷嘴组件和斜向喷嘴组件两种形式,确保冲洗覆盖所有蒸发器传热管管间,保证了设备功能满足要求;

参与设备调试试验(包括干态试验和带压试验)和现场使用技术保驾,保证设备安全稳定运行。

十、完成人合作关系说明

序号

合作

方式

合作者/

项目排名

合作时间

合作成果

证明

材料

备注

1

共同

立项

杨斌

201107201409

爬行器及喷嘴摆动系统气控系统设计

《一种适用于泥渣冲洗设备的爬行器夹爪传动装置》

鉴定

证书

 

2

共同

立项

余汇涛

201001201409

总体负责控制系统的开发和设计

《一种适用于泥渣冲洗设备的爬行器夹爪传动装置》

鉴定

证书

 

3

共同

立项

李莉

201107201409

爬行器及喷嘴摆动系统气控系统设计

《一种适用于泥渣冲洗设备的爬行器夹爪传动装置》

鉴定

证书

 

4

共同

立项

刘强

201407201409

机器人双轴摆动减速器结构设计

《一种适用于泥渣冲洗设备的爬行器夹爪传动装置》

鉴定

证书

 

5

共同

立项

郝庆军

201303201409

机器人喷嘴组件结构设计

AP1000SG泥渣枪工程应用研究》

鉴定

证书

 

6

产业

合作

刘江龙

201108201409

AP1000SG泥渣枪工程应用研究》

鉴定

证书

 

7

共同

立项

胡卉桦

201109201409

机器人抽吸、环流结构设计

AP1000SG泥渣枪工程应用研究》

鉴定

证书

 

8

共同立项

刘洋

201307201409

调试试验总体负责人

AP1000SG泥渣枪工程应用研究》

鉴定

证书

 

9

共同

立项

蒋兴福

201107201409

AP1000SG泥渣枪工程应用研究》

鉴定

证书

 

10

共同

立项

钱艳平

201306201409

AP1000SG泥渣枪工程应用研究》

鉴定

证书

 

 

 

007

一、项目名称

《基于MAAP5的严重事故模拟机研制》

二、主要完成单位

核动力运行研究所、中核武汉核电运行技术股份有限公司

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:本项目属于核电运行仿真技术领域。国内首次采用MAAP5FSS集成的方法开发了严重事故模拟机,满足严重事故相关培训演练和仿真验证的需求。满足核电厂运行人员、严重事故管理人员和安全相关人员进行严重事故处理及管理的培训需求,提高核电站相关人员对严重事故现象的认识及对事故工况预防缓解措施的处理能力。目前已经应用于先进核电厂设计验证平台开发、福清3&4机组严重事故模拟机、方家山1&2机组严重事故模拟机开发以及秦山一期严重事故模拟机,创造经济效益2000万。经过专家鉴定达到国际先进水平,有良好的社会经济效益和推广应用前景。本项目主要完成单位和主要完成人排序无异议,同意提名湖北省科技进步一等奖。

四、项目简介

为了满足核电厂运行人员、严重事故管理人员和安全相关人员进行严重事故处理及管理的培训需求,提高核电站相关人员对严重事故现象的认识及对事故工况预防缓解措施的处理能力,满足核工程设计院进行严重事故相关工程仿真验证的需求,项目基于全范围模拟机(FSS)的架构,集成了严重事故分析软件(MAAP5),开发出严重事故模拟机。它可以用于严重事故实时模拟培训和严重事故管理导则验证、演练,支持严重事故监测系统开发。

主要创新点:

1)国内首次采用MAAP5FSS集成的方法开发了严重事故模拟机,满足严重事故相关培训演练和仿真验证的需求;

2)通过对MAAP5的改造,实现了MAAP5FSS的跨平台协同交互及实时计算,能够计算从正常运行工况、设计基准事故到严重事故的连续模拟;

3)将FSS上原有的运行/冻结,快照/复位/回溯,故障插入,就地操作等功能直接引入MAAP5程序中,实现了多重故障序列的自由组合及实时插入,为严重事故相关的培训、设计验证提供有效手段,通过进一步研究开发,可为严重事故下的应急决策提供支撑。

经过专家鉴定达到国际先进水平,有良好的社会经济效益和推广应用前景。

五、客观评价

本成果通过将成熟的一体化严重事故分析软件MAAP5与核电厂现有FSS集成,实现对严重事故阶段模拟功能的扩展,从而为电厂进行严重事故管理导则培训演练和考核提供有效的手段。满足核电厂运行人员、严重事故管理人员和安全相关人员进行严重事故处理及管理的培训需求,提高核电站相关人员对严重事故现象的认识及对事故工况预防缓解措施的处理能力。

六、推广应用情况

目前已经应用于中广核工程设计有限公司的先进核电厂设计验证平台开发、福清3&4机组严重事故模拟机、方家山1&2机组严重事故模拟机开发以及秦山一期严重事故模拟机,创造经济效益2000万。同时,该产品还可以推广到国内外其他核电厂及核工程设计院进行严重事故相关培训、演练及设计验证工作,初步测算未来5年内还将创造1个亿以上的经济效益。

七、主要知识产权目录

 序号

知识产

权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权号

权利人

发明人

知识产权有效状态

1

发明专利

基于时域控制技术的变步长多程序同步技术计算系统及方法

中国

201710561982.5

核动力运行研究所

魏巍

已受理

2

软件登记

核电厂严重事故仿真计算软件SimSA

中国

2015SR029601

核动力运行研究所

魏巍、陈艳芳

已获权

 八、主要完成人情况

序号

姓名

行政

职务

技术

职务

工作单位

对本项目技术创造性贡献

1

魏巍

高级

工程师

核动力运行研究所

项目负责人,负责项目总体设计、开发、集成、调试。

2

陈艳芳

高级

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

严重事故建模、严重事故场景3D画面设计及开发,测试不符合项修改

3

郭富德

高级

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

严重事故模型开发、模型调试,协助3D画面对点,测试不符合项修改

4

严舟

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

严重事故模型开发与调试,测试不符合项修改

5

冉晓隆

工程师

核动力运行研究所

系统集成、严重事故模型与模拟机系统的接口设计及开发,测试不符合项修改

6

侯雪燕

高级

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

平台开发、系统集成、通讯架构的设计及开发

7

彭波

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

严重事故显示界面开发,模型与画面的通讯程序开发

8

谭超

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

热工水力模型开发,模型切换功能的设计及实现

9

李青

研究员级高工

核动力运行研究所

系统总体架构技术顾问,需求确认

10

刘伟

研究员级高工

核动力运行研究所

仿真开发平台技术顾问,通讯技术支持

11

罗芳绘

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

堆芯物理模型开发及调试,测试不符合项修改

12

骆云

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

负责严重事故模拟机系统测试,完成测试规程及测试记录

13

陈云龙

工程师

核动力运行研究所

安全壳建模及调试,测试不符合项修改

14

方思聪

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

项目管理及协调

15

秦雄杰

工程师

中核武汉核电运行技术股份有限公司

系统环境搭建及维护

九、主要完成单位创新推广贡献

目前已经应用于中广核工程设计有限公司的先进核电厂设计验证平台开发、福清3&4机组严重事故模拟机、方家山1&2机组严重事故模拟机开发以及秦山一期严重事故模拟机,创造经济效益2000万。

十、完成人合作关系说明

序号

合作

方式

姓名

合作时间

合作成果

证明材料

备注

共同获奖

魏巍

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

陈艳芳

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

郭富德

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

严舟

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

冉晓隆

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

侯雪燕

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

彭波

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

谭超

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

共同获奖

李青

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

10 

共同获奖

刘伟

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

11 

共同获奖

罗芳绘

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

12 

共同获奖

骆云

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

13 

共同获奖

陈云龙

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

14 

共同获奖

方思聪

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

15 

共同获奖

秦雄杰

2014.1-2016.10

基于MAAP5的严重事故模拟机开发

获奖证书

 

 

 

008

一、项目名称

JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备

二、完成单位名称

中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所、湖北久之洋红外系统股份有限公司

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备综合采用多源红外图像采集/显控技术、热像仪高置信度智能检测技术、数字自检信号生成、数字图像转换技术及模拟、同步并行数字图像信号分时复用技术,研制了一种线阵制冷红外热像仪现场检测设备,首次实现了舰船用线阵制冷红外热像仪检测设备的小型化和智能化,实现了基于嵌入式平台的多源红外图像采集/显控、高置信度工作参数检测及故障定位,填补了国内外无舰艇光电设备用红外热像仪检测设备的空白。该项目研制技术难度大,创新性强,填补了国内空白,具有自主知识产权。本项目其总体性能先进,设备已交付湛江军械修理厂使用,该成果还可推广应用到我国其他军械修理厂,推广应用前景非常广阔,具有良好的经济、军事、社会效益。

提名该项目为湖北省科技进步二等奖。

四、项目简介

JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备属于自动化检测技术领域。

JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备实现舰艇现场为舰船光电系统用热像仪提供单独大功率直流工作电源,热像仪输出PAL制式模拟及12位数字视频显示,热像仪实时工作状态参数检测、定位故障点、坏元剔除及非均匀性校正等功能。

JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备综合采用多源红外图像采集/显控技术、热像仪高置信度智能检测技术、数字自检信号生成、数字图像转换技术及模拟、同步并行数字图像信号分时复用技术,研制了一种线阵制冷红外热像仪现场检测设备,首次实现了舰船用线阵制冷红外热像仪检测设备的小型化和智能化,实现了基于嵌入式平台的多源红外图像采集/显控、高置信度工作参数检测及故障定位,填补了国内无相应产品的空白。

JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备创新性强,拥有3项实用新型专利、2项软件著作权、发表论文1篇。该设备已交付湛江军械修理厂使用,简化了修理厂工作难度,提高了现场对热像仪故障判断的准确度,有效提升了维修效率。该成果还可推广应用到我国其他军械修理厂,推广应用前景非常广阔。

五、客观评价

该项目创新性强,填补了国内空白,具有自主知识产权,该设备已交付湛江军械修理厂使用,提高了对热像仪的现场保障能力。该成果还可推广应用到我国其他军械修理厂,具有良好的军事和经济效益。

六、推广应用情况

JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备创新性强,具有自主知识产权,该设备已交付湛江军械修理厂使用,降低了修理厂工作难度,提高了现场对热像仪故障判断的准确度。该成果还可推广应用到我国其他军械修理厂,推广应用前景非常广阔。

七、主要知识产权证明目录

序号

知识产权类别

知识产权

具体名称

国家

(地区)

授权号

权利人

发明人

或作者

1

实用新型专利

一种线阵制冷红外热像仪图像显示设备

中国

ZL201620174883.2

湖北久之洋红外系统股份有限公司

黄瑜侃、阮仁秋、郭良贤、赵思聪、唐培

2

实用新型专利

一种线阵288*4红外热像仪电源检测电路

中国

ZL201620301654.2

湖北久之洋红外系统股份有限公司

赵思聪、孙伟、郭良贤、阮仁秋、丁捷

3

实用新型专利

一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路

中国

ZL201620174888.5

湖北久之洋红外系统股份有限公司

朱祥路、丁捷、郭良贤、黄瑜侃、唐培

4

软件著作权

久之洋制冷线阵红外传感器现场检测软件(windows版)V1.0

中国

2016SR385876

湖北久之洋信息科技有限公司

-

5

软件著作权

久之洋制冷线阵红外传感器现场检测软件(android版)V1.0

中国

2016SR385141

湖北久之洋信息科技有限公司

-

6

专著论文

基于FPGA的数字视频光纤传输系统的设计与实现

中国

电子世界总492期,2016.3,武汉

华中光电技术研究所

雷声振

八、主要完成人情况

排名

姓名

行政职务

技术

职称

工作单位

对本项目创造性贡献

曾获国家科技奖励情况

1

黄瑜侃

工程师

中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所

作为项目负责人完成了项目的总体设计以及项目组成员的确定及人员分工。在项目研发过程中,采用数字自检信号生成、数字图像转换技术及模拟、同步并行数字图像信号分时复用技术,解决了全景数字信号检测设备种类多、体积大的问题,实现了基于嵌入式平台的多源红外图像采集/显控,提高了产品的便携性。与此同时,撰写了项目相关的设计文档,完成了视频转接电路的电气设计,并实时关注项目进展,解决项目进行中出现的各类问题与难题,确保了项目的顺利完成。项目完成后,组织完成了项目的交付工作,作为第一作者完成了实用新型专利一篇,专利号为:ZL 2016 2 0174883.2

2

朱祥路

工程师

湖北久之洋红外系统股份有限公司

对本项目创造性贡献:项目研发过程中,完成了上位机软件设计及加电检测箱中的嵌入式软件设计,提出了基于嵌入式平台的多源红外图像采集/显控技术、基于内部参数高置信度智能检测技术、解决了制冷线阵红外热像仪现场检测保障繁琐、程序复杂等问题,首次实现了该类设备的外场检测(电源监测、数字、模拟图像显示、工作参数检测)和校准(非均匀参数校准、坏元定位、剔除),提高了现役舰载光电设备的保障性。以第一作者完成实用新型专利一篇,专利号为:ZL 2016 2 0174888.5、以第一作者完成软件著作权两篇,登记号为:2016SR3858762016SR385141

 

3

左腾

工程师

中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所

项目研发过程中,在电路板及电源,显控模块较多的背景下,优化各模块布局,完成了加电检测箱的结构设计,便携式工控机的选型,实现了加电检测箱的小型化,使整套设备具有较好的便携性。

4

赵思聪

 

工程师

湖北久之洋红外系统股份有限公司

项目研发过程中,采用红外热像仪内部参数调用、应答、决策的机制,完成了加电检测箱中的电源电路及信息处理电路的电气设计,实现了为红外热像仪提供供电电源,红外热像仪参数调用、应答、决策等功能,为热像仪进行校准及定位故障点提供了硬件支撑,以第一作者完成实用新型专利一篇,专利号为:ZL 2016 2 0301654.2

5

丁捷

工程师

中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所

项目研发过程中,在加电检测箱尺寸有限的背景下,完成了显控电路板及显示屏的小型化设计,实现了热像仪模拟/数字视频在加电检测箱上的显示及切换等功能。

6

李季

经理助理

工程师

湖北久之洋红外系统股份有限公司

对本项目创造性贡献:项目研发及结题过程中,主要负责整机性能指标测试,完成相关试验及报检工作。

7

李哲

工程师

湖北久之洋红外系统股份有限公司

项目研发过程中,完成了数字电路中DSP嵌入式软件设计,实现了数字电路图像控制、图像信息存储等功能。

8

阮仁秋

工程师

湖北久之洋红外系统股份有限公司

项目研发过程中,完成了显示屏驱动电路的设计,为热像仪模拟/数字视频在加电检测箱上的显示和切换提供硬件支撑。

 

9

孙伟

工程师

中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所

 

项目研发过程中,完成了按键控制电路设计,实现了通过操作按键控制视频切换、显示屏参数调节等功能。

 

10

雷声振

工程师

湖北久之洋红外系统股份有限公司

项目研发过程中,完成了电源电路单片机软件设计,实现了电源电路分时上电、实时监控电源电压及电流等功能。

 

九、主要完成单位及创新推广贡献

本项目中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所为第一完成单位。

在项目研制过程中,中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所开展了多源红外图像采集/显控技术及热像仪高置信度智能检测等关键技术攻关工作,主要包括:

1、提出了基于嵌入式平台的多源红外图像采集/显控技术、基于内部参数高置信度智能检测技术、解决了制冷线阵红外热像仪现场检测保障繁琐、程序复杂等问题,首次实现了该类设备的外场检测(电源监测、数字、模拟图像显示、工作参数检测)和校准(非均匀参数校准、坏元定位、剔除),提高了现役舰载光电设备的保障性(2016SR3858762016SR385141)。

2、采用数字自检信号生成、数字图像转换技术及模拟、同步并行数字图像信号分时复用技术,解决了全景数字信号检测设备种类多、体积大的问题,实现了基于嵌入式平台的多源红外图像采集/显控,提高了产品的便携性。(ZL 201620174883.2ZL 201620174888.5

3、采用红外热像仪内部参数调用、应答、决策的机制,解决了热像仪校准、故障定位困难的问题,降低维修人员工作难度,提高了工作效率。(ZL 201620301654.2)。

本项目研制技术难度大,其总体性能先进,填补了国内外无舰艇光电设备用红外热像仪检测设备的空白,设备已交付湛江军械修理厂使用,具有良好的经济、军事、社会效益。

本项目湖北久之洋红外系统股份有限公司为第二完成单位。

在项目研制过程中,完成了产品的结构设计,电源电路设计,软件设计,装配,调试,交付。

十、完成人合作关系说明

本项目从2014311日启动以来,中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所黄瑜侃(第一完成人)与湖北久之洋红外系统股份有限公司朱祥路(第二完成人)、湖北久之洋红外系统股份有限公司赵思聪(第四完成人)、湖北久之洋红外系统股份有限公司雷声振(第十完成人)从2014311——2015320日共同完成JIR7405制冷线阵红外热像仪现场检测设备,取得了3项专利、2项软件著作权、发表论文1篇,见附件。

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者/

项目排名

合作时间

合作成果

证明材料

备注

1

知识

产权

朱祥路/2

2014-2015

一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路。专利号:ZL201620174888.5

专利证书

 

2

知识

产权

赵思聪/4

2014-2015

一种线阵288*4红外热像仪电源检测电路。专利号:ZL201620301654.2

专利证书

 

3

知识

产权

朱祥路/2

2014-2015

久之洋制冷线阵红外传感器现场检测软件(windows版)V1.0

登记号:2016SR385876

登记证书

 

4

知识

产权

朱祥路/2

2014-2015

久之洋制冷线阵红外传感器现场检测软件(android版)V1.0

登记号:2016SR385141

登记证书

 

5

知识

产权

雷声振/10

2014-2015

基于FPGA的数字视频光纤传输系统的设计与实现。

《电子世界》总492期。2016.3武汉。

论文

 

承诺:本人作为项目第一完成人,对本项目完成人合作关系及上述内容的真实性负责,特此声明。

 

 

009

一、项目名称:水平防砂抽稠泵

二、完成单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:本项目研制了一种用于石油行业机械采油的新型设备。该设备在大斜度和水平稠油井中能有效工作,不仅能防止偏磨和消除光杆滞后,而且还能实现不动管柱注汽,可有效减少作业周期,延长生产周期,提高注汽效率,降低生产成本。为水平稠油井蒸汽吞吐开采提供了保障,对提升原油产量,降低采油成本,保障石油能源安全具有重要意义。本项目由中船重工中南装备有限责任公司独立完成其研究工作,内容属实,成果权属无争议,主要完成人排序无争议。

同意提名该项目为湖北省科学技术进步奖二等奖。

四、项目简介

世界稠油资源极为丰富,稠油油藏地质储量高达15500亿立方米,在我国东、西部地区已发现了数量众多的稠油油藏,预测我国稠油油藏地质储量高达80亿立方米以上,因此,在我国能源紧缺的今天,稠油资源无疑是不可忽视的能源之一,开采潜力巨大。由于稠油具有特殊的高粘度和高凝固点的特性,在开发和应用方面都遇到一些技术难题,尤其是水平稠油井的开采是世界性的技术难题。

水平防砂抽稠泵是突破目前技术瓶颈、满足稠油蒸汽吞吐开采需要的创新产品。此项产品的研发,为水平稠油井蒸汽吞吐开采提供了保障,其研制的主要内容有:

1、研制了一种强制启闭机械阀,有效避免了水平井中因出油阀球和进油阀球关闭不及时且密封不严,从而导致的漏失量增加、泵效降低等现象。

2、研制了一种柱塞、泵筒旋转器。在每个冲程中,柱塞与泵筒转动一定角度,保持均匀磨损,消除了泵筒与柱塞的偏磨现象。

3、研制了一种新的采油设备,满足了水平含砂稠油井中原油的开采。

其主要特点是:

1、水平防砂抽稠泵用机械启闭阀结构替代了球状游动阀和固定阀结构,使得阀的开启关闭不再受稠油粘滞阻力和井斜的影响,从而提高了泵效和可靠性。

2、在每个冲程中,柱塞、泵筒旋转器会带动柱塞及泵筒做机械转动,通过这种机械转动,使得柱塞与泵筒保持均匀磨损,消除了泵筒与柱塞的偏磨现象。

3、水平防砂抽稠泵采用长柱塞短泵筒结构、柱塞上端设计了小端向内的刮砂杯,从而避免了卡泵和拉伤事故的发生,起到防砂防卡的作用。

4、水平防砂抽稠泵实现了不动管柱注汽开采,降低了作业量,提高了注汽效率,增加了油井产量。

应用推广情况:

水平防砂抽稠泵在大斜度和水平稠油井中能有效工作,不仅能防止偏磨和消除光杆滞后,而且还能实现不动管柱注汽,可有效减少作业周期,延长生产周期,提高注汽效率,降低生产成本。

目前产品在江汉油田、河南油田等地推广应用,能满足水平含砂稠油井的开采,具有泵效高、寿命长的特点,受到用户好评。

五、客观评价

申报专利三项

水平防砂抽稠泵,用机械启闭阀结构替代了球状游动阀和固定阀结构,研制了柱塞、泵筒旋转器,效果良好,技术成熟、可靠,填补了国内水平稠油井开采设备的空白。(见附件1:专利号ZL 2013 2 0111135.6)。

研制了长柱塞短泵筒、刮砂杯等防砂防卡结构,减少了井底出砂对泵的影响,提高了防砂能力。(见附件2:专利号  ZL 2010 1 0611709.7

研制的特殊的大小柱塞串联结构,不仅能有效帮助抽油杆柱在稠油中顺利下行,还能实现不起泵注汽降粘和正洗井作业,缩短了作业周期,提高了注汽效率,降低了生产成本,而且起泵时还能自动泄油,有效解决起泵时原油对井口造成环境污染的问题。(见附件3:专利号ZL 2011 2 0522614.8

科技成果鉴定

20141125日,中国船舶重工集团公司科技部组织专家对《水平防砂抽稠泵》进行成果鉴定。与会专家一致认为,该项目效果良好,技术成熟、可靠,填补了国内水平含砂稠油井开采设备的空白,其产品性能和技术水平达到国内领先。(见附件4

用户评价

经江汉油田、河南油田及西北油田等用户在水平含砂稠油井中开采应用,证明产品防砂防偏磨能力强,机械启闭阀结构在稠油井中提高了泵效,适合在水平含砂稠油井中使用,具有良好的应用前景。(见附件5

获得荣誉

该项目填补了国内水平稠油井开采设备的空白,其技术性能已达到国内领先水平。撰写的水平防砂抽稠泵国防科学技术报告被中船重工集团公司评为二级中国国防船舶科技报告。(见附件6

六、推广应用

1、推广应用情况

自研制以来,水平防砂抽稠泵在江汉油田、河南油田及西北油田等油田得到了推广应用,其在水平含砂稠油井中能有效防砂防卡、提升泵效、延长产品使用寿命,使用效果得到了用户的肯定。该产品填补了国内水平含砂稠油井开采设备的空白,其产品性能和技术水平达到国内领先水平,具有良好的应用前景。

2、主要应用单位情况表

 应用单位名称

应用技术

应用的起止时间

应用单位联系人/电话

应用情况 

江汉油田分公司江汉采油厂采油工艺研究所

水平防砂抽稠泵在水平含砂稠油井中的应用

20133月至201712

郑瑞波

13972927941

不动管柱注汽转抽,充分利用了热能和有效采油期,平均检泵周期由100余天增加至200余天。

河南油田分公司石油工程技术研究院机械采油工艺研究所

水平防砂抽稠泵在水平含砂稠油井中的应用

20134月至201712

佘梅卿

13037686786

90°井斜情况下,泵效高达75.3%,注汽后首轮生产周期达97天。

西北油田分公司塔河采油二厂

水平防砂抽稠泵在水平含砂稠油井中的应用

20138月至201712

王磊磊

18599463592

平均泵效提高23%。不动管柱注汽,节约作业费用31%

 七、主要知识产权证明目录

 序号

 

知识产

权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

1

实用新型专利

一种水平防砂抽稠泵

中国

ZL 2013 2 0111135.6

20130807

3090763

中船重工中南装备有限责任公司

胡桢、张炜、陈向灵、李进玉、刘建魁、唐裔振、张元圆

有效

2

发明专利

防砂防垢长柱塞抽油泵

中国

ZL 2010 1 0611709.7

20150902

1775607

中船重工中南装备有限责任公司

李进玉、刘建魁、许家勤、胡桢、陈向灵

有效

3

实用新型专利

大排量抽稠油泵

中国

ZL 2011 2 0522614.8

20120926

2429558

中船重工中南装备有限责任公司

胡桢、梁尚斌、刘玉国、靳永红、曹伟、唐裔振、李进玉、刘建魁

有效

 

八、主要完成人情况表(共6人):

     

01

姓名

唐裔振

性别

国籍

中国

党派

无党派

出生年月

1984-06-28

 生地

湖北恩施

    

土家族

身份证号

422822198406280013

归国人员

归国时间

 

技术职称

工程师

最高学历

本科

最高学位

学士

毕业学校

武汉工程大学

毕业时间

2007-07-30

所学专业

机械设计制造及其自动化

电子邮箱

13972022431@163.com

办公电话

0717-6331995

移动电话

15572722122

通讯地址

湖北省宜昌市西陵区青岛路21

邮政编码

443005

工作单位

法人单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

行政职务

设计室主任

具体二级单位名称:装备研究院机械动力研究所

完成单位

中船重工中南装备有限责任公司

 在地

湖北宜昌

单位性质

国有企业

参加本项目的起止时间

2012-11-262014-10-25

对本项目技术创造性贡献:

项目负责人,主持项目研制的全过程,负责总体设计、现场技术调试、井场试验及市场推广等工作。研制了柱塞、泵筒旋转机构等关键技术,确保了产品性能先进可靠。在该项目的研发工作中投入的工作量占本人总工作量的65%。相关支撑材料有:

附件1,实用新型专利:ZL 2013 2 0111135.6

附件3,实用新型专利:ZL 2011 2 0522614.8

附件4,科技成果鉴定主要完成人员;

附件6,国防科技报告第一撰写人。

  

    

02

姓名

李进玉

性别

国籍

中国

党派

无党派

出生年月

1971-02-13

 生地

湖北宜都

    

汉族

身份证号

420502197102136516

归国人员

归国时间

 

技术职称

高级工程师

最高学历

本科

最高学位

学士

毕业学校

湖北广播电视大学

毕业时间

2008-07-30

所学专业

机械设计制造及其自动化

电子邮箱

13872547252@139.com

办公电话

0717-6331995

移动电话

13872547252

通讯地址

湖北省宜昌市西陵区青岛路21

邮政编码

443005

工作单位

法人单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

行政职务

研究所副所长

具体二级单位名称:装备研究院机械动力研究所

完成单位

中船重工中南装备有限责任公司

 在地

湖北宜昌

单位性质

国有企业

参加本项目的起止时间

2012-11-262014-10-25

对本项目技术创造性贡献:

项目组主要成员,参与总体方案设计,提出了防砂防垢方案,完成生产图纸的校核,指导现场技术调试。在该项目的研发工作中投入的工作量占本人总工作量的55%。相关支撑材料有:

附件1,实用新型专利:ZL 2013 2 0111135.6

附件2,发明专利:ZL 2010 1 0611709.7

附件3,实用新型专利:ZL 2011 2 0522614.8

附件4,科技成果鉴定主要完成人员。

  

    

03

姓名

张元圆

性别

国籍

中国

党派

无党派

出生年月

1981-01-01

 生地

湖北远安

    

汉族

身份证号

420525198101010021

归国人员

归国时间

 

技术职称

工程师

最高学历

本科

最高学位

学士

毕业学校

长江大学

毕业时间

2003-07-30

所学专业

机械设计制造及其自动化

电子邮箱

446447649@qq.com

办公电话

0717-6331995

移动电话

18986782703

通讯地址

湖北省宜昌市西陵区青岛路21

邮政编码

443005

工作单位

法人单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

行政职务

具体二级单位名称:装备研究院机械动力研究所

完成单位

中船重工中南装备有限责任公司

 在地

湖北宜昌

单位性质

国有企业

参加本项目的起止时间

2012-11-262014-10-25

对本项目技术创造性贡献:

项目组主要成员,负责产品图纸的详细设计和优化,设计了刮砂杯等关键零件,确保了产品防砂防卡功能的实现。在该项目的研发工作中投入的工作量占本人总工作量的50%。相关支撑材料有:

附件1,实用新型专利:ZL 2013 2 0111135.6

附件4,科技成果鉴定主要完成人员。

 

    

04

姓名

刘建魁

性别

国籍

中国

党派

中国共产党

出生年月

1966-07-05

 生地

湖南娄底

    

汉族

身份证号

420400196607050037

归国人员

归国时间

 

技术职称

教授级高工

最高学历

本科

最高学位

学士

毕业学校

长江大学

毕业时间

1990-07-30

所学专业

机械设计制造及其自动化

电子邮箱

13477126386@139.com

办公电话

0717-6331995

移动电话

13477126396

通讯地址

湖北省宜昌市西陵区青岛路21

邮政编码

443005

工作单位

法人单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

行政职务

研究院副院长

具体二级单位名称:装备研究院机械动力研究所

完成单位

中船重工中南装备有限责任公司

 在地

湖北宜昌

单位性质

国有企业

参加本项目的起止时间

2012-11-262014-10-25

对本项目技术创造性贡献:

项目组主要成员,参与总体方案设计,提出了双泵串联的设计理论,对总体方案的可行性、先进性把关,对研制过程进行管理。在该项目的研发工作中投入的工作量占本人总工作量的40%。相关支撑材料有:

附件1,实用新型专利:ZL 2013 2 0111135.6

附件2,发明专利:ZL 2010 1 0611709.7

附件3,实用新型专利:ZL 2011 2 0522614.8

附件4,科技成果鉴定主要完成人员。

  

    

05

姓名

陈向灵

性别

国籍

中国

党派

中国共产党

出生年月

1984-03-05

 生地

湖北麻城

    

汉族

身份证号

421181198403053158

归国人员

归国时间

 

技术职称

工程师

最高学历

本科

最高学位

学士

毕业学校

中北大学

毕业时间

2007-07-30

所学专业

机械设计制造及其自动化

电子邮箱

13986770344@163.com

办公电话

0717-6331995

移动电话

13986770344

通讯地址

湖北省宜昌市西陵区青岛路21

邮政编码

443005

工作单位

法人单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

行政职务

具体二级单位名称:装备研究院机械动力研究所

完成单位

中船重工中南装备有限责任公司

 在地

湖北宜昌

单位性质

国有企业

参加本项目的起止时间

2012-11-262014-10-25

对本项目技术创造性贡献:

项目组主要成员,负责产品图纸的详细设计和优化,设计了机械启闭阀等关键零件,确保了产品机械启闭功能的实现。在该项目的研发工作中投入的工作量占本人总工作量的40%。相关支撑材料有:

附件1,实用新型专利:ZL 2013 2 0111135.6

附件2,发明专利:ZL 2010 1 0611709.7

附件4,科技成果鉴定主要完成人员。

 

     

06

姓名

向恒媛

性别

国籍

中国

党派

无党派

出生年月

1975-01-02

 生地

湖北宜都

    

汉族

身份证号

420105197501021625

归国人员

归国时间

 

技术职称

工程师

最高学历

专科

最高学位

 

毕业学校

武汉工程大学

毕业时间

2010-01-30

所学专业

机电一体化技术

电子邮箱

739875442@qq.com

办公电话

0717-6331995

移动电话

15972697895

通讯地址

湖北省宜昌市西陵区青岛路21

邮政编码

443005

工作单位

法人单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

行政职务

具体二级单位名称:装备研究院工艺研究所

完成单位

中船重工中南装备有限责任公司

 在地

湖北宜昌

单位性质

国有企业

参加本项目的起止时间

2012-11-262014-10-25

对本项目技术创造性贡献:

项目组主要成员,负责零部件工艺方案设计,编制了旋转机构等关键零件的加工工艺和工装设计,解决了加工难题。在该项目的研发工作中投入的工作量占本人总工作量的35%。相关支撑材料有:

附件4,科技成果鉴定主要完成人员。

 

九、主要完成单位及创新推广贡献:

单位名称:中船重工中南装备有限责任公司

主要贡献:

1、资金和人员的投入。

  公司根据市场需求,投入30余万元资金,组织设计、工艺人员成立项目组,对该项目进行攻关和推广。

2、知识产权的保护。

  对涉及到产品的防砂防卡、抽稠油及水平防砂等关键技术进行专利保护。

1)一种水平防砂抽稠泵,专利号:ZL 2013 2 0111135.6(实用新型专利,已授权)

2)防砂防垢卡长柱塞抽油泵,专利号:ZL 2010 1 0611709.7(发明专利,已授权)

3)大排量抽稠油泵,专利号:ZL 2011 2 0522614.8(实用新型专利,已授权)

 

 

010

一、项目名称

北斗卫星导航信息融合与对抗关键技术及应用

二、主要完成单位

中国人民解放军海军工程大学、中国人民解放军第三六〇四工厂

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:北斗卫星导航系统在军事与民用的各个领域中发挥着越来越重要的作用,已经成为我国重要的空间和信息化基础设施。该项目对北斗卫星导航信息融合与对抗关键技术及应用进行了深入研究,取得了一系列创新性研究成果,主要包括:(1)将计算机代数系统引入导航坐标系和卫星轨道确定领域,解决了该领域中的相关数学难题;(2)改进了GNSS载波相位精密定位中的模糊度快速估计与检验方法,有效提高了模糊度解算的效率和成功率。(3)针对航母舰载机等实时高动态导航定位需求,建立了北斗实时双动态精密定位算法模型,提出了一系列导航信息融合UKF滤波新算法,提高了算法的精度和稳定性,丰富和发展了高动态情况下的导航信息融合理论。(4)针对卫星导航系统易被干扰问题,提出了新的欺骗干扰和抗欺骗干扰方法,提升了干扰的隐蔽性和抗干扰的可靠性。(5)针对北斗导航系统军事应用需求,研制了状态信息处理系统,实现了炮兵车辆导航与状态监测、装备故障与航标信息的远程传输。该项目研究期间,共发表学术论文80余篇,其中SCI检索29篇,EI检索19篇,出版专著教材10部,申请专利9项(其中7项已授权)。研究成果在武汉大学测绘学院、中国科学院测量与地球物理研究所、江苏莱特北斗信息科技有限公司、武汉迈普时空导航科技有限公司等单位以及部队演习训练和装备保障中得到直接应用,产生了良好的社会效益和军事效益。

提名该项目为湖北省科学技术进步一等奖。

四、项目简介

项目属于测绘科学技术领域的大地测量技术研究范畴。

本项目在国家自然科学基金面上项目、国家杰出青年科学基金、973计划子课题、总装预研基金等10余项项目的资助下,历时15年,围绕北斗国防应用重大需求,开展了坐标基准与坐标转换理论、卫星轨道确定理论、BDS/GNSS精密定位技术、组合导航信息融合技术、卫星导航对抗技术、北斗典型军事应用等6个方面的研究,解决了北斗卫星导航信息融合与对抗中若干关键技术难题,并进行了示范应用。项目成果总体达到国际先进水平,部分技术应用达到国际领先水平,取得的创新性成果如下:

1)将计算机代数系统引入导航坐标系和卫星轨道确定领域,解决了该领域中的相关数学难题,在理论和方法上有突破;改进了GNSS载波相位精密定位中的模糊度快速估计与检验方法,有效提高了模糊度解算的效率和成功率。

2)针对航母舰载机等实时高动态导航定位需求,建立了北斗实时双动态精密定位算法模型,提出了一系列导航信息融合UKF滤波新算法,提高了算法的精度和稳定性,丰富和发展了高动态情况下的导航信息融合理论。

3)针对卫星导航系统易被干扰问题,提出了新的欺骗干扰和抗欺骗干扰方法,提升了干扰的隐蔽性和抗干扰的可靠性,并在海军举行的演习中得到应用和验证。

4)针对北斗导航系统军事应用需求,研制了状态信息处理系统,实现了炮兵车辆导航与状态监测、装备故障与航标信息的远程传输。系统可靠性高,稳定性好,性能优良,具有广阔的推广应用前景。

本项目相关成果发表在《Journal of Geodesy》、《GPS Solutions》、《Journal of Navigation》、《Automatica》、《中国科学:信息科学》、《测绘学报》、《宇航学报》等国际国内知名期刊上80余篇(其中SCI收录29篇,EI收录19篇),出版《卫星导航系统概论(第二版)》、《远程陆基无线电导航系统导论》、《地理坐标系计算机代数精密分析理论》、《无线电导航发射系统》等专著和教材10部,申请专利9项(其中7项已授权)。

本项目研究成果在武汉大学测绘学院、中科院测量与地球物理研究所、江苏莱特北斗信息科技有限公司、武汉迈普时空导航科技有限公司、武汉中科智宇科技有限公司等单位承担的项目研究、软件开发等任务中得到了直接应用,专著《卫星导航系统概论(第二版)》、《地理坐标系计算机代数精密分析理论》等专著在武汉大学测绘学院、中科院测量与地球物理研究生教学中得到了广泛使用,效果良好,产生了较好的社会效益。北斗典型应用相关成果产生了良好的军事效益,如研发的北斗短报文传输软件为炮兵装备远程保障提供重要技术支撑,已应用于陆军某系列特种越野底盘智能专家系统;研发的航标遥测遥控平台革新了传统的航标维修保障模式,大大提高了保障的效率,节省了大量人力、物力;北斗战法训练成果在海军演习演练、北斗参谋业务培训中得到直接应用。

五、客观评价

20161215日,项目组邀请了来自武汉大学、中国科学院测量与地球物理研究所、中国地震局地震研究所、中国地质大学(武汉)等单位的专家教授在中国人民解放军海军工程大学成立了以宁津生院士为组长的鉴定委员会,并对北斗卫星导航信息融合与对抗关键技术及应用项目成果进行了鉴定。鉴定委员会一致认为该项目研究成果总体达到国际先进水平,部分技术应用得到国际领先水平。

项目组结合近些年的研究积累撰写的一篇综述性论文《GNSS欺骗防护技术国内外研究现状及展望》发表在国内顶级期刊《中国科学:信息科学》上,期刊主编对该论文给予高度评价“该文章针对GNSS欺骗干扰问题进行了综述,介绍了国内外相关研究进展,对开展相关方向的研究具有重要的参考价值”。

总结项目研究成果的专著《卫星导航系统概论(第二版)》、《地理坐标系计算机代数精密分析理论》等自出版以来得到了卫星导航和大地测量领域同行和读者的较好认可。其中武汉大学测绘学院和中国科学院测量与地球物理研究所在教学中多次使用该书作为研究生教材,为研究生掌握该领域国际最新研究进展提供了重要保障,提升了人才培养的质量。BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合、抗干扰等方法在江苏莱特北斗信息科技有限公司、武汉迈普时空导航科技有限公司、武汉中科智宇科技有限公司、合肥同智机电控制技术有限公司等单位进行产品研发中得到直接应用,整体效果良好,增强了产品的市场竞争力。

2015年中国测绘地理信息学会海洋测绘专业委员会授予项目负责人边少锋教授第二届海洋测绘学科发展突出贡献奖,以表彰其在海洋测绘领域取得的突出成绩并在促进海洋测绘学科发展方面做出的突出贡献。2017年项目负责人边少锋教授因其在测绘地理信息领域做出的突出贡献入选国家测绘地理信息局第四批科技领军人才。

六、推广应用情况

该项目解决了北斗卫星导航信息融合与对抗一系列关键技术问题,提高了北斗卫星导航数据处理和信息融合的作业精度和效率,增强了北斗卫星导航接收机的抗干扰能力。

该项目整体技术成果在武汉大学测绘学院、中科院测量与地球物理研究所等单位科研项目实施和教学实践中得到了应用。在北斗卫星导航相关项目设计、论证和研究中应用了该项目取得的GNSS坐标基准与坐标转换、卫星轨道确定、BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合、卫星导航对抗等技术方法。在卫星导航和大地测量研究生教学中应用了该项目出版的《卫星导航系统概论》、《地理坐标系计算机代数精密分析理论》等专著,应用效果良好。

江苏莱特北斗信息科技有限公司、武汉迈普时空导航科技有限公司、武汉中科智宇科技有限公司等在开展卫星导航数据处理和精密定位项目研究时应用了该项目提出的BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合等方法,在开展卫星导航软硬件研发和试验时应用了该项目提出的卫星导航对抗技术和开发的卫星导航应用软件。

在卫星导航对抗方向取得的研究成果已经应用于多批次多种型号卫星导航接收机抗干扰性能测试,并在海军举行的演习中作为特邀方进行了卫星导航对抗演练,为海军开展复杂电磁环境下卫星无线电导航装备对抗训练和综合应用提供有益经验。此外研发的炮兵车辆状态显示装置、北斗短报文通信传输软件、北斗航标遥控遥测平台等均已在部队实际装备中得到应用,产生了良好的军事效益。

应用单位名称

应用技术

应用的起止时间

应用单位

联系人/电话

应用情况

武汉大学测绘学院

GNSS坐标基准与坐标转换、卫星轨道确定、BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合、卫星导航对抗等技术方法

2014.12-2018.02

姚宜斌/13349959966

整体应用效果良好。为相关科研任务的顺利完成提供了有利支撑,为研究生掌握该领域国际最新进展提供了重要保障

中国科学院测量与地球物理研究所

GNSS坐标基准与坐标转换、卫星轨道确定、BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合、卫星导航对抗等技术方法

2015.01-2018.03

王勇/13871122838

整体应用效果良好。提高了北斗卫星导航信息融合的精度和效率,拓展了北斗的军事应用领域,为未来复杂电磁环境下开展导航战提供有力技术支撑。

江苏莱特北斗信息科技有限公司

北斗/GNSS精密定轨定位、组合导航信息融合算法等

2015.01-2018.02

张华娣/18921046181

整体应用效果良好。助推了我公司在北斗卫星导航方面的产品研发,也是的研发出的产品性能得到提升。

武汉迈普时空导航科技有限公司

BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合、卫星导航对抗技术等

2015.01-2018.02

章红平/18627096946

整体应用效果良好。解决了北斗卫星导航信息融合与对抗系列关键技术问题,提高了北斗数据处理和信息融合的作业精度和效率。

武汉中科智宇科技有限公司

BDS/GNSS精密定轨定位、组合导航信息融合算法等

2015.01-2018.02

汪坚/18571602545

整体应用效果良好。丰富了系列产品的理论水平,从而增强了产品市场竞争力。

合肥同智机电控制技术有限公司

BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合、卫星导航对抗技术等

2015.02-2018.03

张红/13805517001

整体应用效果良好。提升了系列产品的性能水平,丰富了产品的技术内容,增强了在市场上的竞争力。

七、主要知识产权目录

序号

知识产

权类别

知识产权

具体名称

国家

(地区)

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

1

国防专利

一种基于北斗动动精密相对定位方法

中国

ZL201518002858.7

2017.08.15

50288

中国人民解放军海军工程大学

汪捷,许江宁,钟斌,边少锋,朱涛,徐冠楠,唐卫明,章畅

有效

2

专著

卫星导航系统概论(第二版)

中国

ISBN978-7-5030

-3985-0

2016.08

 

测绘出版社

边少锋,纪兵,李厚朴

 

3

专著

地理坐标系计算机代数精密分析理论

中国

ISBN978-7-118

-10209-3

2015.05

 

国防工业出版社

李厚朴,边少锋,钟斌

 

4

专著

远程陆基无线电导航系统导论

中国

ISBN-978-7-030

-54298-4

2017.09

 

科学出版社

汪捷,罗锐,赵学军,吴苗

 

5

发明专利

一种基于电平采样串口通信协议自动侦测方法

中国

ZL201210394398.2

2015.05.06

1655973

中国人民解放军海军工程大学

陈永冰,吴泽民,刘勇,周岗,董大琼,卓延陵

有效

6

实用新型专利

一种基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统

中国

ZL 01620113602.2

2016.09.07

5530494

中国人民解放军海军工程大学

汪捷,马曲立,李川章,钟斌,王忠,陈海岳,纪兵,李厚朴

有效

7

论文

GNSS欺骗防护技术国内外研究现状及展望

中国

 

2017.03

 

中国科学:信息科学

边少锋,胡彦逢,纪兵

 

8

论文

GNSS Spoofing Detection Based on New Signal Quality Assessment Model

美国

 

2018.01

 

GPS Solutions

胡彦逢,边少锋,曹可劲,纪兵

 

9

论文

Cycled efficient V-BLAST GNSS ambiguity decorrelation and search complexity estimation

美国

 

2017.08

 

GPS Solutions

吴泽民,李厚朴,边少锋

 

10

论文

GNSS integer ambiguity validation based on posterior probability

德国

 

2015.06

 

Journal of Geodesy

吴泽民边少锋

 

八、推广应用情况

该项目解决了北斗卫星导航信息融合与对抗一系列关键技术问题,提高了北斗卫星导航数据处理和信息融合的作业精度和效率,增强了北斗卫星导航接收机的抗干扰能力。

该项目整体技术成果在武汉大学测绘学院、中科院测量与地球物理研究所等单位科研项目实施和教学实践中得到了应用。在北斗卫星导航相关项目设计、论证和研究中应用了该项目取得的GNSS坐标基准与坐标转换、卫星轨道确定、BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合、卫星导航对抗等技术方法。在卫星导航和大地测量研究生教学中应用了该项目出版的《卫星导航系统概论》、《地理坐标系计算机代数精密分析理论》等专著,应用效果良好。

武汉迈普时空导航科技有限公司、江苏莱特北斗信息科技有限公司、武汉中科智宇科技有限公司等在开展卫星导航数据处理和精密定位项目研究时应用了该项目提出的BDS/GNSS精密定位、组合导航信息融合等方法,在开展卫星导航软硬件研发和试验时应用了该项目提出的卫星导航对抗技术和开发的卫星导航应用软件。

在卫星导航对抗方向取得的研究成果已经应用于多批次多种型号卫星导航接收机抗干扰性能测试,并在海军举行的演习中作为特邀方进行了卫星导航对抗演练,为海军开展复杂电磁环境下卫星无线电导航装备对抗训练和综合应用提供有益经验。此外研发的炮兵车辆状态显示装置、北斗短报文通信传输软件、北斗航标遥控遥测平台等均已在部队实际装备中得到应用,产生了良好的军事效益。

九、主要完成人情况

序号

姓名

行政职务

技术

职务

工作单位

对本项目技术创造性贡献

1

边少锋

  

中国人民解放军海军工程大学

作为项目的负责人,为项目的组织、实施和管理做出了大量的贡献,提出了一系列具有创新性的研究思路,从研究方案的制定到关键技术的攻关再到最终研究成果的整理、验收,起到了引领性、全局性的作用,获批国防发明专利1项,出版专著和教材3部,发表相关学术论文10余篇。

2

李厚朴

副教授

中国人民解放军海军工程大学

将计算机代数系统应用于坐标基准、坐标系和卫星轨道数学分析,推导和建立了理论上更严密、形式上更简单、精度上更精确的符号化的新公式和新算法,提高了分析效率和计算精度;研究和改进了GNSS模糊度估计算法,提高了模糊度的解算效率。出版了专著《地理坐标系计算机代数精密分析理论》;组织完成了炮兵车辆状态显示装置、北斗短报文传输软件、北斗航标遥测遥控平台等的研发中做出了大量贡献。

3

纪兵

  

中国人民解放军海军工程大学

提出了一种新的称为映射相位的载波相位组合方法,构建了基于映射相位的单历元精密定位算法,有效解决了观测噪声导致的映射相位的正确值不容易确定的问题,相关成果发表在《GPS Solutions》上,出版专著教材2部;参与完成了北斗航标遥测遥控平台、北斗战法训练等的研发和攻坚中做出了重要贡献。

4

胡彦逢

  

中国人民解放军海军工程大学

在欺骗干扰抑制、欺骗干扰检测、欺骗干扰抑制等方面开展了大量研究,取得了大量研究成果,在《GPS Solutions》、《Journal of Navigation》、《系统工程与电子技术》等国内外权威期刊上发表学术论文10余篇;北斗典型应用方面在北斗抗干扰性能检测和北斗战法训练等工作中做了大量工作。

5

汪捷

  

中国人民解放军海军工程大学

建立了舰载机着舰北斗动动定位数学模型,提出了北斗动动精密定位新方法。获批国防专利1项,实用新型专利1项,出版专著1部,发表论文10余篇。

6

顾犇

处长

高级

工程师

中国人民解放军第三六〇四工厂

在炮兵车辆状态显示装置、北斗短报文传输软件等方面做出了重要的贡献,从研究方案的制定到软件的研发,再到后期平台测试,做了大量工作。参与了《炮兵装备远程研究报告》、《北斗短报文通信传输软件说明书》等的撰写工作。

7

李文魁

系副主任

副教授

中国人民解放军海军工程大学

在北斗航标遥测遥控平台的研发过程中做了大量工作,参与研究方案制定、研究方案可行性分析、产品研发、测试,以及相关研究报告的撰写工作。

8

曹可劲

副教授

中国人民解放军海军工程大学

设计了新型噪声水平估计模型和半码片移位互相关模型,并将其用于欺骗干扰的检测,可以实现对欺骗信号成分的充分提取,进而实现对欺骗干扰有效预警,相关成果已发表在卫星导航领域顶级期刊《GPS Solutions》上。组织和参与完成了北斗抗干扰性能检测和北斗战法训练研究。

9

谭笑

  

中国人民解放军海军工程大学

在组合导航信息融合技术方面提出了建立了复杂空地环境动态三维表示模型;在炮兵状态显示装置和北斗航标遥测遥控平台的研发过程中做了大量工作,尤其是软件开发过程对一些关键技术的攻关方面做出了重要贡献。

10

常国宾

  

中国人民解放军海军工程大学

提出了一系列GNSS坐标转换和误差评估新方法;将MUKF和鲁棒M估计用于BDS/INS组合导航系统,提出了一系列信息融合算法。在《Journal of Geodesy》、《Journal of Navigation》等国际权威期刊上发表学术论文10余篇。

11

吴泽民

  

中国人民解放军海军工程大学

提出了一种循环快速V-BLAST规约方法,并结合模糊度域的搜索算法,构建了一种新的条件标准差因子衡量格基规约的性能;提出了一种新的称为“映射相位”的载波相位组合方法;基于Bayes准则和整数空间假设检验理论,提出了模糊度整数解后验概率检验方法。在《GPS Solutions》、《Journal of Geodesy》等国际权威期刊上发表了4篇学术论文。

12

李豹

  

中国人民解放军海军工程大学

提出了一种改进的LAMBDA算法可以有效提高单频GPS整周模糊度的解算效率,提高定位精度;在北斗接收机抗干扰性能检测和北斗战法训练中做了许多工作,在协调、调度方面起到了重要作用,并直接参与了多批次海上实验和湖上实验。

13

陈永冰

  

中国人民解放军海军工程大学

参与研发北斗短报文通信传输软件,获批国家发明专利1项,参与完成炮兵装备远程保障研究报告的撰写。

14

姚艳清

主任

高级工程师

中国人民解放军第三六〇四工厂

参与完成炮兵车辆状态显示装置和北斗短报文传输软件研发,参与《炮兵装备远程研究报告》、《北斗短报文通信传输软件说明书》等的撰写和后续软件调试、试验报告的整理。

15

朱银兵

  

中国人民解放军海军工程大学

参与完成了北斗接收机抗干扰性能检测和战法训练研究,获批国家发明专利1项,完成了相关数据处理和算法测试工作。

十、主要完成单位及创新推广贡献

1.单位名称:中国人民解放军海军工程大学

创新推广贡献:中国人民解放军海军工程大学作为项目第一完成单位,全面负责了项目的组织实施和成果应用推广工作,为项目的顺利实施提供了可靠保障。主要贡献如下:(1)将计算机代数系统引入导航坐标系和卫星轨道确定领域,推导出了一系列理论上更严密、形式上更简单、精度上更准确的新公式和新算法;(2)改进了GNSS载波相位精密定位中的模糊度快速估计与检验方法,有效提高了模糊度解算的效率和成功率。(3)针对航母舰载机等实时高动态导航定位需求,建立了北斗实时双动态精密定位算法模型,提出了一系列导航信息融合UKF滤波新算法,提高了算法的精度和稳定性。(4)提出了新的欺骗干扰和抗欺骗干扰方法,提升了干扰的隐蔽性和抗干扰的可靠性,并在海军举行的演习中得到应用和验证。(5)开展了北斗典型军事应用研究,研制了状态信息处理系统,实现了炮兵车辆导航与状态监测、装备故障与航标信息的远程传输。(6)在《Journal of Geodesy》、《GPS Solutions》、《Journal of Navigation》、《Automatica》、《中国科学:信息科学》、《测绘学报》等国内外权威期刊上发表学术论文80余篇,SCI收录29篇,EI收录19篇,出版专著教材10部,获批专利7项。

2.第2完成单位:中国人民解放军第三六〇四工厂

创新推广贡献:中国人民解放军第三六〇四工厂作为项目第二完成单位,组织人员开展了炮兵车辆状态显示装置和北斗短报文通信传输软件的研制工作,参与完成了相关研究方案的制定、研究报告的撰写、软件系统的测试,并将项目成果推广应用于陆军某系列特种越野底盘智能专家系统,申请国防专利2项。

十一、完成人合作关系说明

本项目从200211日启动以来,第一完成人边少锋教授作为总负责人,统筹领导中国人民解放军海军工程大学和中国人民解放军第三六〇四工厂15名科研人员共同进行科研攻关。第一完成人边少锋与中国人民解放军第三六〇四厂顾犇(第6完成人)、姚艳清(第14完成人),从20145月到201412月共同承担了“炮兵装备远程保障”课题的研究任务,开发了一套北斗短报文通信传输软件,并撰写炮兵装备远程保障研究报告一份和北斗短报文通信传输软件说明书一份,该软件已经成功应用于陆军某系列特种越野底盘智能专家系统中。

第一完成人边少锋与李厚朴(2)、纪兵(3)、胡彦逢(4),汪捷(5),李文魁(7)、曹可劲(8)、谭笑(9)、常国宾(10)、吴泽民(11)、李豹(12)、陈永冰(13)、朱银兵(15)紧密合作完成了国家973课题和多项国家自然科学基金等项目的科研攻关任务,取得了一系列创新性的研究成果,出版专著和教材10部,在国际国内重要期刊发表学术论文80余篇(其中SCI检索29篇,EI检索19篇),申请专利8项(其中7项已授权)。

注:具体合作情况见完成人合作关系情况汇总表。

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者/

项目排名

合作时间

合作成果

证明材料

备注

1

内部合作

李厚朴/2

2006.01-2016.12

论文、专著

附件040625

 

2

内部合作

  /3

2006.01-2016.12

论文、专著

附件042533

 

3

内部合作

胡彦逢/4

2012.01-2016.12

论文

附件262833

 

4

内部合作

  /5

2002.01-2016.12

专著、专利

附件0125

 

5

外部合作

  /6

2014.01-2016.12

软件

附件212224

 

6

内部合作

李文魁/7

2002.01-2016.12

专著、软件

附件2429

 

7

内部合作

曹可劲/8

2007.01-2016.12

论文、专著

附件252628

 

8

内部合作

  /9

2012.01-2016.12

软件

附件24

 

9

内部合作

常国宾/10

2010.01-2016.12

论文

附件28

 

10

内部合作

吴泽民/11

2010.01-2016.12

论文

附件262834

 

11

内部合作

  /12

2008.01-2016.12

论文、专著

附件252628

 

12

内部合作

陈永冰/13

2002.01-2016.12

论文、软件

附件2326

 

13

外部合作

姚艳清/14

2014.01-2016.12

软件

附件212224

 

14

内部合作

朱银兵/15

2008.01-2016.12

专著

附件25

 

 

 

 

011

一、项目名称

光学陀螺捷联惯导系统误差校正理论、方法及应用

二、主要完成单位

中国人民解放军海军工程大学

三、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:该项目在光纤陀螺仪误差特性测试及补偿、捷联惯导系统自适应阻尼及初始对准等方向上取得了重要进展,解决了一系列理论与工程技术难题,取得了一些列原始创新成果。研究成果已成功应用于湖北三江航天红峰控制有限公司、中船重工第701所等10余家鄂内外单位,并被多国国际同行跟踪研究,提升了我国自主导航技术研究、应用水平与国际地位,具有良好经济与社会效益。

提名该项目为湖北省科技进步一等奖。

四、项目简介

本项目属惯性测量、惯性导航、姿态控制、海洋资源、空间科学、航天工程等交叉学科。

惯导系统能够测量载体多种运动信息,具有自主性强、适应性好、不受外界干扰等独特优势,在导航测绘领域发挥着不可取代的作用。但惯导作为一种航位推算系统,如不采取适当的误差校正措施,随时间不断累积的误差将导致系统失效。因此,项目组围绕“惯导误差校正”主题,持续开展了相关研究工作,具体包括:

1)为解决温度漂移与长期稳定性等制约光纤陀螺的技术瓶颈,研究了光纤陀螺信号分析方法、温度特性及建模补偿方法。通过光纤陀螺仪的外部误差特性的建模及补偿新技术研究,有效提高光纤陀螺仪的使用精度。

2)针对现有惯导阻尼技术必然产生超调误差等缺陷,在"无阻尼-阻尼"状态切换超调误差的抑制及自适应阻尼技术等方面开展研究工作,提出一种具有自适应能力的捷联惯导阻尼技术,以及"无阻尼-阻尼"状态切换时有效抑制超调误差的技术途径。

3)为了破解传统初始对准快速性与准确性绝对对立的难题,从惯性数据翻转和姿态估计两个视角研究了初始对准的新机理。提出的初始对准新方法可以对惯性测量信息反复使用,同时提出的使用机制可以对测量信息中的干扰噪声进行抑制,从而提高对准精度、缩短对准时间。

本项目在研究期间,在《IEEE Transactions on Automatic Control》、《IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems》、《IEEE Sensor Journal》、《AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics》等国际国内知名期刊发表学术论文60余篇,其中SCI收录30篇,EI收录15篇,授权国家发明(实用新型)专利5项,荣获德国洪堡学者奖、湖北省优秀博士学位论文、海军优秀博士论文等。

相关研究被美、澳、意、西等国国际同行跟踪研究,提升了我国自主导航技术研究、应用水平与国际地位。

五、客观评价

(一)惯导动基座初始对准方面的研究工作得到了国外多个单位和研究团队的评价和跟踪研究。国际知名学者Dario PetriIEEE Fellow,西班牙电气与电子测量学会主席)、Paolo CarboneIEEE Fellow)和Antonios TsourdosAssociate Editor of IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, IEEE TIM)联合撰文,指出IEEE TIM应该重点关注的方向和应用,其中在“Current Trends and Applications”小节中正面评述了项目组在IEEE TIM发表的论文(Carbone P, Petri D and Tsourdos A. I&M in Navigation Systems, IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, 2015);Federal Universityof Lavras相关学者跟踪了项目组在逆向快速初始对准方面的研究,正面评价项目组的研究“Another fruitful strategy consists of reducing the total alignment time by the meansof backward techniques”(另外一个富有成效的策略就是通过逆向方法减小整个对准时间的长度)

项目组表于“Huber-based novel robust unscented Kalman filter, IET Science,Measurement & Technology, 2012.”有关鲁棒滤波算法方面的论文被评为2014年度国际工程技术学会(IET)最佳论文。“Each year the IET awards a prize to the authors of the best paper published within the last two years in each of the IETs journals.” 国际工程技术学会(IET)系英国电气工程师学会(IEE)和英国企业工程师学会(IIE)于2006年初合并组建而成,现拥有15万多会员,遍布全球128个国家。IET涉及科技领域广泛,覆盖60个专业和多个新型交叉学科,是欧洲第一、全球第二的综合性专业科技学会。而IET论文奖主要表彰科研人员在IET正式出版的刊物上发表了杰出论文。

(二)鉴于项目组在高斯滤波算法领域所做出的一系列原创工作,项目组核心成员常路宾 受邀担任捷克科学基金会Czech Science Foundation的通讯评议人。“I am taking the liberty to contact you on behalf of the Czech Science Foundation - the main public funding agency in the CzechRepublic supporting all areas of basic scientific research with the kind request for your participation in our review process. Considering your experience and outstanding scientific contribution, we would be honored if you would accept to review the project proposal…”(我谨代表捷克科学基金会与您联系,捷克科学基金是捷克共和国的主要公共资金机构,用于支持基础科学研究的所有领域,诚邀您参与我们的国际评审。考虑到您的经验和杰出的科学贡献,如果你愿意接受项目评审邀请,我们会感到十分荣幸。)

(三)2013515日,海军装备部在北京主持召开了科技成果鉴定会,认为项目提出了IMU数据正逆向插值改进方法,直接在陀螺和加速度计输出数据中按照B&F规则插入“虚拟数据”,实现了惯导快速对准;提出了参数连续可调变阻尼和双通道无阻尼/阻尼切换超调误差抑制技术,有效抑制了动态超调误差;利用“直接法”滤波模型和UKF滤波方法,实现了动基座误差校正,可消除滤波方程的建模误差,提高了惯导系统的载体动态适应性。研究方法科学,结论正确,创新性强,达到了国内领先水平。

六、推广应用情况

项目研究成果先后应用于湖北三江航天红峰控制有限公司、中国科学院测量与地球物理研究所、武汉九鼎联辰科技有限公司、北京自动化控制设备研究所、中船重工第701研究所、中船重工第707研究所、中央军委装备发展部信息系统局、海军装备研究院等鄂内外、军内外10余家单位,均获积极好评,有效解决了光纤陀螺长时间工作后的温度漂移问题,克服传统惯导超调误差的固有弊端,提高了光纤陀螺惯导系统动态性能。

七、主要知识产权证明目录

序号

知识产

权类别

知识产权

具体名称

国家

(地区)

授权号

权利人

发明人

1

发明专利

船舶惯导系统自主式无超调状态切换方法

中国

201110264298.3

中国人民解放军海军工程大学

查峰、覃方君、许江宁、李安、胡柏青、李京书、常国兵

2

发明专利

区域无线定位及微捷联惯导组合系统的定位方法

中国

201410022394.0

中国人民解放军海军工程大学

傅军、朱涛、张亚宁

3

发明专利

海洋航空重力测量平台自适应控制与容错保护系统及方法

中国

201510161753.5

中国人民解放军海军工程大学

朱涛、吴苗、何泓洋、许江宁、李峰、郭士荦

4

实用新型

活动式静平衡支架

中国

201320678275.1

中国人民解放军海军工程大学

吴苗,许江宁、朱涛

5

实用新型

重力仪水平调节装置

中国

201320677085.8

中国人民解放军海军工程大学

吴苗,许江宁、朱涛

 八、主要完成人情况

序号

姓名

行政职务

技术

职称

工作

单位

对本项目技术创造性贡献

1

覃方君

副教授

中国人民解放军海军工程大学

项目总体技术方案设计;针对光纤陀螺信号的降噪处理,提出了一种解耦自适应卡尔曼滤波方法的技术思路、算法架构等。

2

李安

校长

教授

中国人民解放军海军工程大学

项目整体实施方案设计,光纤陀螺信号处理研究技术方案,初始对准技术方案设计等。

3

常路宾

讲师

中国人民解放军海军工程大学

研究了Huber方法作用于卡尔曼滤波的机理,提出基于Huber统一框架的鲁棒滤波技术(GUKF)的主体思想与算法架构等。

4

胡柏青

教授

中国人民解放军海军工程大学

针对基于Huber统一框架的鲁棒滤波阻尼方法,提出了Transformed Unscented Kalman Filter滤波理论框架。

5

许江宁

教授

中国人民解放军海军工程大学

提出利用传统ALLAN方程与含有正弦噪声项的ALLAN方差比对分析光纤陀螺的技术思路等。

6

查峰

讲师

中国人民解放军海军工程大学

基于IUKF的光纤陀螺温度建模技术的技术思路,设计了模型的算法框架等。

7

傅军

副教授

中国人民解放军海军工程大学

针对光纤陀螺的温度建模技术,设计全温范围内的试验验证方案。

8

李开龙

讲师

中国人民解放军海军工程大学

研究了自适应迭代的滤波算法及姿态估计算法。

9

何泓洋

讲师

中国人民解放军海军工程大学

针对惯导系统初始对准问题,从姿态估计的角度进行了系统的滤波器建模。

10

江赛

讲师

中国人民解放军海军工程大学

温度试验方案设计及软件测试等。

11

李京书

讲师

中国人民解放军海军工程大学

提出一种包含六类噪声项的新型信号分析方法的技术思路与算法框架。

12

朱涛

副教授

中国人民解放军海军工程大学

设计光纤陀螺数据采集与测试硬件方案等。

13

吴苗

讲师

中国人民解放军海军工程大学

光纤陀螺数据采集与测试硬件设计等。

14

李峰

讲师

中国人民解放军海军工程大学

光纤陀螺数据采集与测试软件设计等。

15

佟林

硕士生

中国人民解放军海军工程大学

数据处理及试验数据分析等。

九、主要完成单位及创新推广贡献

主要完成单位:中国人民解放军海军工程大学。

学校根据技术特长合理配置参与人员,为项目研究提供人员和技术保障;学校提供了项目研究的场地、设施和设备,通过学校条件建设专项配套资金300余万,为项目开展提供了温控转台、三轴高精度转台等硬件条件支持。为促进项目成果的转化应用,学校积极与多家单位联系,为项目应用提供了有力条件。

十、完成人合作关系说明

本项目由海军工程大学独立完成,所有完成人目前工作单位均为海军工程大学。自2010年以来,完成人合作十分密切,围绕共同惯导系统误差校正”研究主题,长期从事惯性元件误差测试及建模、惯导系统误差分析、初始对准及动态误差校正等关键技术研究攻关,形成了良好的合作关系。

覃方君曾先后师从李安教授、许江宁教授,攻读硕博士学位,留校后进入其研究团队,在光纤陀螺误差测试及建模、惯导系统阻尼技术等方面进行密切合作研究,并与胡柏青教授、傅军副教授、朱涛副教授、常路宾讲师、查峰讲师、江赛讲师、吴苗讲师、李开龙博士、何泓洋博士、李京书博士、李峰博士、佟林研究生等共同参与了国家自然基金项目“船用捷联惯导系统自适应阻尼及超调误差抑制技术研究”、(61104184)、“基于内嵌微小型惯性测量单元的浮标定位方法研究”(61374206)、基于姿态估计的捷联惯导动机座初始对准技术研究61304241),湖北省自然基金项目低精度捷联惯导动态优化初始对准方法研究2015CFB270),军队科学研究项目船用捷联惯导系统海上重调技术研究(海装[2011]装计字第417号文件)。具体合作形式及合作成果见下表1

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者/

项目

排名

合作

时间

合作成果

1

共同立项、论文合著、共同知识产权

李安/

排名2

2010-

2015

船舶惯导系统自主式无超调状态切换方法、Transformed Unscented Kalman FilterImproved inertial damping method for inertial navigation system、阻尼参数连续可调惯导内阻尼方法等

2

共同立项、论文合著

常路宾/

排名3

2010-

2015

基于姿态估计的捷联惯导动机座初始对准技术研究、Transformed Unscented Kalman FilterA Novel Backtracking Scheme for Attitude Determination-Based Initial Alignment

3

共同立项、论文合著、共同知识产权

胡柏青/

排名4

2010-

2015

基于内嵌微小型惯性测量单元的浮标定位方法研究、光纤陀螺信号的解耦自适应Kalman滤波降噪方法、Online Estimation of ARW Coefficient of Fiber Optic Gyro

4

共同立项、论文合著、共同知识产权

许江宁/

排名5

2010-

2015

水下定位导航授时技术路线图研究、舶惯导系统自主式无超调状态切换方法、Improved inertial damping method for inertial navigation system

5

共同立项、论文合著、共同知识产权

查峰/

排名6

2010-2015

旋转惯导系统旋转策略自适应控制研究、舶惯导系统自主式无超调状态切换方法、Pseudo Open-loop Unscented Quaternion Estimator for Attitude Estimation

6

共同立项

傅军/

排名7

2010-

2015

组合导航系统校正与评估方法研究、船用光纤陀螺应用技术研究

7

共同立项

李开龙/

排名8

2012-

2015

组合导航系统校正与评估方法研究

8

共同立项、

论文合著

何泓洋/

排名9

2012-

2015

船用光纤陀螺应用技术研究、激光陀螺惯性导航系统研制

9

共同立项

江赛/排名10

2012-

2015

组合导航系统校正与评估方法研究、船用光纤陀螺应用技术研究

10

共同立项、共同知识产权

李京书/

排名11

2012-

2015

潜艇激光陀螺惯性导航系统关键技术、船舶惯导系统自主式无超调状态切换方法等

11

共同立项

朱涛/排名12

2012-

2015

潜艇激光陀螺惯性导航系统关键技术、船用光纤陀螺应用技术研究

12

共同立项

吴苗/排名13

2013-

2015

潜艇激光陀螺惯性导航系统关键技术、船用光纤陀螺应用技术研究

13

共同立项

李峰/排名14

2013-

2015

潜艇激光陀螺惯性导航系统关键技术、船用光纤陀螺应用技术研究

14

共同立项

佟林/排名15

2015-

2016

组合导航系统校正与评估方法研究、船用光纤陀螺应用技术研究

 

 

 

012

一、公司名称

武汉博宇光电系统有限责任公司

二、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:该项目采用其独创的自动校枪、智能测距和简易操控三项专利技术,解决了目前红外枪瞄校枪难度大、瞄准精度低、操作繁琐等问题,提高了枪械作战效能,尤其是自动校枪技术较好的解决了传统校枪过程中费时、费力、费弹等问题。经在国防科技信息中心查新,“国内外未见与其研究内容和实现技术相同的公开报道,具有新颖性”。该项目在第三届军民融合发展高技术装备成果展上作为亮点项目得到充分展示,同年还获得第二届中国军民两用技术创新应用大赛银奖。我单位于2015年对该予以了相关配套政策的资金扶持,对项目从研发、生产、试验到推广试用等活动中做到了持续性的项目跟踪与阶段性的项目回访,认为这一高新科技成果从现实应用需求的角度出发,具有很强的创新性与实用性。提名该企业为湖北省科技型中小企业创新奖。

三、企业情况简介

武汉博宇光电系统有限责任公司,成立于2004年,是一家专业从事军用光电装备研制与生产的民营高科技企业,已形成红外热成像、视频图像处理、光电系统集成三大核心技术体系,先后参与承担多项军品型号装备的研发和生产任务,目前是国内军用非制冷红外装备核心组件的最大供应商。

公司是国家级高新技术企业,并连续两年被武汉市政府评为“瞪羚企业”。公司先后通过了GJB9001B-2009武器装备质量管理体系认证,获得了武器装备科研生产单位二级保密资格、武器装备科研生产许可、装备承制单位资格等资质。自主研发的光电产品广泛应用于光电观瞄、监视探测、单兵手持、光电火控、海事边防、警用反恐等军用领域,以及安防监控、电力、水运监测、地质勘测、森林防火、辅助驾驶、医疗卫生等民用领域。在产品的人工智能、低功耗设计以及图像处理算法开发能力等方面处于国内领先水平。近年来,公司配套生产的红外热成像仪、红外瞄准镜、光电探测跟踪设备、红外机芯组件等产品,应用到部队后,深受好评。

公司始终坚持以领先的技术为基础、以研制军用高科技装备为导向、持续不断提供满足现代化战争需求的高性能作战装备,以国内重点高校、科研院所的教授及行业资深专家为核心技术力量,凝聚了一批长期从事红外、光电技术研究工作的中高级技术人员,组建了以国内知名光电专家卞洪林先生为领军人物的研发团队,博士及硕士学历占53.2%,本科学历占32.3%,大专学历占14.5%;创新团队紧密跟踪国内外行业技术发展新动向,不断加大科研投入,把新产品的开发和现役产品的升级换代作为科研重心。凭借地区科研优势和现代化的运行管理机制,逐步形成了特色鲜明的技术创新模式。

公司以“用我所技、倾我所力、强军报国、兴族旺企”为使命,积极响应“军民融合深度发展”的战略决策,参与承担了国防科技课题预研、装备研制、试验等型号装备建设任务二十余项,获得数十项发明专利和软件著作权,部分技术实现了突破性创新,已达国际领先水平。公司作为湖北省“民参军”的典范企业,在2017年的全国两会军民融合系列报道中,对公司给予了重点报道,高度评价了公司在军民融合各项活动中所作努力,地方政府对公司的发展给予了优惠的政策支持和一定的科研经费扶持。

2014年,公司首次接受湖北省高投、江苏六禾之谦股权投资中心融资,资本的注入推动了公司的产业化进程。2016年,公司借军民融合之东风,再获全国最大的创投公司——深圳达晨创业投资公司注资。资本与产业的有机结合,提升了公司核心竞争力,实现了主营业务收入连续三年保持30%以上的增长,且逐步向国内一流民营军工企业迈进。

四、企业主要负责人简介

武汉博宇光电系统有限责任公司创始人,卞洪林先生,1983年毕业于哈尔滨工程大学,大学本科学历,曾任职于中船重工集团第七一七研究所核心岗位,研究员级高工,硕士研究生导师,参与并主持了我国第一代舰载光电跟踪设备的研制,批量装备海军舰艇,获得国家科技进步三等奖。2004年离开原工作岗位后,创办武汉博宇光电系统有限责任公司。

卞洪林先生是国内知名的光电专家,1996年(34岁)起享受国务院政府特殊津贴,湖北省及中国船舶重工集团优秀中青年专家、湖北省高级专家协会会员、湖北省光学学会理事、中国舰船研究院中青年科技专家、国防科工委光电专业标准化技术委员会委员、《光学与光电技术》杂志编委。

 

 

013

一、企业名称

湖北中南鹏力海洋探测系统工程有限公司

二、提名者及提名意见

提名单位:湖北省国防科学技术工业办公室

提名意见:湖北中南鹏力海洋探测系统工程有限公司是一家专业从事海洋与大气探测仪器设备研发、制造、销售及海洋技术、信息服务高新技术企业。公司依托军工技术,围绕海洋探测上下游延伸业务板块,技术水平由十一五的跟跑,到十三五已处于领跑水平,研发的多种海洋探测装备服务于国家海洋国防、海洋资源开发及一带一路海洋经济建设等领域。该公司产品广泛运用于军民两个领域,创新体系健全,产品创新程度高,公司海洋高频地波雷达产品民用市场达占有率64.29%;军用市场占有率为100%。提名单位已认真审阅推荐书材料,确认推荐材料真实有效,相关栏目符合填写要求,在提名前已按要求进行公示,无异议。

提名该企业为湖北省科技型中小企业创新奖。

三、企业简介

湖北中南鹏力海洋探测系统工程有限公司(简称中南鹏力)成立于2009年,是中船重工中南装备有限责任公司、湖北省高新技术产业投资有限公司、宜昌国投产业投资基金、宜昌高新产业投资控股集团有限公司国有参股民营企业,公司位于湖北省宜昌市高新区,专业从事海洋与大气探测仪器设备研发、制造、销售及海洋技术、信息服务高新技术企业。

公司先后获得了科技部授予的国家海洋高科技领域成果产业化基地高新技术企业第四届创新创业大赛全国总决赛最具人气企业及优秀企业湖北省海洋环境监测工程技术研究中心湖北省海洋探测装备国际科技合作基地湖北省海洋环境探测技术中心湖北省高频地波雷达领域重点创新研发团队湖北省新型高频海洋雷达青年创新工作室湖北省知识产权建设示范企业湖北省支柱产业细分领域隐形冠军企业湖北省制造业服务示范企业宜昌市科技型创新成长企业宜昌市科技型创新工程试点企业宜昌市十星文明企业中国海洋工程装备咨询协会海洋装备分会理事单位湖北省雷达协同创新军民融合协会理事单位等荣誉与称号。

四、企业负责人介绍

宋国胜,2009年至今任中南鹏力公司董事长、总经理。中共党员,高级经济师,本科学历,汉族。1986年毕业于郑州航空工业管理学院经济系,1987-1991年任河南省计划经济委员会基本建设处科员、副科长、科长,1991-1994年任河南省中原不动产有限公司基建部部长、销售部部长、副总经理,分管销售及财务工作,1995-1999年任深圳蓝天基金管理公司实业投资部经理、证券投资部经理、总经理助理、副总经理,2000-2007年先后任北京京昌长江经贸发展有限公司总经理、上海越润投资有限公司总经理。

陈智会,2013年至今任中南鹏力公司副总经理、总工程师兼技术中心主任。中共党员,高级工程师,硕士研究生,土家族,19807月出生。20036月毕业于武汉理工大学业测控技术与仪器仪表本科专业,20119月至20146月在三峡大学机械工程专业完成硕士研究生学习。2003年至2012年工作于中船重工中南装备有限责任公司,先后任光电产品第二研究所科员、所长。担任湖北省海洋环境监测工程技术研究中心主任;兼任湖北海洋探测技术中心、湖北新型高频海洋雷达创新工作室主任。主持研发的OSMAR071海洋探测仪、XX潜望镜、XX外夜视瞄准镜等项目,获中船重工集团公司科技进步二等奖二项、三等奖二项;主持完成国家科技部863计划项目《中远程海洋探测仪工程化关键技术研究》,任项目副组长;2012年任国家863计划项目副组长;2012年任国家支撑计划项目组长。多次获"科技创新能手"称号。中国国防船舶一级科技报告4篇,二级科技报告4篇,发表论文6篇,获多项专利。国家科技部海洋环境安全专项评审专家,2015年入选湖北省首批英才培养计划、2017年湖北省有突出贡献青年专家、宜昌市优秀专家。