天津大學4項成果獲2016年國家科技獎 自主創(chuàng)新水下滑翔機領先國際

作者： 2017年01月10日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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2017年1月9日，國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂舉行。天津大學4項成果獲2016年國家科技獎。其中由天津大學作為第一完成單位獲得國家技術發(fā)明二等獎兩項，參與完成的兩項成果均獲得國家科技進步二等獎。這也是
2017年1月9日，國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂舉行。天津大學4項成果獲2016年國家科技獎。其中由天津大學作為第一完成單位獲得國家技術發(fā)明二等獎兩項，參與完成的兩項成果均獲得國家科技進步二等獎。這也是近年來天津大學首次以第一完成單位身份，在同一年度獲得兩項國家技術發(fā)明獎。
　　
　　突破國外技術封鎖 自主創(chuàng)新水下滑翔機“海燕”領先國際
　　
　　混合驅(qū)動水下滑翔機“海燕”是天津大學自主研發(fā)的一種新型水下滑翔機，由天津大學教授、海洋國家實驗室海洋觀測與探測聯(lián)合實驗室首席科學家王樹新帶領團隊歷經(jīng)十余年研制成功。
　　
　　擁有國際先進的水下滑翔機一直是建成世界海洋強國重要的標志性成果之一，因此美國等國家對該技術一直采取嚴密封鎖。“海燕”的成功研制打破了國外對中國技術封鎖的壁壘，扭轉(zhuǎn)了中國在某些關鍵技術上受制于人的局面。
　　
　　去年12月，中國海軍一艘救生船在南海有關海域捕獲一架美國無人潛航器。后經(jīng)中美雙方友好協(xié)商，于12月20日中午在南海有關海域順利完成美無人潛航器的移交工作。
　　
　　據(jù)了解，無論在續(xù)航里程、下潛深度以及穩(wěn)定性等諸多方面，美軍潛航器都無法與“海燕”相比，海燕采用了最新的混合推進技術，以浮力驅(qū)動為核心并融合其他驅(qū)動方式，具有體積小、重量輕(小于100kg)、航程遠等優(yōu)點。
　　
　　早在2014年，“海燕”在南海北部水深大于1500米海域通過測試，創(chuàng)造了中國水下滑翔機無故障航程最遠、時間最長、剖面運動最多、工作深度最大等諸多紀錄。
　　
　　“海燕”最大下潛深度1514.2m，實現(xiàn)了復雜海洋環(huán)境下大深度平穩(wěn)滑翔運動;推進速度最大可達1.69m/s，1108.4公里實測航點位置平均偏差小于2km;連續(xù)航程超過1100km，實現(xiàn)水下滑翔機航程從百公里級提升至千公里級的突破。
　　
　　“海燕”的研制成功不僅解決了我國相關技術的“有”“無”問題，而且引領了新型水下滑翔機技術發(fā)展。在“大深度”、“長航程”、“高精度”三方面取得了創(chuàng)新性成果。
　　
　　由于混合驅(qū)動水下滑翔機結(jié)合了自主水下航行器(AUV)操縱性好、軌跡精度高與傳統(tǒng)水下滑翔機性好、續(xù)航能力強的優(yōu)點，“海燕”在海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋資源探測及海洋安全領域具有廣泛的應用前景。
　　
　　混合式光纖傳感技術 引領光纖傳感安全監(jiān)測科技前沿
　　
　　傳感器技術是基礎設施安全監(jiān)測必不可少的核心技術之一。光纖傳感技術作為傳感器技術的發(fā)展前沿，是國內(nèi)外發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。由于缺乏高效的傳感器技術，很多工程事故未能做到“防患于未然”，因而發(fā)明一種高效、穩(wěn)定、適應性強的新型傳感技術成為國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要。
　　
　　由天津大學劉鐵根教授所在的團隊自主研發(fā)的混合式光纖傳感技術解決了當下光纖傳感領域的諸多難題，為保障重大工程項目安全提供了可靠的監(jiān)測保障。
　　
　　據(jù)了解，不同的工業(yè)產(chǎn)業(yè)對傳感器有著不同的需求。在電力應用中，傳感器需要抗強電磁干擾、電絕緣;在石油化工應用中，傳感器需要本身不帶電;在航空航天、土木工程應用中，傳感器則需要在惡劣環(huán)境下長期工作。與常規(guī)電測傳感器技術相比，光纖傳感技術能夠從根本上適應上述各類應用環(huán)境和工程需求。
　　
　　然而，光纖傳感技術要真正投入應用，還必須要解決信號解調(diào)中的方法單一、長期漂移和響應慢，傳感器封裝中的交叉敏感、膠粘老化失效和傳感靈敏度低，傳感組網(wǎng)融合困難等難點問題。
　　
　　面對難題，劉鐵根教授團隊選擇迎難而上，終于通過深入研究，實現(xiàn)一系列光纖傳感領域的技術突破。高精度、高穩(wěn)定混合式光纖傳感解調(diào)技術，惡劣環(huán)境下高可靠性光纖多傳感器封裝技術，多波段混疊式光纖多氣體傳感技術以及混合式光纖傳感組網(wǎng)融合技術。這些技術突破引領了光纖傳感安全監(jiān)測領域技術探索的前沿。
　　
　　混合式光纖傳感技術近10年來已應用到28項國家航空航天試驗及重大關鍵基礎設施工程的安全監(jiān)測。其在全國電力和石化行業(yè)分立式光纖傳感市場占有率超過30%，近三年共取得直接經(jīng)濟效益2.4億元。成功地對多起過熱異常進行了預警。2012年，該技術成功對獨山子石化分公司50萬方罐區(qū)溫度超過閾值進行報警，將事故隱患消除在初始階段。
　　
　　目前，該項目已獲得授權(quán)發(fā)明專利56項，其中美國專利3項。制定國家軍用標準1項。獲光纖傳感產(chǎn)品測試認證38項。獲天津市、教育部和中國儀器儀表學會科學技術獎一等獎各1項，獲中國發(fā)明專利優(yōu)秀獎1項。發(fā)表學術論文216篇，SCI檢索103篇，其中在國際頂級光學工程期刊上發(fā)表47篇。鑒定委員會認為“該項研究成果在理論探索、技術研發(fā)和工程應用中具有多項創(chuàng)新，總體技術達到國際領先水平”。
　　
　　聚焦國家需求 兩項成果獲得國家科技進步二等獎
　　
　　在本次大會上，天津大學參與完成的兩項成果獲得國家科技進步二等獎，其中包括王成山教授為第一完成人的“配電網(wǎng)高可靠性供電關鍵技術及工程應用”項目，以及練繼建教授作為第二完成人的“長距離輸水工程水力控制理論與關鍵技術”項目。兩項成果都與國民經(jīng)濟建設緊密結(jié)合，特別注重解決國家重點領域、重要支柱產(chǎn)業(yè)的技術難題。
　　
　　在世界范圍內(nèi)，持續(xù)快速發(fā)展的大規(guī)模配電網(wǎng)供電可靠性提升一直面臨四大難題：建設方案的經(jīng)濟性與可靠性協(xié)調(diào)困難;復雜故障辨識準確率低;快速搶修技術尚未突破;電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)一體化協(xié)調(diào)控制困難。
　　
　　天津大學王成山教授團隊與國網(wǎng)天津市電力公司、中國電力科學研究院、國網(wǎng)浙江省電力公司、國電南瑞科技股份有限公司、天津天大求實電力新技術股份有限公司等單位經(jīng)過近10年的產(chǎn)學研聯(lián)合攻關，實現(xiàn)了配電網(wǎng)高可靠性供電關鍵技術的重大突破。創(chuàng)建了多電壓級網(wǎng)架協(xié)調(diào)規(guī)劃理論和分析方法，開發(fā)了配電網(wǎng)建設優(yōu)化決策系統(tǒng);提出了復雜故障辨識方法，突破了自適應負荷轉(zhuǎn)供技術，研制了配電自動化系統(tǒng)與關鍵裝備;提出了故障搶修效能動態(tài)評估方法，突破了多源信息協(xié)同的搶修資源優(yōu)化調(diào)度技術，開發(fā)了配電網(wǎng)故障搶修平臺;提出了電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)多電源協(xié)調(diào)供電模式，開發(fā)了含分布式電源的配電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)，滿足了重要用戶供電保障需求。項目獲授權(quán)發(fā)明專利43項、軟件著作權(quán)8項，發(fā)表SCI/EI論文65篇。成果經(jīng)鑒定整體達到國際領先水平。
　　
　　長距離輸水工程是進行水資源配置的關鍵手段，我國已建跨流域輸水工程達到31座，供水比例高達20%。長距離輸水工程水力控制系統(tǒng)具有強非線性、多流態(tài)和多約束等特點，調(diào)控參數(shù)多，不確定性大，累積效應嚴重;用水需求多變，運行調(diào)度復雜，調(diào)控難度大?？刂撇划敇O易出現(xiàn)爆管、結(jié)構(gòu)物破壞、漫堤潰決和冰害等事故。長距離輸水工程的安全調(diào)度和運行是保障國家水資源安全的關鍵。
　　
　　天津大學練繼建教授課題組與中國水利水電科學研究院、清華大學、長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司、武漢大學、南水北調(diào)中線干線工程建設管理局等單位聯(lián)合攻關完成的“長距離輸水工程水力控制理論與關鍵技術”，在國家科技支撐計劃等40余項重大科研與咨詢項目支持下，歷經(jīng)20余年的工程實踐、理論探索和技術創(chuàng)新，建立了復雜長距離輸水系統(tǒng)水力仿真與控制理論方法;發(fā)明了分段低壓輸水新技術，揭示了其共振原理，提出了輸水單元水流振蕩方程及避免水力共振的設計方法，降低管道承壓70%-90%;提出了冰期輸水冰害防治的控制技術，提高冰期輸水能力0%-15%。研究成果已在我國19項大型輸水工程中得到應用，惠及人口2.1億，工程節(jié)支增收逾18億元。
　　
　　（原標題：天津大學4項成果獲2016年國家科技獎）
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