项目名称:区域复杂渗流场分析与渗控研究及应用

主要完成人:曹洪,张挺,骆冠勇,李川,潘泓,黄锦林,周红星,崔恒富,陈小丹,苏铎,莫海鸿,陈震宇,何民辉,周辉,贾恺主要完成单位:华南理工大学,广东省水利水电科学研究院,广东省水利电力勘测设计研究院项目简介:渗流是工程领域普遍存在的现象,本研究涵盖其中堤防渗漏、水库浸没和城市地下水环境这三个重要内容.
其中,渗漏是堤坝防洪中出现最多的险情,关乎人民生命财产安全;水库蓄水引起周边城乡浸没问题严重制约着水库的正常运用和城乡发展;城市地下空间开发对地下水的影响也是城市可持续发展必须考虑的难题.
解决这些问题极大依赖于区域渗流场分析理论的发展和完善.

对于区域渗流场,由于范围大、地质条件复杂、地下阻排水结构物众多,其渗流分析及控制一直是工程难题.
本项目针对水利、土木和环境等领域中区域地下水分析及控制问题进行研究,在区域渗流场分析方法、渗流破坏机理、渗流场特性及控制措施等方面取得了突破性的成果,对保障大型水利设施的安全以及城市可持续发展具有重要意义.

在渗流场模拟方面,对于大尺度复杂渗流场中存在大量的减压井、排水沟和地下室等阻排水结构物,由于奇异性和跨尺度性,常规方法很难甚至无法计算.
本研究基于区域多层渗透场的特点,提出了一系列有效方法对阻排水结构物进行等效模拟,解决了区域渗流场中存在的尺度差异问题,使得区域渗流场中成千上万的小尺寸阻排水结构的分析计算成为可能,有力发展了多层区域渗流水平面有限元方法,为一系列工程难题的解决建立了理论基础.

在渗流破坏机理研究方面,在管涌破坏室内砂槽模型试验基础上,针对管涌发生、扩展和上溯过程开展了一系列的模型试验,揭示了堤后薄弱覆盖层厚度、长宽比、出口保护形式、砂层出露等因素对渗流破坏模式的影响机制,并提出了相应的判定方法,丰富和完善了渗流破坏理论,并在工程应用上为渗流控制提供了重要的依据.

在渗流控制措施方面,本研究在渗流场特性综合分析的基础上,主要对压渗、排渗等渗流控制措施进行深入研究,提出了减压井井损测试方法,研发了减小井损的轻型减压井造井工艺,探索出减压井优化布置模式,并在工程中成功应用.

本研究历时15年,依托省科技计划项目、国家重点实验室项目、省水利厅科技项目等科研项目,开展了一系列基础理论及工程应用研究,所形成的研究成果已应用于多项大型重点工程:成功解决了北江大堤(国家七大堤防之一)主要险段渗透破坏问题,并为北江大堤强透水地基的治理提供了重要技术支撑;成功预测了由于潮州水利枢纽蓄水造成的潮州城区浸没的不良后果,提出的减压与截渗相结合的治理方案,成功减轻了城区的浸没影响;针对广州城区地下空间开发对地下水影响问题,在国内外首次模拟分析了拥有众多地下结构物的大型城区80平方公里区域渗流场状况,真实反映了广州城市地下水的现状,为广州市地下空间开发及城市规划决策提供了技术支持.
此外,本研究成果还在多项水利工程防渗治理中广泛应用,发挥重要作用.
目前已发表文章31篇,其中SCI收录2篇,EI收录14篇.
提交科研及应用报告34份,获授权实用新型专利3项,软件著作权2项.

本研究成果在水利工程、土木建设与环境等领域有广阔的应用前景.
项目名称:网络环境下移动机器人控制与遥操作主要完成人:李智军,夏元清,胥布工,刘屿主要完成单位:华南理工大学,北京理工大学,上海交通大学项目简介:本项目属于信息科学自动化领域,涉及机器人、传感、信息、自控等多学科领域.
本项目通过将移动机器人的局部自主控制与网络控制相结合,提高了在复杂、动态、极限、危险环境中移动机器人作业的能力,创新性地探索和解决了一些重要科学问题,并取得一系列的前瞻性的研究成果:1.
在多类异构移动机器人建模、控制和协调方面:(1)提出了广义空间运动和力变换理论,解决了混合约束下机器人运动和力的耦合问题,降低了移动机器人控制器设计的难度;(2)针对复杂环境中的异构机器人系统,具体地包括空中飞艇、水下无人运载器、轮式机器人,移动操作臂等,提出自主控制方法,包括状态反馈控制,模糊神经网络控制等,创新地提出新型面向状态约束的李雅普诺夫方程并进行控制器设计和稳定性证明,解决了复杂环境下混合约束的机器人控制难题.

2.
在移动机器人网络化控制方面:(1)分析了网络化控制系统非线性结构化、非线性动态、非完整信息,明确了网路化控制系统的非完整性信息具有马氏跳变的特点,提出了具有自学习能力的非结构化建模方法,建立实用的网络化控制系统逼近模型,为机器人网络化控制系统建模开辟了新的途径;(2)针对移动机器人网络化控制系统传输信号的量化问题以及网络传送的采样时间不匹配、采样速率不同以及时滞、数据丢失、错序等非完整性多传感器信息的滤波与融合问题,在基于卡尔曼滤波信息量化策略、网络化控制移动机器人系统的滤波及数据融合方面系统地给出了非完整性网络化信息处理的解决方法,提高了信息量化精度,解决了量化误差精确描述和刻画的难题;(3)针对移动机器人网络化控制系统中存在的时滞、随机丢包等因素使得闭环系统的控制性能恶化问题,以及难以检测和消除的各种故障,提出了网络化预测补偿控制思想,创新性地给出了网络化系统控制及故障诊断方法,有效地解决了信息丢包带来的系统性能降低问题,提高了网络化控制系统性能,达到了理想的控制效果;(4)针对网络环境下移动机器人控制系统离散系统的本质,提出基于Delta算子统一采样方法对移动机器人控制系统进行分析与综合.

3.
在移动机器人遥操作方面,针对人机协同控制机器人遥操作系统,在广义空间运动和力变换理论基础上,将双边遥操作机器人的动力学模型分解为局部自主模型和网络同步动力学模型,提出了非对称时变时延遥操作控制器,建立了依赖于时延参数的遥操作系统稳定性分析方法和控制器设计策略,揭示了控制器与非线性动力学参数、网络环境参数的联系,提高了网络化机器人系统的遥操作性能.

本项目发表论文SCI收录86篇,EI收录132篇,其中88篇论文被SCI数据库和ISTP数据库收录的论文他人引用1047次,主要论文发表于Automatica、IEEE汇刊系列等主流学术刊物,出版学术专著2部.
同时该成果得到国内外同行专家和学者的高度评价,在该领域内产生较大影响.

项目名称:大功率LED照明散热冷却技术主要完成人:汪双凤,陈金建,罗婉霞,臧孟炎,张艳来,饶中浩,杜姬芳,李碧祥,林梓荣,李炅,张先锋,胡艳鑫,陈锦芳,霍杰鹏,李国庆主要完成单位:华南理工大学,广州广日电气设备有限公司,中山市鸿宝电业有限公司,广东祥新光电科技有限公司项目简介:本发明属于散热装置,是一种具有高效、节能、环保、结构简单的大功率LED灯散热模组及封装技术.
该技术采用热管+翅片的散热方式,在热管散热技术上实现新突破,采用新型的封装技术,从而解决了大高功率(20W或以上)、高热流密度(单位面积的发热量大)LED照明的技术发展瓶颈,即散热问题.
主要技术内容:1.

提供一种应用平板型脉动热管进行散热,实现高效率散热的一种大功率LED灯的散热模组研究.
其中主要技术内容包括:安装有多颗大功率LED灯的PCB板、金属腔体、左金属管道、右金属管道、金属丝网、金属毛细芯、金属翅片以及用于封装多颗大功率LED灯的外壳等设计及加工;2.
环形蒸汽腔散热模组的开发、优化设计和性能研究,其主要技术内容包括:1)根据系统参数对模组传热性能影响的研究,开发出符合要求的环型蒸汽腔散热模组,依靠液体的相变潜热实现换热.
同时,散热翅片与外部壳体通过一体成形的制造工艺,与采用焊接的方法把翅片安装在壳体的工艺相比,更节约成本,散热效果更佳;2)根据大功率LED应用条件、环境和散热要求,对蒸汽腔散热模组进行系统化设计、方法探讨和理论研究.
3.

新型封装工艺的研发由于LED芯片发热属于点发热,热流密度较高,必须及时散去.
本研究将采用集成式封装方式,有效分散芯片点热量,并采用高性能封装技术,配合高导热支架,达到提升LED发光效率,减低LED光衰的目的.
主要技术指标:1)开发出满足系列大功率照明LED散热要求的环形蒸汽腔散热模组及平板型脉动热管散热模组,结合研发的新型封装技术,将使LED芯片的基板温升降至60℃以下,比同类散热装置低5℃以上;2)发光效率提高到120lm/W,光衰提高到10000小时,衰减在10%以内;促进行业科技进步作用及应用推广情况:通过此项目的研究,获得发明专利2项,实用新型专利7项,设计应用新型LED灯散热模组,完成新型封装工艺改进和开发,通过几项技术的应用,已经推广到4家企业,包括广东广日集团等大型国有企业,解决了大功率LED照明产业发展过程中的技术瓶颈,即散热及封装问题.
为我国LED产业的快速发展提供了技术支持和质量保障,使我国LED产业的保持国际领先地位,起到了重要的作用.
同时,对建设我国资源节约型、环境友好型社会,具有良好的推动作用.
通过该技术的实施,三年内,实现新增产值超过13亿元,企业新增利润超过1亿元,新增就业超千人.

项目名称:面向严酷应用环境的大功率高性能特种电源及其智能控制技术主要完成人:王振民,张芩,黄石生,吴祥淼,杜贵平,洪东升,冯允樑主要完成单位:华南理工大学,广州友田机电设备有限公司项目简介:项目技术属于机械制造工艺及设备领域.
在国家自然科学基金和省市科技计划项目的持续支持下,针对焊接、切割、电解、烧结、裂解、熔炼等制造加工业对节能减排、节材增效和优质精细生产的迫切需求,研发出高效、高性能、高可靠的大功率特种电源设备,主要包括三大类:焊接电源、等离子体电源和电化学电源;总体性能指标居于国际先进水平.

项目的总体思路为,利用先进的分散自律控制结构和智能冗余的运行模式,将多组全数字逆变式智能节点型功率模块进行弱耦合并联和协同调控,实现电源功率的可靠增强、能量的高效变换和输出特性的精密控制.
主要内容包括:研发新型的大功率软开关换流技术以实现电能的高效变换;研发基于32位高速SOC级ARM嵌入式数字控制的智能节点型功率模块,实现节点自律和精密数字功率转换;研发具备同步和容错机制的CANBUS全数字协同控制网络、数字均流算法和"N+M"的智能冗余策略,实现多组智能节点型功率模块的弱耦合并联、实时协同和电源整体输出特性的精确调控;基于磁隔离型信号调制原理和非神经超前反馈驱动保护机制,研发集系统级、功率级和器件级等保护于一体的超前驱动保护新技术,进一步提高了大功率特种电源设备的可靠性.

项目成果具有可靠性高、节能(20~40%)、节材(60~70%)、控制精确(稳流精度≦1%)、体积小巧(约为传统电源的1/4~1/5)、结构灵活、一致性好、制造工艺简化以及生产周期短等特点,是具有更新换代意义的新一代大功率高性能特种电源设备.
项目已授权发明专利10件,计算机软件著作权10件,省级成果鉴定2件,发表论文20篇,SCI/EI收录15篇次.

焊接、切割、烧结、熔炼、电解、电镀等制造加工业既是我国的耗能大户,又是典型的高能耗行业,主要能耗集中在电源设备的电能变换过程及工艺实施过程,其电能消耗甚至超过总成本的一半.
本项目既能节约制造原材料,又能实现电能的高效变换和可靠传递,还能优化工艺过程的能量配置,可以显著推动高能耗行业的节能、减排、增效和优质精细生产.

广东省科技厅组织的成果鉴定认为项目成果技术"达到国际先进水平".
应用上述技术成果,研发了焊接电源、等离子体电源、电化学电源等系列产品技术,并通过专利实施许可、技术转让等方式实现了批量生产和销售.
项目已取得良好的经济和社会效益;其中,完成单位广州友田已新增产值16850万元,新增利税3042.
14万元,创汇1022万美元,节约各类制造原材料约3000吨,直接节支879万元;两家应用单位已新增产值12529万元,新增利税1749.
7万元,节约各类原材料3600吨,直接节支832.
8万元.

项目名称:基于无机膜和吸附剂的分离与反应基础研究主要完成人:王海辉,杨维慎,李忠,朱雪峰,奚红霞,夏启斌,余谟鑫主要完成单位:华南理工大学,中国科学院大连化学物理研究所项目简介:项目属于膜分离与吸附分离学科领域.
开展无机膜和吸附材料的设计、无机膜与吸附材料用于分离与反应等基础研究,其目标是在研制高性能无机膜和吸附剂材料的基础上,发展无机膜及吸附材料的构效关系和制备技术的基本理论,揭示无机膜和吸附剂用于分离过程及反应过程耦合的基本规律.
主要内容、发现点及其学术价值包括:1、发展了膜分离材料的设计制备基本理论,研制了系列具有自主知识产权的高透氧量、高稳定性的含钴透氧膜材料Ba0.
5Sr0.
5Co0.
8Fe0.
2O3-δ(BSCF)和BaCo0.
7Fe0.
2Ta0.
1O3-δ(BCFT)及抗还原性无钴透氧膜材料BaCe0.
15Fe0.
85O3-δ(BCF);2、创新性地应用量子化学理论计算吸附质分子和表面吸附活性位物质的酸碱硬度及电负性,提出了软硬酸碱吸附作用理论,使吸附剂设计从经验探索走向理论指导,并在多种吸附体系得到验证,并以此理论为指导,成功地研制出高憎水性CO2吸附材料;3、创新性地提出了新型膜分离与反应过程耦合的机制并设计出相应的膜分离反应耦合过程,并以新型膜分离材料为核心,构建了透氧膜反应器中N2O分解反应与甲烷部分氧化制合成气反应的耦合,透氧膜反应器中水分解制氢反应与甲烷部分氧化制合成气反应的耦合,透氧膜反应器中天然气催化转化制合成气与空气分离耦合以及透氧膜反应器中乙烷氧化脱氢制乙烯与空气分离耦合等四种新型高效的分离反应耦合过程,为多过程耦合工业化提供理论依据.

发表学术论文184篇,SCI收录124篇,EI收录51篇,获得授权中国发明专利9项,论文总引用5521次(SCI引用3720次),他引4302次(SCI他引2661次).
研究成果受到国际关注和重视,先后被国际顶级学术期刊Nature,ChemistryWorld,ChemistryWorldBlog和Chemistry&Industry等作为研究亮点报道,1篇论文入选Angew.
Chem.
Int.
Ed.
(影响因子:13.
734)的封面文章,1篇论文入选全国百篇最具影响的国际学术论文.
项目名称:非结构化模式识别理论与方法研究主要完成人:许勇,余志文,文贵华,蔡宏民,罗荣华,毛爱华,冼楚华,马千里,沃焱,全宇晖主要完成单位:华南理工大学项目简介:1.
所属科学技术领域本项目属于模式识别与人工智能领域,可以广泛应用于海量视频信息处理、生物信息、电信和金融等行业的非结构化大数据处理与识别,具有重要的理论意义和实际应用价值.
2.
主要内容及发现点1)纹理图像不变性特征的表示理论:首次系统地提出了基于重分形谱的图像特征表示理论,并在理论上证明了纹理图像重分形谱在广泛的双Lipschitz变换(包括各种非线性变换、非刚体形变和投影变换等)下的不变性,在纹理特征不变量研究方向取得理论突破.
2)纹理图像不变性特征的提取方法:提出了基于局部密度、多尺度和方向模板、小波系数金字塔模型、时空自相似度量、基于"扭矩"的图像轮廓特征表示与提取等理论和方法,具有准确性高、特征维数低、普适性强、计算复杂度低等特点.

3)非结构化数据的认知规律与几何化计算模型:针对模式识别方法存在不可逾越的维数灾难问题,提出认知规律的几何计算模型,以及多种基于认知计算模型的流形学习和数据挖掘新方法;所提出的模型和方法可以有效地发现高维观察数据中有意义的低维嵌入.

4)非结构化数据的分类与聚类框架:提出了多种集成学习框架,包括分类集成学习框架和聚类集成学习框架;并成功地将所提出的集成学习框架应用于癌症基因表达数据和多媒体数据的模式识别中.
5)学习模型优化理论与算法:提出了新的基于近邻知识的多目标演化算法和协同进化递归神经网络模型,为学习模型的优化奠定基础;基于近邻知识的多目标演化算法不但发挥了两大经典算法NSGA-II和JGGA的优势,还系统地考虑了搜索过程中所获取的领域知识;而协同进化递归神经网络模型,用协同进化策略估计混沌相空间参数和优化神经网络结构,提高了预测精度和稳定性.

3.
同行引用评价与应用情况该项目论文已被SCI索引43篇、EI索引178篇.
研究成果发表在《InternationalJournalofComputerVision》(一区)、《IEEETransactionsonEvolutionaryComputation》(一区)、《MedicalImageAnalysis》(一区)、《PatternRecognition》(二区)、《ImageandVisionComputing》(二区)等计算机视觉和模式识别国际一流期刊和CVPR及ICCV等顶级国际学术会议;其中Google学术的单篇最高他引次数72次,总共他引次数720次;并在医学图像处理与识别和智能机器人场景理解等领域取得了很好的应用效果.

项目名称:造纸过程中废纸纤维品质提升的关键技术研发与应用主要完成人:万金泉,马邕文,王艳,黄明智,陈杨梅,王剑英,张清辉,胡关键,郭文杰,孟庆林主要完成单位:华南理工大学,东莞市绿微康生物科技有限公司项目简介:所属科学技术领域本项目属于轻工技术领域,主要用于延缓废纸纤维在造纸过程中的性能衰变,提升废纸纤维造纸的成纸品质,项目已取得良好的应用成果.
主要技术内容本项目解决了废纸回用于造纸生产时纤维品质提升的关键技术问题,具有工艺控制方便、节能等优点,主要包括四项发明点:(1)提出基于高强剪切力场的高浓碎浆及中高浓渐开式梯形磨片磨浆新方法,降低废纸纤维细胞壁孔隙结构的不可逆关闭程度,减弱制浆对废纸纤维的破坏.
(2)提出了高低温分段变温纸页干燥新工艺,降低干燥过程中纤维共结晶的发生,提高纤维的柔韧性和强度.
(3)研发了中碱双回路-复配生物酶废纸选脱墨新工艺,通过中性条件下碱性脂肪酶和中性脱墨剂的协同作用脱除水性苯胺油墨,有效实现油墨的脱除,通过碱性脱墨中的碱液溶胀纤维素,打开纤维不可逆氢键和结晶区,使纤维表面暴露更多的游离羟基,提高废纸纤维间结合性能和润胀性能.
(4)研发了废纸纤维的改性漆酶/组氨酸嫁接羧基的新技术,通过改性漆酶的电子传递将羧基嫁接到纤维表面提高纤维的润胀性能和柔韧性,进而提高成纸强度.

本项目成果已获授权国家发明专利7项、授权国家实用新型专利4项.
发表论文43篇,其中在《Cellouse》、《BioresouseTechnology》、《CarbohydratePolymers》等造纸类国际主流SCI期刊发表论文17篇(在JCR一区《BioresourceTechnology》连载4篇),系列成果得到国际同行高度评价,引用的国际科研机构有三十多个.
出版专著《造纸纤维性能衰变抑制原理与技术》(2014年,广东科技出版社),形成广东地方标准1项:生物酶脱墨剂(DB44/T856-2011).
技术经济指标成果与国内外现有技术相比,中高浓制浆新技术使废纸造纸成纸抗张指数提高30.
1%、裂断长提高29.
5%、吨浆节电约13.
0%;高低温分段变温纸页干燥新工艺使成纸耐破指数提高30.
6%、抗张指数提高24.
0%、断裂长提高23.
8%,吨纸节电约20%;中碱双回路浮选脱墨使成纸撕裂指数提高3.
6%、裂断长提高27.
5%、白度提高4.
4%ISO;改性漆酶/组氨酸的生物处理方法使成纸抗张指数提高39.
9%,断裂长提高39.
7%.

促进行业科技进步及应用推广情况项目成果提高了我国造纸行业使用废纸造纸的技术水平,已在广东上隆纸业有限公司、广东鸿业纸业有限公司、广东海龙纸业有限公司、广东阳春豪达纸业有限公司、广东江门桥裕纸业有限公司、广东东莞永安造纸有限公司、浙江景兴纸业有限公司、山东泰山石膏股份有限公司、河南新乡鸿泰纸业有限公司、福建省南纸股份有限公司等应用,通过提升纤维品质、节电、节约造纸纤维创直接经济效益1.
89亿元/年.

项目名称:铸造行业综合节能减排的技术应用与示范主要完成人:陈维平,李元元,陈永成,刘啟平,江帆,周照耀,吴春苗,苏仕方,李润生,叶建军,裴清清,张卫文,张大童,张宪民,黄丹主要完成单位:华南理工大学,佛山市顺德区中天创展球铁有限公司,广东省韶铸集团有限公司,广州大学,沈阳铸造研究所,广东省机械工程学会项目简介:本成果属于机械工程和节能减排科学技术领域.
铸造行业是我国机械工业的基础,同时也是能耗高、污染严重的行业.
2008年(立项时),日本、德国、美国、英国等发达国家的铸铁件平均综合能耗为334~536kgce/t(ce-标准煤),其中,日本为334kgce/t代表国际先进水平.
我国铸铁件平均能耗为830kgce/t,铸件生产的污染物平均排放量约为发达国家的3~5倍.
本成果在广东省重大科技专项的支持下,开展了一系列的理论与技术研究、示范工程建设以及行业推广.
经广东省科技厅组织全国专家会议鉴定,鉴定结论:"该成果的总体技术达到国际先进水平,经济和社会效益显著".
取得的主要成果:1.
研究提出了"铸件成品率与单位产品能耗关系模型"和"铸造技术节能措施贡献率分析模型",提出了整套综合节能和综合减排技术优化方案,针对典型铸造企业,运用提出的理论模型结合先进技术及设备的集成创新,建立了"铸铁厂综合节能技术"和"铸钢厂综合减排技术"示范工程,在多家企业推广应用.

2.
在"铸铁厂综合节能技术"示范工程中,采用了中频感应熔炼炉设备和熔炼技术,提高了能源利用效率;废钢(屑)直接熔炼;铸态大断面球墨铸铁质量强化新技术,省去了热处理工序;消失模铸造净近成形技术,提高材料利用率;计算机辅助铸造工艺设计等先进节能设备和新技术集成.
铸铁件综合能耗由原来的539kgce/t降至198.
5kgce/t,达到国际先进水平的能耗指标.
3.
在"铸钢厂综合减排技术示"范工程中,采用改性水玻璃砂、废旧砂及电炉废渣制备建筑砌块、"半密闭罩+屋顶罩+变频控制"烟尘捕集除尘、车间粉尘综合治理等先进污染控制和综合利用新技术集成,实现了80%以上旧砂回用,大幅度提高了电弧炉的烟尘捕集率;净化后废气含尘浓度平均为13.
3mg/m3~16.
6mg/m3,优于国家标准《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)的排放限值(100mg/m3)要求.

4.
自2009年开始,在5家铸造企业推广应用,取得了显著的节能减排效益.
其中,近3年(2011~2013年)取得的效益为:节能11万吨标准煤;减排二氧化硫77万m3(标准);减排废渣13万吨;减排废气(烟尘)3,550万m3;废渣(废砂)综合利用7.
7万吨;产生经济效益7.
3亿元.

项目名称:基于情景感知的视频编解码与传输控制关键技术研究及应用主要完成人:吴宗泽,章云,龙显军,谢胜利,王朝晖,张勰,余荣,邓毅华,杨灿,陈珣,郭英,李卫军,陆川,向友君,马涛主要完成单位:华南理工大学,广东工业大学,中国电信股份有限公司广东研究院项目简介:该项目所属信息科学技术领域.
随着大宽带网络的建设,主干网及端到端的通信能力得到大幅度提升,然而越来越多的人们对高品质内容的需求不断增长(每年以30%速度增长),但是目前通信网络仅仅在物理层的扩展,而缺乏网络层和业务层与之匹配的相应手段,导致目前网络的服务质量与用户体验跟不上发展的需求.
因此,需要有更好的从信源编码到信道传输的网络服务模式,尤其是面向流媒体服务的自适应网络的编解码与传输机制.
本项目在国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家电子发展基金、广东省多项重点项目的支持下,通过产学研联合攻关,创建面向情景感知的视频编解码和CDN相结合的新型流媒体传输模式,成功研制出基于IMS网络的面向情景感知的视频编码传输系统及相关产品.

本项目申请国家发明专利43项,已授权24项,软件著作权3项,发表论文25篇(IEEE长文6篇),他引427次.
本项目研发关键新产品通过国家工信部广州电话交换设备质量监督检验中心和广东省电子电器产品监督检验所检测,并取得国家工信部入网认证.
制定国家标准9项(其中2项牵头),IMS企业规范4项.
形成的主要创新点如下:(1)面对业务场景的自适应需求,提出DCT域的分辨率可伸缩、多维码率控制、视频流可伸缩组织等新技术,使得视频码流可以任意切分和重构,突破传统的流媒体编码和传输模式;实现多分辨率、多帧率、多质量层的更加灵活的可伸缩视频编码.
(2)面向自适应流媒体传输需求,提出情景感知方法,包括自适应路由、节点状态感知和带宽测量等方法,为视频流高质量自适应传输提供可靠依据;(3)根据网络视频传输需求,提出基于用户行为的可伸缩视频CDN部署方法和分发方案,降低流媒体服务时延50%以上,显著提升用户体验质量;(4)面向家庭业务情景感知,提出智能设备对等互联的无中心家庭网络模式和基于NAT的家庭间对等共享方法,实现在家庭各个终端之间的可伸缩视频流畅共享;(5)针对新型流媒体传输需求,构建基于IMS承载网络信息流媒体传输平台,将可伸缩视频编码与中国电信的视频通话、视频监控、家庭业务等业务融合,使得视频传输能有效的服务情景感知需求.

本项目所发明的基于情景感知的视频编解码及传输控制关键技术应用到电信运营平台以及业务系统,已在广东省电信、广州市合立正通科技有限公司、深圳市同洲电子股份有限公司、佛山市顺德区瑞德电子实业有限公司等单位推广200多万用户,直接推广的经济效益达5亿元.
项目成果所形成的新技术和新产品能有效提高视频用户体验质量和网络传输效率,其核心技术写入国家标准,显著推动了行业的技术进步,整体技术达到国际先进水平.

项目名称:聚合物/埃洛石纳米管复合材料的制备、结构与性能主要完成人:郭宝春,贾志欣,罗远芳,贾德民,杜明亮,刘明贤主要完成单位:华南理工大学项目简介:项目属于材料科学领域.
有机-无机纳米复合材料是当前材料科学的重要发展方向和研究热点,是高分子材料高性能化和功能化的主要途径之一.
制备有机-无机纳米复合材料使用的无机纳米材料,大多是通过合成、插层、剥离等方法制备,存在制备条件复杂、产率低、成本高、适用性差等缺点.
探求具有新型结构、来源易、成本低和适用范围广的无机纳米材料对发展有机-无机纳米复合材料具有重要的理论意义和应用前景.
埃洛石纳米管(HNTs)是一种自然界储量丰富的廉价的天然无机纳米材料,但本项目开展之前国内外未见将其应用于聚合物纳米复合材料的报道.

项目的主要内容涉及聚合物/HNTs纳米复合材料的制备、结构与性能的基础研究.
其主要科学发现如下:(1)首次报道了聚合物/HNTs纳米复合材料的研究.
发明了熔融混炼、共凝聚、共固化、电子转移、接枝、离子液体改性、氢键自组装等多种制备聚合物/HNTs纳米复合材料的方法,制备了以热塑性塑料、橡胶和热固性树脂为基体的一系列聚合物/HNTs纳米复合材料.
(2)发展了含反应性基团的聚合物与HNTs的原位界面改性、小分子界面改性剂的原位界面改性、大分子界面改性剂的原位界面改性和HNTs的表面接枝改性等多种适用于聚合物/HNTs复合材料的界面改性技术,发现了它们基于共价键、氢键和电荷转移的界面结合机理,解决了填料均匀分散和界面紧密结合等复合材料关键问题.
这些方法采用工业可用和廉价的改性剂,具有良好的应用前景.
由于HNTs的硅酸盐本质,这些方法为其他种类粘土的改性提供了重要借鉴,具有普适性.
(3)发现了HNTs在增强、阻燃、结晶形态和结晶动力学调控、降低热膨胀等方面的特殊效应及其机理,为聚合物/HNTs纳米复合材料的性能和应用研究提供了基础.
(4)提出了HNTs在基体中原位分散、自组织和网络化的多种方法.
例如,采用室温离子液体实现HNTs在橡胶中的分散与界面调控、利用埃洛石与荧光增白剂自组织成纤调控基体结晶、利用氢键配体将HNTs通过氢键自组装实现网络化增强等.
这些方法为聚合物/HNTs纳米复合材料性能优化和应用提供了重要指导原则.

执行期间项目组在国际期刊发表相关的SCI论文31篇,获授权发明专利5项.
上述基础研究的发表引领了16个国家和地区的众多研究组跟进研究和37个国家的研究人员的大量正面引用和评述.
国内外同行高度关注本项目的基础研究工作,日本九州大学Takahara教授、韩国Geckeler教授、印度国际著名橡胶专家Bhowmick教授、德国莱布尼茨高分子研究所Heinrich教授等国际著名教授和相关研究组持续关注和跟进.
31篇论文共获得他引632次,其中10篇代表作获得SCI他引340次,发表的第一篇聚合物/HNTs复合材料的研究(代表性论文1)获得SCI他引86次.
相关工作多次应邀在重要国际会议如美国化学会年会上做邀请报告.

项目名称:果汁果酒与水果提取物绿色加工技术与装备主要完成人:曾新安,孙大文,韩忠,杨李益,扶雄,于淑娟,张本山,高文宏,滕晖,王启军,刘丹,杨华峰,薛子光,罗文波,李宗城主要完成单位:华南理工大学,广州达桥食品设备有限公司,株洲千金药业股份有限公司,广东祯州集团有限公司,云南茅粮酒业集团有限公司,广州云星科学仪器有限公司项目简介:本项目属于食品科学与工程技术领域,针对水果及功能植物精深加工中前处理分解加工、果汁浓缩灭菌与绿色酿造、果酒陈酿及果皮渣功能活性物质提取与综合利用四个环节中存在的关键技术问题,以全冷程加工为指导思想,以先进设备研发与应用为抓手,主要创新如下:1)发明了大中小果多型号机电一体化剥壳削皮去核机,实现硬壳果高效壳核与果肉软分离,荔枝剥壳率大于95%,核破碎率小于3%;无壳果红外线定位,切刀自动找位、找高、找果柄,跟踪果型双刀同步削割,削皮捅核分瓣自动分流,柚子油层削皮控制在2-3mm,白囊衣切除率大于90%,大中小果机处理能力分别达每小时600个、1300个和42000个,解决了水果规模化分解加工难题,大幅提高全果利用率和果汁质量;2)发明了超声协同养晶果汁冷冻浓缩方法与设备,实现高效冷冻浓缩;发明了脂质膜相变温度下预极化脉冲电场低温灭菌技术及设备,解决了高场强获得、电导率自适应匹配、原位温控及电极腐蚀等难题,实现液料50℃10s以内连续快速灭菌,Vc保存率大于85%,能耗为热处理的40%;发明了外源氨基酸调控、超低温长时及强化色素浸提等酿造技术,杂醇油含量降低70%,果酒香气浓郁、口感饱满协调;3)发现了酒陈酿过程中氢键有序缔合及氧化还原电位变化规律,探明了电磁场、高静压等与微氧协同强化陈酿机理及调控手段,发明了管道式和输送带瓶装式等4种型号的酒陈酿设备、果酒陈酿时间检测方法和除杂醇油蒸馏装置等,杂醇油降至0.
3g/L以下,陈酿时间大幅缩短,酒质明显提升;4)发明了电磁强化高效低温提取植物精油与功能活性物质、改性修饰多糖大分子的方法与装备,以所制备的高抑菌性能精油、水溶性壳聚糖及小劈碱等为原料发明了湿巾药水等功能用品;以亲水性相容性增加的改性淀粉作为载体,以电磁强化提取的原花青素、黄酮和多糖等为原料发明了妇科断红饮胶囊新药、丹杞玫瑰胶囊和五麦胶囊等保健食品.
以多学科交叉基础理论研究带动工艺研究和成套装备研发,并产业化,集成化程度高,理论和技术创新程度高;削皮机通过欧盟认证,脉冲电场低温灭菌器列为国家重点新产品,获批新药1项,保健食品2项,3项成果通过鉴定,酒类陈酿技术和脉冲电磁场改性淀粉技术达"国际领先水平",高压脉冲灭菌设备达"国际先进、国内领先水平";授权专利40件,其中发明专利25件,国际专利TCP1件,计算机软件著作权1项;出版专著1部,发表论文192篇,其中SCI/EI收录论文59篇,他引226次;成果被《NewScientist》和《NatureChina》等列为研究亮点以及CCTV-1"科技博览"等报道,引起较大社会反响.
已在12个国家115家企业推广应用,据不完全统计,近3年新增销售额403,422万元,利润116,984万元,税收22,765万元,出口创汇10,565万美元,节支28,125万元.
项目名称:高羧基含量磺化碱木质素的制备及在农药制剂中的应用主要完成人:邱学青,庞煜霞,楼宏铭,孔建,李广泽,杨东杰,周明松,欧阳新平,邓永红,易聪华,黄锦浩,郑大锋主要完成单位:华南理工大学,深圳诺普信农化股份有限公司项目简介:本项目隶属于精细化工、农药制剂与造纸制浆相互交叉领域.
全世界每年损失于病虫害的农作物约为当年总收成的10~30%,如果离开农药,损失则高达70%.
中国每年因病虫害造成直接经济损失达百亿元以上.
为了保证粮食丰收和农业发展,需要大量使用农药.
但农药的使用有时会对环境与人类产生较大危害,必须生产与使用环境友好的"绿色农药".
绿色农药首先要求助剂"绿色化",分散剂是最重要的一类农药助剂.
常用的化学合成农药可达300多种,而常用农药分散剂仅有萘系、聚羧酸盐、木质素磺酸盐三大类,且前两类的原料来源于石油化学品,毒性大或成本高,成为影响农药绿色化发展的瓶颈.

木质素磺酸盐分散剂对部分农药有较好分散作用,且具有无毒、环境相容性好的优点,但对疏水性农药的分散性能较差、适应范围窄,并难以满足水分散粒剂等新剂型的分散要求.
因此针对农药品种和剂型多样化的特点,急需开发适应性更宽、性能更好的木质素系农药分散剂.

造纸黑液是碱法制浆的废液,主要成分是碱木质素.
目前,大部分的碱木质素随黑液浓缩后烧掉或排放,既浪费资源,又污染环境;对其进行改性并高效利用是解决黑液污染的关键.
但碱木质素反应活性低、亲水基团单一、性能差,使黑液的高效利用成为世界级难题.
本项目以造纸黑液为原料,在揭示分散剂与农药分子特性相匹配的基础上,提出了接入磺酸基提高水溶性、接入羧基增强在农药上的吸附作用等分子设计的新思路,采用羧甲基化、接枝磺化等新技术,开发了高效农药分散剂GCL4-CM.
该产品具有以亲水性较弱的羧基为主、亲水性强的磺酸基为辅的双亲水基特点,增强了其对不同疏水性农药的吸附性能,同时具有较高分子量增大其吸附后的空间位阻,提高分散性能.

GCL4-CM适用于各种需要分散剂的农药制剂.
应用结果表明:GCL4-CM具有分散性能好、适用范围广、成本低、环境友好等特点.
在70%吡虫啉水分散粒剂、50%多菌灵可湿性粉剂等农药制剂中应用悬浮率达92%~100%,远高于木质素磺酸钠70%~80%的悬浮率.
近三年使用GCL4-CM生产的农药制剂共6709吨,销售额4.
09亿元,利税1.
02亿元.
我国农药制剂年产量约200万吨,预计通过未来3~5年的努力GCL4-CM可占据农药制剂10%的份额,届时将能实现30亿元利税的经济效益.

本成果获得中国发明专利授权20件,美国发明专利授权1件,发表SCI/EI收录论文41篇,出版专著1部,通过成果鉴定1项,具有自主知识产权的关键技术被专家们一致认为"达到国际先进水平".

本成果满足了农药对绿色分散剂的要求,可提高农药生物活性,减少用药量,减轻对环境的污染,促进农药绿色化发展;在资源化高效利用造纸黑液的同时减少对环境的污染,实现了变废为宝的目的,促进了造纸制浆行业的节能减排,是发展循环经济的典型案例.

项目名称:生物质化学修饰及复合材料构建与调控主要完成人:孙润仓,王小英,王小慧,钟林新,叶君,刘传富,任俊莉,彭新文主要完成单位:华南理工大学项目简介:本项目属于天然高分子化学领域.
在国家自然科学基金等项目的资助下,项目组针对植物生物质(纤维素、半纤维素和木质素)和海洋生物质(壳聚糖)转化利用过程中的关键科学问题进行了系统研究.
深入解析了生物质大分子的结构,揭示了分子结构和特性之间的关系,开创了生物质功能化的新途径和新方法,为后化石资源时代新型工业体系的建立和发展提供了理论依据与技术支撑.
研究成果达到了国内外同类研究的国际先进水平,部分达到国际领先水平.
主要内容和发现点如下:1、生物质大分子的功能化设计与化学修饰.
在深入解析生物质大分子结构和系统了解其特性的基础上,发展了生物质化学修饰新体系,实现对生物质大分子的选择性改性;建立了基于微波辐射的生物质衍生物的快速、高效合成新途径;选择性地设计合成了一系列具有自缔合性质的两亲性生物质大分子,阐明了生物质衍生物的构效关系.
该研究丰富了生物质大分子的化学特性,不仅为设计与合成功能性生物质衍生物提供了理论依据,而且还拓展了生物质大分子在造纸助剂、医药、食品、材料等领域的应用.

2、多形态生物质基材料的构建与调控.
基于生物质大分子的特性,利用自组装、交联及凝固再生等技术构建了多种形态的生物质基材料(如纳米胶束、多孔材料、膜等),通过调控形态、结构与性能,揭示了材料的构效关系及相关机制.
该研究解决了生物质组分难以直接利用的挑战性难题,为新型材料的研究开发奠定了理论基础和技术指导,也为生物质基材料在传感、食品、生物医药等方面的应用开辟了新途径.

3、生物质基无机杂化组装与功能优化.
开创性地采用无机材料(层状硅酸盐、荧光量子点、钙钛矿、磁性四氧化三铁、稀土、纳米金、纳米银)的优势来强化生物质基材料独特的性能,并赋予其崭新的功能,解决了有毒化学还原剂制备无机纳米粒子而导致的环境问题,突破了生物质大分子热稳定性及加工性能差的瓶颈,引领了生物质在生物医用材料、食品和医疗安全、环境现场监测等先进领域的应用.