部门:科学技术发展研究院 供稿:刘杰 审核:薛重华 发布时间:2025-01-07 阅读次数:
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由科发院组织的2024年度十项最具转化价值科技成果评选揭晓。本次活动,经校内外专家现场评审,从20项科技成果中,评选出10项最具转化价值科技成果,涵盖城市设计与建成遗产保护、绿色建造与建筑工业化、生态修复与能源资源循环利用、智慧城市与精细管理等领域。
一、PS系列建筑测量机器人
本成果首先以交房验收过程中的室内实测实量为切入点,研发了PS(Plane Segmentation)建筑测量机器人,实现建筑室内空间参数的自动测量;并将其应用于不同的建筑施工场景,包括施工过程监控测量、基坑变形监测测量、道路平整度测量和隧道掌子面测量等,形成满足不同场景的PS系列建筑测量机器人。PS系列建筑测量机器人主要用于建筑室内空间参数自动测量,包括:空间尺寸、面积;墙、柱表面的水平度与垂直度;顶棚与墙面的平整度;阴阳角的方正度等,建筑室内实测实量是其典型应用场景。同时,也可用于建筑施工过程测量,如浇筑模板位置实时测量,用于其空间位置实时调节等。PS系列建筑测量机器人在完成自动测量任务后,自动上传测量数据至云端系统,并自动生成统计报表,直接显示测量结果,并可依据相关规范标准自动判定数据是否达标。
二、城镇管网智能监管关键技术与装备
本成果包含3大核心技术:一是城市数字管网智能排口系统及成套设备。使用物联网技术,将排口内水文水质与控制系统实时互联,完善精准化治理。二是城市排水管网智能监测设备。由井下主机设备和水质、水量传感器组成,支持对排水管网满管、非满管流量和水质(氨氮、电导率以及氧化还原电位等)指标的在线监测。三是基于AI云架构的城镇排水管网智能管理系统。采用数据驱动快速可逆模型、稀疏数据观测点的网络算法和AI自主学习算法等对采集的多源数据进行综合智能化分析和决策,形成流域污染溯源判断,并以一体化智能协同方式构建水质断面超标溯源、预测和智能决策三大脑功能,系统可在0.5小时内对超标指标追溯到排放源头,准确度达到85%以上。
获得2023年北京市科技进步二等奖,2020年中国发明创新一等奖,2018年华夏建设科学技术一等奖等多项省部级奖励。授权发明专利8项(美国专利3项),具有自主知识产权系统3件,技术装备2套。
三、基于深度学习的大缺失率图像修复方法
本成果探究了感受野的计算原理,提出了空频联合的修复网络。其利用傅里叶神经算子搭建基于傅里叶的全局感受野模块,在频率域中执行卷积操作,以捕获空间域的全局感受野,进而与空间域信息联合,更好地保留全局结构和局部纹理细节。提出了基于小波域的先验概率抽样的图像区域缺失修复方法。其利用小波变换获取两个低信息熵的网络输入成分,将网络处理的信息量限制在网络的可处理信息容量之内,并基于概率分布扩大网络的特征选择范围,提升网络的容错度。
大缺失率图像修复的主要目标是利用图像已知部分的信息恢复图像中受损区域内容,且尽可能保持受损区域与已知区域的连贯性和协同性,以满足视觉要求。本成果在图像编辑、影视制作、文物遗产的数字化修复等方面均具有广泛的应用前景。
四、金属有机框架衍生物批量合成技术与应用
本成果研发了金属有机框架(MOFs)低成本、宏量生产新工艺及装备,同时配套研发了MOFs快速、批量分离、纯化工艺及装置。,MOFs单次产量可达公斤级,成本控制可观;利用废弃PET塑料和含金属废水为原料合成了系列高附加值MOFs基材料并用于废水净化,相较于传统商业原料制备工艺,成本降幅高达 99.8%。以规模化产出的 MOFs 为前驱体,借助自研新型加热装置,制备出各种能高效降解水中新污染物的MOFs衍生功能材料,并揭示了MOFs衍生功能材料高效去除废水中新污染物的机理。为了克服MOFs衍生粉体材料在实际水处理中存在的难回收、分离等问题,可控制备了多种负载型MOFs衍生功能材料,研制了合适的连续运行装置,通过优化工艺参数和条件,实现了废水中新污染物的连续矿化与脱毒,全方位提升水处理效能。
获得国家授权发明专利3项和实用新型专利2项。在国内外著名刊物上发表论文29篇,他引2000余次。其中,16篇入选ESI高被引论文、4篇入选热点论文。目前,MOFs 衍生功能材料已成功应用于实际高盐印染废水净化,脱色、矿化效果显著,获得使用方高度认可,并已与多家公司签订合作协议及委托合同。
五、有效疏解通学交通拥堵的“亲子舟”产品和服务设计
本成果推出的“亲子舟”是一款主要面向小学和幼儿园阶段通学出行需求的创新型产品。秉持绿色、智能和共享理念,鼓励亲子以自行车方式代替机动车方式。在产品设计方面:轻巧的 20 寸小轮径车身,外壳可换新,不仅便于操控,还延长了单车寿命;车架坚固稳定,安全配置齐全,配备儿童安全座椅、内隐藏式链条、透气座椅和前置避震等,确保亲子骑行安全;服务运营设计方面:结合电子围栏技术,划定停放区和引导区,实现智能化管理;并根据通学范围进行收费系统设计,引导通学交通方式的转变。此外,与学校、政府、社区等多方合作,确保项目顺利推进。
创新优势与盈利模式:从单车功能到亲子互动场景拓展,满足多种出行需求,改变传统共享单车局限;租赁收入,按骑行时长分时段收费;APP 产品分成,与供应商合作销售亲子产品;APP 产品广告,吸引亲子品牌投放;数据收入,分析处理用户数据售给需求方。
六、建筑地图数字孪生能耗AI碳控运营平台
本成果通过引入人工智能、地理信息时空大数据、物联网等先进技术,实现GIS+BIM+AI+IoT建筑全生命周期的精细化管理和智能化运营。
建筑双碳园区方向,利用 GIS时空AI大模型实现对能耗碳控的实时监测,有效地预测、优化产业园区的碳排放量,服务节能减排降本增效等目标达成。建筑地图墙面病灾方向,利用墙面灾险AI大模型识别墙体侧立面存在的渗漏、裂缝、空鼓、暗洞等病害情况,监测预警建筑健康态势,服务城市有机更新,保障人民生命财产安全。建筑地图电站孪生方向,通过“GIS+业务环境实景化+机电设备单体化”构建电站业务地图数字孪生服务体系,实现业务时空预警精准定位、电站碳排与碳汇、场景视频AI监控,服务电站数智化发展。移动地理空间大数据云服务创新团队(www.dxkjs.com)深耕建筑地图运营研究,着力服务相关应用领域。
七、城市更新大模型之责任规划师Agent(石榴籽)
本成果基于AI大语言模型开发技术和长期责任规划师实践,整合了城市规划、建筑、城市管理、城市治理、技术经济等多学科跨专业的理论与知识,形成两大智能角色:一是责任规划师助手,二是城市建设顾问。
产品主要功能包括社区达人、政策助手、评估大师和方案生成以及工具箱。社区达人主要为政府部门、责任规划师、居民等用户提供社区的全息数据服务;政策助手主要为参与城市更新的政府部门、产权单位、规划设计团队以及居民等用户,提供客观精准的政策参考和深度解读;评估大师主要面向政府部门、责任规划师、规划设计团队等用户,针对其上传的城市更新项目设计方案提供多维度的评估分析,并形成专业评估、优化报告;方案生成专为规划设计团队的前期方案创作工作量身定制,通过简单的项目信息输入,逐步引导用户提出需求和具体风格等要素,可自动生成多方案辅助参考。
八、一种双V型管道机器人
本成果专为解决复杂管道系统的高效维护任务而设计。其独特的V型反交叉结构增强了在复杂环境下的驱动力和适应性,通过螺旋前进功能和独立驱动机制,实现了灵活高效的管道作业。机器人采用模块化、轻量化设计,能够在600mm至1400mm的管径范围内自适应运行,适用于水平、垂直及复杂弯道等多种管道环境。该机器人结合了活动式并联结构和智能机械臂技术,具备出色的环境适应能力,可越障、变径,并支持搭载多种功能模块,如检测、清理和修复设备,扩展应用场景。其核心优势在于简化传动系统、提升故障检测能力,并为未来技术升级提供便利。
该成果符合国家智慧城市建设、绿色低碳及工业自动化的发展方向,是政策扶持重点领域的技术创新代表。在石油天然气、城市排水、工业输送等领域,该机器人能够有效解决管网系统维护痛点,提高运行效率。凭借其模块化设计与智能化扩展能力,机器人在快速发展的智能制造与无人系统领域具有显著竞争力。
九、基于互叉式蜂窝平板溢流换热的三相蓄能装置及方法
本成果针对溶液吸收式蓄能技术存在蓄能效率低、结晶堵塞管路和充能/释能不平衡等关键技术难题,开发设计出一种基于互叉式蜂窝平板溢流换热的三相蓄能装置,装置主要由蒸发/冷凝器、吸收/发生器、蜂窝平板溢流换热单、蒸汽输运管路、冷剂循环管路和溶液循环管路组成。
该技术的主要创新:(1)将蜂窝结构作为换热器翅片,通过增加窝内流体扰动和扩大换热面积实现换热器传热性能的强化;(2)通过蜂窝结构将大空间储能容器分解为多个小空间蓄能单元,在利用平板热流体对蜂窝结构内溶液进行加热使其产生多个小结晶体,蓄能时提升溶液在蜂窝结构内结晶速率,释能时克服晶体表面的水膜对水分子传递速率的阻碍提升溶晶速率;(3)晶体被有序地限定在特定的空间内,有效防止晶体随溶液流动而造成的管路堵塞风险。
十、智慧城市大场景重建与智能分析系统
本成果基于多源数据融合与人工智能技术,旨在推动智慧城市在精细管理、决策支持与场景感知方面的技术突破。核心技术包括大场景重建、场景多目标检测、精细化三维重建以及大模型场景问答系统。通过融合激光雷达、卫星遥感、无人机影像等多源数据,生成高精度的三维城市模型,实现对城市中人、车、建筑等多目标识别与分析。此外,结合大语言模型技术,提供城市场景即时信息查询与决策支持。
本成果具有较好的重建精度和多目标检测准确率,快速的问答响应速度,并能支持大规模城市级数据的处理与分析,可广泛应用于城市规划、交通监控、环境监测、灾害应急等领域。该成果目前已进入实验室验证阶段,核心算法已相对成熟,未来的研究将集中在技术集成、动态更新、以及多领域融合应用等方面,以推动智慧城市的多场景应用和产业化发展。