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5G智慧急救協(xié)同平臺(tái)既可滿足市縣級(jí)地區(qū)本地社區(qū)120急救、本地二級(jí)醫(yī)院120轉(zhuǎn)運(yùn)以及外地市120急救轉(zhuǎn)運(yùn)的急救需求，又具備充分?jǐn)U展性，下一步面向全省。平臺(tái)可對(duì)接現(xiàn)有120急救指揮調(diào)度中心系統(tǒng)，利用5G實(shí)現(xiàn)急救車與院內(nèi)專科中心互聯(lián)互通，支撐急救現(xiàn)場(chǎng)、基層醫(yī)院、院前急救、院內(nèi)急診、重癥監(jiān)護(hù)和?？凭戎蔚榷喾骄o密協(xié)作，應(yīng)用模式如下圖所示。   胸痛中心作為省急性心肌梗死救治網(wǎng)絡(luò)的核心，已形成較為完善的院前急救和院內(nèi)急救網(wǎng)絡(luò)，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建快速、高效、全覆蓋的急危重癥醫(yī)療救治體系，實(shí)現(xiàn)五大中心信息化平臺(tái)建設(shè)。平臺(tái)的區(qū)域急救協(xié)作過程，分別通過急救轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間軸和急救醫(yī)療時(shí)間軸進(jìn)行服務(wù)監(jiān)管和持續(xù)改進(jìn)，從患者現(xiàn)場(chǎng)呼救第一時(shí)間開始，通過急救轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間軸，監(jiān)控多部門協(xié)作的資源調(diào)度和急救轉(zhuǎn)運(yùn)效率。從患者首次醫(yī)療接觸時(shí)間開始，通過急診急救醫(yī)療時(shí)間軸，監(jiān)控急診急救醫(yī)聯(lián)體的多學(xué)科協(xié)作環(huán)境下，急危重癥醫(yī)療業(yè)務(wù)協(xié)同效率和臨床服務(wù)質(zhì)量。平臺(tái)對(duì)接各國家?？粕蠄?bào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)上報(bào)。 平臺(tái)整體拓?fù)淙缦聢D所示： 利用5G技術(shù)連結(jié)成網(wǎng)，以醫(yī)院為中心，實(shí)現(xiàn)院前急救與醫(yī)院內(nèi)搶救無縫銜接、分級(jí)救治和協(xié)同救治并舉，創(chuàng)建國內(nèi)領(lǐng)先的區(qū)域急危重癥智慧化急救平臺(tái)，建立涵蓋胸痛、卒中、創(chuàng)傷、高危孕產(chǎn)婦、新生兒救治和醫(yī)院急診重癥的急救網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)在同一平臺(tái)上急救信息共享，開展協(xié)同救治、實(shí)時(shí)質(zhì)控，提高急救的效率、質(zhì)量、救治效果。 逐步建成本區(qū)域智慧急救信息化云平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)；由我院牽頭，建設(shè)胸痛中心、卒中中心、創(chuàng)傷救治中心、逐步覆蓋危重孕產(chǎn)婦救治中心、新生兒救治中心；提升甘肅省區(qū)域各救治醫(yī)院信息化水平、信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同能力；將優(yōu)勢(shì)醫(yī)療資源下沉到基層和急救第一現(xiàn)場(chǎng)，改善和優(yōu)化醫(yī)療資源配置；實(shí)現(xiàn)院前急救和院內(nèi)搶救無縫銜接，合理配置和利用急救資源，規(guī)范急救流程；建立實(shí)時(shí)質(zhì)控體系，升級(jí)改造救護(hù)車，實(shí)現(xiàn)急救中心、急救車輛、救治醫(yī)院和救治中心以及衛(wèi)健委信息互聯(lián)互通和業(yè)務(wù)協(xié)同；建設(shè)急救電子地圖，并利用新一代無線寬帶通信（5G）、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程急救與應(yīng)急指導(dǎo)，院內(nèi)外信息的無縫對(duì)接；建立音視頻會(huì)診系統(tǒng)、移動(dòng)協(xié)同應(yīng)用，以急病要急、慢病要準(zhǔn)為指導(dǎo)思想，提高患者救治成功率。 通過院前急救、院內(nèi)搶救、院后隨訪無縫銜接、分級(jí)救治和協(xié)同救治并舉，實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)： 1、區(qū)域急救醫(yī)療資源統(tǒng)一應(yīng)用 在院內(nèi)急診規(guī)范化預(yù)檢分診和院前急救轉(zhuǎn)運(yùn)全過程監(jiān)控的基礎(chǔ)上，建立覆蓋每臺(tái)急救車、每個(gè)網(wǎng)絡(luò)醫(yī)院的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通和實(shí)時(shí)上報(bào)機(jī)制，形成急診急救資源動(dòng)態(tài)電子地圖，提高急救醫(yī)療服務(wù)體系運(yùn)行的透明度，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源最優(yōu)配置和患者轉(zhuǎn)運(yùn)治療方案最佳選擇。 2、院前急救戰(zhàn)線前移與院內(nèi)救治的無縫銜接 改變?cè)械脑呵稗D(zhuǎn)運(yùn)和院內(nèi)交接串行的銜接模式，通過院前病情評(píng)估分診和預(yù)報(bào)、遠(yuǎn)程心電診斷、遠(yuǎn)程影像診斷、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和實(shí)時(shí)音視頻遠(yuǎn)程指導(dǎo)、院內(nèi)醫(yī)護(hù)端移動(dòng)協(xié)同應(yīng)用等方式，實(shí)現(xiàn)院內(nèi)?？凭戎螒?zhàn)線向院前前移，最大程度壓縮急救時(shí)間延遲。 3、院內(nèi)急診多病區(qū)精細(xì)化和規(guī)范化管理 通過規(guī)范化的預(yù)檢分診，實(shí)現(xiàn)急診患者分級(jí)分區(qū)有序管理，最大程度減少搶救、留觀區(qū)患者與家屬的無效移動(dòng)；通過智慧急救平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)紅黃綠區(qū)快速流轉(zhuǎn)和統(tǒng)一管理，支撐以急危重癥患者為中心進(jìn)行急救的全程跟蹤和閉環(huán)管理。 通過優(yōu)化收費(fèi)模式，科學(xué)核算服務(wù)成本，引導(dǎo)公眾合理急救需求。 4、實(shí)現(xiàn)多學(xué)科高效協(xié)作與綠色通道，壓縮搶救時(shí)間 根據(jù)規(guī)范化的急救路徑自動(dòng)采集診療過程數(shù)據(jù)，進(jìn)行綠色通道醫(yī)療行為監(jiān)控，通過觸發(fā)關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的預(yù)報(bào)提醒和會(huì)診通知，將串行步驟并行化，并加強(qiáng)多學(xué)科信息共享和團(tuán)隊(duì)協(xié)作，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)綠色通道運(yùn)營指標(biāo)，不斷提高綠色通道運(yùn)行效率，縮短患者救治時(shí)間。 5、急危重癥臨床決策支持與服務(wù)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn) 通過可擴(kuò)展的、全程覆蓋完整危重救治鏈的質(zhì)控平臺(tái)，將多種病種的臨床急救指南固化為標(biāo)準(zhǔn)的程序和規(guī)則，在對(duì)醫(yī)護(hù)人員正常工作最小干預(yù)的前提下進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，將臨床質(zhì)量控制與臨床決策支持高度融合，支撐流程的持續(xù)改進(jìn)和急救醫(yī)學(xué)服務(wù)的均質(zhì)化。 6、心腦血管等急危重癥的分級(jí)診療和綜合防治 將急診急救與慢病管理相結(jié)合，打通高危人群篩查、健康管理、院前急救、院內(nèi)急診、?？凭戎魏驮汉罂祻?fù)的閉環(huán)流程，以胸痛、卒中高危人群為重點(diǎn)，建立健全基層首診、雙向轉(zhuǎn)診、急慢分治、上下聯(lián)動(dòng)的分級(jí)診療體系。 7、急診急救遠(yuǎn)程教育和公眾急救知識(shí)普及 通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程音視頻技術(shù)，開展急救醫(yī)護(hù)人員和志愿者的技術(shù)培訓(xùn)，開展公眾急危重癥預(yù)防與急救知識(shí)的普及和教育，提升全民公共安全意識(shí)和自救互救能力，推動(dòng)社會(huì)化和標(biāo)準(zhǔn)化兼?zhèn)洹⑷駞⑴c的“大急救”。 8、采用微服務(wù)架構(gòu)，適用區(qū)域智慧急救模式，踐行“時(shí)間即生命” 平臺(tái)采用微服務(wù)架構(gòu)，既提供基于PC的WEB應(yīng)用，又提供移動(dòng)APP應(yīng)用，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，充分利用云端的優(yōu)勢(shì)，隨數(shù)據(jù)量和業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)可橫向擴(kuò)充。B/S架構(gòu)保證了平臺(tái)部署快捷方便，低運(yùn)維成本。平臺(tái)還利用業(yè)務(wù)集成網(wǎng)關(guān)，便捷、靈活的對(duì)接各醫(yī)療設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、周邊相關(guān)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，既能使平臺(tái)閉環(huán)有效運(yùn)轉(zhuǎn)，又能讓平臺(tái)順暢融入整個(gè)醫(yī)院信息化環(huán)境，避免信息孤島與煙囪式應(yīng)用，充分體現(xiàn)“端”+“云”的應(yīng)用架構(gòu)優(yōu)勢(shì)。 利用平臺(tái)，可有效縮短急診胸痛、卒中、創(chuàng)傷等患者的救治時(shí)間，體現(xiàn)了“時(shí)間即生命”的救治理念。院前由隨車醫(yī)生及遠(yuǎn)程會(huì)診專家與患者家屬交代病情及可能的治療方案，使患者及家屬有一個(gè)心理承受過程，在需要行急診PCI時(shí)簽署知情同意書所需時(shí)間也相應(yīng)縮短。將所有可能造成急救時(shí)間窗延誤的情況降到最低，從而提高了胸痛患者的搶救成功率，并提高了患者家屬的滿意度，獲得良好的社會(huì)效果。 9、患者精準(zhǔn)定位，時(shí)間自動(dòng)采集，確保質(zhì)控時(shí)間點(diǎn)真實(shí)性 項(xiàng)目采用超寬帶（UltraWideBand，UWB）技術(shù)、替代傳統(tǒng)手工填寫的方式，自動(dòng)無感地記錄五大中心時(shí)間管理表所要求的救治環(huán)節(jié)及時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)。監(jiān)控急救病人的流向、到達(dá)/離開關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的時(shí)間、可視化的全流程時(shí)間軸、歷史軌跡查詢和回放，使急診綠色通道患者得到及時(shí)、規(guī)范、高效的救治服務(wù)。 時(shí)間節(jié)點(diǎn)明細(xì)表準(zhǔn)確記錄采集每一位急診患者信息、入院方式、到院時(shí)間、到達(dá)急診時(shí)間、離開急診時(shí)間、到達(dá)手術(shù)室時(shí)間、離開手術(shù)室時(shí)間等明細(xì)內(nèi)容。并生成時(shí)間節(jié)點(diǎn)明細(xì)表。改變記錄不及時(shí)、時(shí)間不準(zhǔn)確、急診數(shù)據(jù)信服力不足、浪費(fèi)人力、不便管理等情況。 平臺(tái)采用的超寬帶（UltraWideBand，UWB）技術(shù)是一種無線載波通信技術(shù)，采用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，該技術(shù)具有系統(tǒng)復(fù)雜度低，發(fā)射信號(hào)功率譜密度低，對(duì)信道衰落不敏感，截獲能力低，定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。  

1 研究背景 1.1 高壓力、大直徑和高可靠性的非金屬壓力管道需求迫切 管道作為五大運(yùn)輸方式之一，是輸送石油、天然氣、飲用水等重要能源和資源的主要手段，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和穩(wěn)定至關(guān)重要，被稱為國民經(jīng)濟(jì)的“生命線”。我國壓力管道發(fā)展迅猛，應(yīng)用規(guī)模不斷增大，在石油、天然氣和飲用水輸送等重大工程建設(shè)中發(fā)揮了不可替代的作用。在油氣領(lǐng)域，國內(nèi)油氣管道已形成縱橫東西、貫通南北、連接海外的管道輸送網(wǎng)絡(luò)。目前我國的原油管道1.9×104km，成品油管道2×104km，天然氣干線管道4.8×104km，油氣管道的總長(zhǎng)度穩(wěn)居全球前五名。以西氣東輸三線為例，其西起新疆霍爾果斯，東至福建省福州市，全長(zhǎng)5220km，設(shè)計(jì)年輸量3×1010m3。此外，油田集輸管網(wǎng)和城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的管道長(zhǎng)度已達(dá)到數(shù)十萬公里，且仍在不斷增長(zhǎng)，成為油氣管道重要組成部分。在水資源輸送領(lǐng)域，為解決我國的水資源時(shí)空分布不均問題，我國已經(jīng)實(shí)施了多項(xiàng)跨流域、跨地區(qū)的長(zhǎng)距離管道輸水工程，如南水北調(diào)工程、廣東省的“東深引水工程”和“西江引水工程”、天津的“引灤入津工程”和山東的“引黃濟(jì)青工程”。以南水北調(diào)中線工程為例，年均輸送生活、工業(yè)用水6.4×1010m3，農(nóng)業(yè)用水3×1010m3，供水范圍內(nèi)總面積15.5萬平方千米，惠及沿線6000萬人口。 以聚乙烯及其增強(qiáng)復(fù)合管為代表的非金壓力屬管道具有耐腐蝕、抗震、柔性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，在越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域替代金屬管道，成為世界各國競(jìng)先研發(fā)的未來管道發(fā)展方向。全球非金屬管道的年均增速約5.9%，我國聚乙烯管道年平均增速更是達(dá)15%。 隨著聚乙烯及其增強(qiáng)復(fù)合管的不斷發(fā)展，其在燃?xì)夂洼斔阮I(lǐng)域應(yīng)用不斷擴(kuò)展。在燃?xì)忸I(lǐng)域，在燃?xì)忸I(lǐng)域，美國、英國、丹麥等的城市燃?xì)夤艿乐芯垡蚁┕軕?yīng)用比例均接近100%，而我國新鋪設(shè)的中低壓城市燃?xì)夤?0%以上采用聚乙烯管材。在輸水領(lǐng)域，我國城市建筑排水管道85%采用塑料管，城市排水管道的塑料管使用量達(dá)到50%，城市供水管道（DN400mm以下）80%采用塑料管，村鎮(zhèn)供水管道90%采用塑料管，逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。目前，多數(shù)國家已經(jīng)在燃?xì)夂徒o水領(lǐng)域選擇聚乙烯管逐漸替代金屬管道，實(shí)現(xiàn)以塑代鋼。 近年來，非金屬壓力管道逐漸在更高壓力、更大直徑和更高安全性要求的油氣集輸、核電冷卻水輸送等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。如在油田的油氣集輸及開采領(lǐng)域，用于油氣田注水的非金屬壓力管道（直徑50-75mm），工作壓力已經(jīng)達(dá)到32MPa；用于油田站內(nèi)給水的非金屬壓力管道（直徑315mm），工作壓力已經(jīng)達(dá)到2MPa；用于油田集輸管的非金屬壓力管道（直徑50-75mm），工作壓力已經(jīng)達(dá)到4MPa，平均工作溫度高達(dá)60℃。在核電站冷卻水輸送領(lǐng)域，美國的Callaway核電站率先鋪設(shè)聚乙烯管道的外圍冷卻水系統(tǒng)，我國新建的AP1000核電站（浙江三門核電、山東海陽核電）外圍冷卻水輸送均采用聚乙烯管道（直徑752mm，徑厚比DR9）。由于聚乙烯管道具有耐海水及微生物腐蝕、抗震等優(yōu)勢(shì)，許多現(xiàn)有核電站冷卻水管道系統(tǒng)也逐漸更換為聚乙烯管道，如2017年大亞灣核電站成功將其核安全相關(guān)的反沖洗系統(tǒng)管道更換為200mm，DR9的聚乙烯管道。 1.2 管道系統(tǒng)安全性的要求日益迫切 隨著聚乙烯管道系統(tǒng)在燃?xì)?、供水等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，其安全問題受到越來越多的關(guān)注。根據(jù)中國城市規(guī)劃協(xié)會(huì)地下管線專業(yè)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)報(bào)告，2009年至2013年中國城市管線典型事故共計(jì)75起，而其中導(dǎo)致人員死傷的27起。南京“7.28”管道泄漏爆炸事故共造成22人死亡，120人住院治療，爆燃點(diǎn)周邊部分建筑物受損，直接經(jīng)濟(jì)損失4784萬元。臺(tái)灣“8.1”燃?xì)庑孤┍ㄊ鹿手卸鄺l街道陸續(xù)發(fā)生可燃?xì)怏w外泄，并引發(fā)多次大爆炸，造成32人死亡，321人受傷，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1.4億元。類似的管道泄漏導(dǎo)致爆燃的事故給全社會(huì)帶來了重大的公共環(huán)境和人身安全的威脅。 隨著聚乙烯管道系統(tǒng)在燃?xì)?、供水等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，全社會(huì)對(duì)管道系統(tǒng)安全性的要求也日益迫切。 1.3 焊接過程的溫度控制是提升管道系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵 當(dāng)我們追溯這些事故的源頭，會(huì)發(fā)現(xiàn)有53%的聚乙烯管道系統(tǒng)故障發(fā)生在管道的接頭處——即管材與管材焊接的部位（來自塑料管道數(shù)據(jù)庫委員會(huì)PPDC）。接頭作為管道系統(tǒng)中質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)，其焊接質(zhì)量影響到整個(gè)管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 電熔焊接是目前聚乙烯管道最常用的連接方式之一。它通過預(yù)埋在電熔套筒內(nèi)部的電阻絲加熱電熔套筒的內(nèi)表面及管材的外表面，使二者吸收熱量并熔融，而后固定、冷卻。 在電熔焊接過程中，溫度是最重要的參數(shù)，也是造成接頭失效最本質(zhì)的原因。不合理的焊接工藝導(dǎo)致的焊接過程的溫度控制不當(dāng)，引發(fā)冷焊和過焊等缺陷。內(nèi)部溫度過高會(huì)使得金屬絲周圍的聚乙烯材料因溫度過高而裂解，從而導(dǎo)致接頭強(qiáng)度不足，產(chǎn)生過焊現(xiàn)象；內(nèi)部溫度不足則會(huì)導(dǎo)致熔合區(qū)深度和界面強(qiáng)度不足，產(chǎn)生冷焊現(xiàn)象。冷焊缺陷很難從外觀上或通過常規(guī)液壓試驗(yàn)分辨，但其可能導(dǎo)致焊接接頭在服役過程中沿熔合面發(fā)生貫穿裂紋擴(kuò)展失效，具有很大的安全隱患。 1.4 應(yīng)用過程的安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)是保障管道系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵 接頭是管道系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。美國塑料管研究所（PPI）技術(shù)總監(jiān)Sarah Patterson在2016年美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）壓力容器與管道（PVP）50周年會(huì)的大會(huì)報(bào)告上指出，非金屬管道的無損檢測(cè)與安全監(jiān)測(cè)研究是今后塑料管道技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的重要課題。 在接頭安全監(jiān)測(cè)方面，管道的服役過程安全監(jiān)測(cè)研究主要有以下四種：（1）基于應(yīng)變的監(jiān)測(cè)技術(shù)：主要采用應(yīng)變片等傳感器測(cè)量管道應(yīng)變。該方法技術(shù)成熟，但測(cè)點(diǎn)多、電路復(fù)雜，且僅能獲得材料表層局部的應(yīng)變信息。（2）連續(xù)碳纖維復(fù)合材料自監(jiān)測(cè)技術(shù)：如內(nèi)嵌連續(xù)碳纖維的復(fù)合材料，可以實(shí)時(shí)提供結(jié)構(gòu)應(yīng)變信息。采用連續(xù)碳纖維自監(jiān)測(cè)的應(yīng)變靈敏度系數(shù)小于傳統(tǒng)應(yīng)變片，且應(yīng)變檢測(cè)范圍很小。（3）基于埋入傳感器的監(jiān)測(cè)技術(shù)：如利用嵌入式光纖光柵的管道應(yīng)變場(chǎng)監(jiān)測(cè)。光纖檢測(cè)集成度高、精度高，已經(jīng)在管道、橋梁等結(jié)構(gòu)的智能監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。（4）基于導(dǎo)電填充材料的監(jiān)測(cè)技術(shù)：在不導(dǎo)電的聚乙烯或其他非金屬基體樹脂中摻入少量導(dǎo)電纖維或顆粒，從而在材料中建立導(dǎo)電傳感網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)材料產(chǎn)生變形或局部損傷時(shí)，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)地產(chǎn)生導(dǎo)通節(jié)點(diǎn)數(shù)變化或局部斷開，通過測(cè)量材料宏觀電阻變化可以獲得材料應(yīng)變或局部損傷等信息。 基于導(dǎo)電填充材料的智能監(jiān)測(cè)技術(shù)一直是混凝土結(jié)構(gòu)與生物傳感器領(lǐng)域的前沿與熱點(diǎn)。其關(guān)鍵問題是如何通過合理的傳感器設(shè)計(jì)，在不影響監(jiān)測(cè)對(duì)象本身工作特性的同時(shí)，有效地提取監(jiān)測(cè)對(duì)象的服役狀態(tài)和結(jié)構(gòu)損傷信息。開展結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，智能監(jiān)測(cè)感知壓力容器與管道結(jié)構(gòu)失效特征參量，實(shí)現(xiàn)損傷失效的預(yù)警和運(yùn)行的自主優(yōu)化，是未來壓力容器行業(yè)重要的研究方向。 2 智慧管件系統(tǒng)解決方案 非金屬管道的智慧管件系統(tǒng)包含管件焊接過程的溫度場(chǎng)智能調(diào)控和管件使用過程的損傷自監(jiān)測(cè)兩個(gè)功能，如圖1所示。 2.1 焊接過程溫度場(chǎng)調(diào)控 電熔焊接過程從本質(zhì)上是電阻絲通電生熱、聚乙烯材料相變?nèi)酆系倪^程，熔區(qū)溫度在時(shí)間和空間上的變化很大程度上體現(xiàn)出焊接過程的發(fā)展。如圖2所示，智能焊機(jī)的“智能”正是來源于我們所提出的熔區(qū)復(fù)合溫度場(chǎng)理論模型。該模型能夠根據(jù)采集到的實(shí)際電壓電流數(shù)據(jù)，小成本、高精度地實(shí)時(shí)推演焊接過程的發(fā)展。不同于傳統(tǒng)焊機(jī)對(duì)被控對(duì)象內(nèi)部情況的“一無所知”，智能焊機(jī)首次采用基于熔區(qū)溫度場(chǎng)的方式在線監(jiān)測(cè)焊接過程，使得參數(shù)的調(diào)節(jié)和設(shè)計(jì)有堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。 在溫度場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上，本作品能實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過程的質(zhì)量控制。在焊接接頭性能與加工條件的研究上，團(tuán)隊(duì)通過熱重分析和凝膠滲透色譜分析研究PE100在不同溫度焊接后的熱降解行為，得出典型工業(yè)級(jí)PE100材料的允許焊接最高溫度在270℃的結(jié)論。同時(shí)，通過超聲檢測(cè)和梯度試驗(yàn)的方法證實(shí)了管材熔區(qū)深度與焊接界面強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)。 基于上述理論研究和多次實(shí)踐，對(duì)聚乙烯最高溫度和熔區(qū)拓展深度進(jìn)行控制是應(yīng)對(duì)過焊和冷焊缺陷的重要方式。智能焊機(jī)對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制的思路即通過實(shí)時(shí)溫度場(chǎng)計(jì)算聚乙烯最高溫度和熔區(qū)邊界，讓最高溫度在不超過270℃，熔區(qū)深度控制在2～3mm。為使焊接效率最高，通過由調(diào)整次數(shù)、焊接時(shí)長(zhǎng)、最高溫度等指標(biāo)組成的代價(jià)函數(shù)對(duì)不同調(diào)整策略進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而獲得最優(yōu)的電壓調(diào)整策略。通過這種溫度主動(dòng)控制的方式，管道焊接缺陷產(chǎn)生的概率下降超80%。 1.1 服役過程安全狀態(tài)自監(jiān)測(cè) 為了實(shí)現(xiàn)管道系統(tǒng)服役過程的安全狀態(tài)自監(jiān)測(cè)，采用短切碳纖維（SCF）增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合材料（PE-SCF）制備電熔管件。由于碳纖維SCF具有良好的導(dǎo)電性，隨著纖維含量的不斷增加，填充在聚合物基體內(nèi)部的短碳纖維能夠形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示。PE-SCF復(fù)合材料內(nèi)部SCF導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的破壞與重組賦予了該材料壓阻效應(yīng)，能夠用于監(jiān)測(cè)PE-SCF復(fù)合材料承受的載荷。圖4為循環(huán)拉伸載荷下PE-SCF的應(yīng)變和電阻響應(yīng)與時(shí)間的關(guān)系?？梢钥闯?，PE-SCF復(fù)合材料的監(jiān)測(cè)電阻能夠及時(shí)反映材料承受的應(yīng)變。隨著應(yīng)變?cè)黾?，材料的電阻值增加；?yīng)變降低，材料的電阻值也降低；并且監(jiān)測(cè)電阻對(duì)應(yīng)變變化的響應(yīng)具有很好的穩(wěn)定性。PE-SCF復(fù)合材料在拉伸力作用下發(fā)生變形，部分短碳纖維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)斷開，導(dǎo)致材料的電阻率增加。隨著應(yīng)變的降低，短碳纖維之間的接觸恢復(fù)到初始狀態(tài)，電阻值也隨之恢復(fù)。結(jié)果表明PE-SCF應(yīng)變與電阻變化之間存在確定的關(guān)聯(lián)機(jī)制，初步論證采用PE-SCF復(fù)合材料制備具有自監(jiān)測(cè)功能的電熔接頭具有可行性。 圖5顯示了爆破試驗(yàn)過程中所監(jiān)測(cè)到的PE-SCF電熔接頭的電阻和壓力變化曲線。結(jié)果表明，隨著內(nèi)部壓力的升高，兩個(gè)電極之間的電阻會(huì)不斷增加，電阻變化率曲線的斜率也迅速增加。這是因?yàn)樵诩訅撼跏茧A段，電阻變化主要由基體的彈性變形引起，在這種情況下，材料內(nèi)部的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)仍然完整，因此電阻不會(huì)產(chǎn)生很大變化。當(dāng)壓力繼續(xù)增加時(shí)，材料內(nèi)部形成微裂紋，導(dǎo)致局部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的破壞，電阻變化率顯著增加。初步實(shí)驗(yàn)表明，利用電阻變化率監(jiān)測(cè)PE-SCF電熔接頭的內(nèi)壓載荷及結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)具有可行性。 圖6顯示了峰值內(nèi)壓為5MPa時(shí)的循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)期間，電熔接頭上監(jiān)測(cè)到的電阻變化曲線。可見電熔接頭表面電極之間的電阻變化趨勢(shì)與接頭內(nèi)部的壓力變化趨勢(shì)一致，且每個(gè)周期的峰值電阻十分穩(wěn)定?；陔娮铚y(cè)量的內(nèi)壓監(jiān)測(cè)靈敏度系數(shù)約為29.56%/MPa。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，載荷和監(jiān)測(cè)到的電阻信號(hào)存在較為穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，因而用電阻變化監(jiān)測(cè)電熔接頭內(nèi)部壓力的變化是可行的。 上述測(cè)試結(jié)果表明，采用PE-SCF復(fù)合材料制備電熔管件，利用PE-SCF材料的壓阻效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)基于電阻測(cè)量的管道系統(tǒng)在服役過程中的內(nèi)壓及安全狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提升了管道系統(tǒng)的服役安全性。  

智慧消防安全服務(wù)云平臺(tái)軟件是依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，采集前端感知設(shè)備（消防設(shè)備或者傳感器）的探測(cè)信息，通過對(duì)消防設(shè)施狀態(tài)信息和日常管理信息綜合統(tǒng)計(jì)分析，利用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，通過云服務(wù)、云計(jì)算進(jìn)行查詢、處理、統(tǒng)計(jì)、分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)網(wǎng)單位建筑消防設(shè)施的全面、遠(yuǎn)程、集中監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控及消防信息共享與應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)三維可視化技術(shù)在消防中的應(yīng)用，從而提高消防管理的科技化、信息化、智能化，全面提升社會(huì)及單位的消防安全管理水平。 “青島大劇院建筑 BIM 消防應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲智能建設(shè)領(lǐng)域“優(yōu)智杯”BIM 組一等獎(jiǎng)。 

聯(lián)網(wǎng)智慧公路節(jié)能管控系統(tǒng)是集能耗監(jiān)測(cè)與能耗管控于一體的智能化節(jié)能管理系統(tǒng)，針對(duì)各級(jí)公路隧道照明節(jié)能管控效果尤為顯著。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式，搭建一個(gè)服務(wù)于各級(jí)公路隧道節(jié)能管控的平臺(tái)，具有良好的穩(wěn)定性、拓展性、實(shí)用性等。物聯(lián)網(wǎng)智慧公路節(jié)能管控系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)主要包括：人機(jī)交互界面、業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)訪問。為了豐富界面展示效果，方案采用專業(yè)界面控件作為人機(jī)交互界面主要技術(shù)手段，該技術(shù)提供了一種在 Web 上體現(xiàn)強(qiáng)交互性的解決方案。業(yè)務(wù)邏輯負(fù)責(zé)能耗數(shù)據(jù)的采集、處理、計(jì)算及前端監(jiān)測(cè)/控制設(shè)備控制策略等工作。數(shù)據(jù)訪問提供對(duì)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)訪問支持。物聯(lián)網(wǎng)隧道照明節(jié)能管控系統(tǒng)即在隧道入口前 500 米通過微波車輛檢測(cè)器、激光車輛檢測(cè)器兩種檢測(cè)方式，準(zhǔn)確檢測(cè)有無車輛通過。有車輛駛?cè)霑r(shí)，服務(wù)器結(jié)合環(huán)境光傳感器的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)及設(shè)置的相應(yīng)數(shù)值，開關(guān)或調(diào)節(jié)入口加強(qiáng)照明段的照明設(shè)備，加強(qiáng)照明段的環(huán)境光傳感器可檢測(cè)照明設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)及效果。隧道內(nèi)布置激光車輛檢測(cè)器，當(dāng)車輛通過時(shí)，上傳數(shù)據(jù)（信號(hào)）至服務(wù)器，用于進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程隧道照明控制。隧道內(nèi)分段布置物聯(lián)網(wǎng)在線診斷系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路況信息。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介物聯(lián)網(wǎng)智慧公路節(jié)能管控系統(tǒng)是集能耗監(jiān)測(cè)與能耗管控于一體的智能化節(jié)能管理系統(tǒng)，針對(duì)各級(jí)公路隧道照明節(jié)能管控效果尤為顯著。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式，搭建一個(gè)服務(wù)于各級(jí)公路隧道節(jié)能管控的平臺(tái)，具有良好的穩(wěn)定性、拓展性、實(shí)用性等。物聯(lián)網(wǎng)智慧公路節(jié)能管控系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)主要包括：人機(jī)交互界面、業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)訪問。為了豐富界面展示效果，方案采用專業(yè)界面控件作為人機(jī)交互界面主要技術(shù)手段，該技術(shù)提供了一種在 Web 上體現(xiàn)強(qiáng)交互性的解決方案。業(yè)務(wù)邏輯負(fù)責(zé)能耗數(shù)據(jù)的采集、處理、計(jì)算及前端監(jiān)測(cè)/控制設(shè)備控制策略等工作。數(shù)據(jù)訪問提供對(duì)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)訪問支持。物聯(lián)網(wǎng)隧道照明節(jié)能管控系統(tǒng)即在隧道入口前 500 米通過微波車輛檢測(cè)器、激光車輛檢測(cè)器兩種檢測(cè)方式，準(zhǔn)確檢測(cè)有無車輛通過。有車輛駛?cè)霑r(shí)，服務(wù)器結(jié)合環(huán)境光傳感器的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)及設(shè)置的相應(yīng)數(shù)值，開關(guān)或調(diào)節(jié)入口加強(qiáng)照明段的照明設(shè)備，加強(qiáng)照明段的環(huán)境光傳感器可檢測(cè)照明設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)及效果。隧道內(nèi)布置激光車輛檢測(cè)器，當(dāng)車輛通過時(shí)，上傳數(shù)據(jù)（信號(hào)）至服務(wù)器，用于進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程隧道照明控制。隧道內(nèi)分段布置物聯(lián)網(wǎng)在線診斷系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路況信息、確認(rèn)照明設(shè)備開

本成果面向交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)、城市管理與民生服務(wù)，構(gòu)建了大數(shù)據(jù)即服務(wù)（Big Data as a Service,BDaaS）平臺(tái)。本成果通過建設(shè)的區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域綜合交通感知系統(tǒng)、布設(shè)的高清視頻、市民交互平臺(tái)和智慧城市數(shù)據(jù)中心，動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)城市路網(wǎng)信息、運(yùn)營信息、生活信息等多種異類數(shù)據(jù)，利用海量信息處理和信物融合技術(shù)，為政府、企業(yè)和公眾解決城鄉(xiāng)一體化管理、安全和服務(wù)中的各種關(guān)鍵問題提供數(shù)據(jù)支撐，促進(jìn)智慧城市的綠色、高效、協(xié)同發(fā)展。 智慧城市數(shù)據(jù)即服務(wù)平臺(tái)（BDaaS）包括城市數(shù)據(jù)感知體系、智慧城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)、面向政府業(yè)務(wù)的智慧管理與服務(wù)平臺(tái)、面向社會(huì)公眾的服務(wù)平臺(tái)、面向科研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)共6個(gè)體系。本平臺(tái)不僅應(yīng)用于城市交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)、公眾出行信息服務(wù)、城市交通規(guī)劃，特別的，還可面向研究的機(jī)構(gòu)海量數(shù)據(jù)分析提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)挖掘（綜合數(shù)據(jù)處理時(shí)間<2s）

低碳高端智慧園區(qū)云服務(wù)平臺(tái)是指以總部經(jīng)濟(jì)為核心，以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、下一代移動(dòng)通信技術(shù) 等高新智慧技術(shù)手段的整合與利用為園區(qū)提供智慧型的信息服務(wù)平臺(tái)，是一個(gè)集設(shè)計(jì)、研發(fā)、服務(wù)展 示等產(chǎn)業(yè)鏈高端企業(yè)的高產(chǎn)值、低排放的新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)平臺(tái)系統(tǒng)。 通過低碳智慧云服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，搭建產(chǎn)業(yè)園區(qū)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，形成園區(qū)運(yùn)行的“大腦”，從而使   孤立分散的園區(qū)企業(yè)在園區(qū)平臺(tái)上找到各自的節(jié)點(diǎn)和歸屬，真正推動(dòng)園區(qū)“產(chǎn)業(yè)生態(tài)”和“自然生態(tài)” 的形成， 最終形成生態(tài)化、智慧化的園區(qū)。實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算平臺(tái)園區(qū)企業(yè)服務(wù)體系，打造園區(qū)云服務(wù)   平臺(tái)范例；實(shí)現(xiàn)解決云平臺(tái)系統(tǒng)、支付系統(tǒng)及智能園區(qū)等多系統(tǒng)的技術(shù)方案。

（1）本系統(tǒng)采用三維掃描技術(shù)，重建廠區(qū)及廠房?jī)?nèi)所有建筑及設(shè)施，并采用分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)、傳感器融合技術(shù)和 SLAM 技術(shù)；（2）系統(tǒng)具備開發(fā)的接口及豐富的底層應(yīng)用，如：ERP 數(shù)據(jù)對(duì)接，項(xiàng)目管理，Audit，工廠流水線規(guī)劃，可追溯記錄等；（3）定制化的上層應(yīng)用，如：可視化智能軋鋼控制系統(tǒng)，智能工廠可視化系統(tǒng)，設(shè)備診斷等；（4）三維重建精度可達(dá) 2-5mm。

一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 陽旭菻 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院/計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 2018.9-2022.6 201831062525 柯立 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院/數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù) 2018.9-2022.6 201831065405 蔣康 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院/軟件工程 2019.9-2023.6 201931061303 張悅 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院/計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 2018.9-2022.6 201831063405 湯善康 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院/計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 2018.9-2022.6 201831022208 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 劉忠慧 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院/計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 教授 機(jī)器學(xué)習(xí) 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 近年來，工地安全生產(chǎn)事故頻發(fā)。為了讓生產(chǎn)事故零發(fā)生，經(jīng)過充分調(diào)研和實(shí)地考察之后，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了基于人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的智慧工地檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)由三個(gè)模塊組成。一：工地安全知識(shí)答題app，工人在上面進(jìn)行安全知識(shí)答題以提高自身安全意識(shí)。二：智能監(jiān)控系統(tǒng)，使用人工智能算法對(duì)攝像頭的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)反饋。三：智能安全帽，可以獲取佩戴者的經(jīng)緯度和周圍的溫濕度。三個(gè)模塊聯(lián)合發(fā)力，解決工地安全生產(chǎn)痛點(diǎn)。