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特殊土地區(qū)（濕陷性黃土、沙漠戈壁、凍土地區(qū)、膨脹土、軟土地區(qū)、風(fēng)沙地區(qū)）鐵路公路路基運(yùn)營養(yǎng)護(hù)技術(shù)是我校長期研究的領(lǐng)域，聚集了大批優(yōu)秀學(xué)者，多年來參與了西部多條高速鐵路、高速公路的科學(xué)研究與工程實(shí)踐工作，研究成果在工程中取得了廣泛應(yīng)用，如基于點(diǎn)云信息的既有鐵路線路狀態(tài)監(jiān)測及評估技術(shù)研究，獲得省部級獎(jiǎng)勵(lì)10余項(xiàng)，獲得專利10余項(xiàng)，受到了業(yè)界的贊譽(yù)與好評，在國內(nèi)處于先進(jìn)行列。

本發(fā)明公開一種瀝青路面模量反算方法，包括：對瀝青路面的路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行簡化，將相鄰且材料類型相同的路面結(jié)構(gòu)層視為簡化層，并且每一簡化層所包含的結(jié)構(gòu)層之間的模量差值不大于N MPa，將土基單獨(dú)視為土基層；在土基層及各簡化層中布置垂直應(yīng)變傳感器，且保證布置完成的所有垂直應(yīng)變傳感器位于同一垂直方向；在瀝青路面表層施加荷載，且該荷載位于各垂直應(yīng)變傳感的正上方，并通過垂直應(yīng)變傳感器采集土基層及簡化層的垂直應(yīng)變數(shù)據(jù)；將采集到的垂直應(yīng)變數(shù)據(jù)作為反算參數(shù)進(jìn)行模量反算；N的取值為250～350。通過該方法將原結(jié)構(gòu)組合簡化從而優(yōu)化了模量反算計(jì)算過程，解決了反算模量與實(shí)際狀態(tài)不符的技術(shù)難題。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長，傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計(jì)算需求。與此同時(shí)，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計(jì)算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力的飛躍。 目前被廣泛使用的經(jīng)典馮·諾依曼計(jì)算架構(gòu)下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理是分離的，存儲(chǔ)器與處理器之間通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在面向大數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用場景中，這種計(jì)算架構(gòu)已成為高性能低功耗計(jì)算系統(tǒng)的主要瓶頸之一：數(shù)據(jù)總線的有限帶寬嚴(yán)重制約了處理器的性能與效率，且存儲(chǔ)器與處理器之間存在嚴(yán)重性能不匹配問題。憶阻器存算一體系統(tǒng)把傳統(tǒng)以計(jì)算為中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為中心的架構(gòu)，其直接利用阻變器件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理，通過將器件組織成為交叉陣列形式，實(shí)現(xiàn)存算一體的矩陣向量乘計(jì)算。憶阻器存算一體系統(tǒng)可以避免數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)和計(jì)算中反復(fù)搬移帶來的時(shí)間和能量開銷，消除了傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)中的“存儲(chǔ)墻”與“功耗墻”問題，可以高效、并行的完成基礎(chǔ)的矩陣向量乘計(jì)算，未來極有潛力成為支撐人工智能等新興應(yīng)用的核心技術(shù)。 清華大學(xué)吳華強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了材料與器件、電路設(shè)計(jì)、架構(gòu)和算法的軟硬件協(xié)同等多方面原始創(chuàng)新，解決了系統(tǒng)精度損失等被廣泛關(guān)注的難題： 材料與器件創(chuàng)新。科研團(tuán)隊(duì)選擇了電學(xué)特性穩(wěn)定的二氧化鉿作為憶阻層核心材料，提出了通過插入少量氧化鋁層來固定離子分布、抑制晶粒間界形成的新理論，提出了引入熱增強(qiáng)層的新原理器件結(jié)構(gòu)，成功抑制了憶阻器非理想特性的產(chǎn)生。 電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新。開發(fā)了一套憶阻器與晶體管的混合電路設(shè)計(jì)方法，提出“差分電阻”設(shè)計(jì)思想，采取源線電流鏡限流設(shè)計(jì)，抑制了憶阻器電路中可能產(chǎn)生的各種計(jì)算誤差。 算法創(chuàng)新。提出了混合訓(xùn)練算法，僅用小數(shù)據(jù)量訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并只更新最后一層網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，即可將存算一體硬件系統(tǒng)的計(jì)算精度達(dá)到與軟件理論值相同的水平。 “技術(shù)鏈”創(chuàng)新。從“單點(diǎn)技術(shù)突破”拓展到“技術(shù)鏈突破”，開發(fā)了針對憶阻器存算一體芯片的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具，打通了從電路模塊設(shè)計(jì)到系統(tǒng)綜合再到芯片驗(yàn)證的設(shè)計(jì)全流程。 上述理論和方法發(fā)表于《自然》《自然·納米技術(shù)》《自然·通訊》等國際頂級期刊，以及被譽(yù)為“集成電路奧林匹克”的“國際固態(tài)電路大會(huì)”等頂級學(xué)術(shù)會(huì)議。研究成果被“國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖”和30多部綜述文章長篇幅引用。團(tuán)隊(duì)已在該研究方向申請國內(nèi)外專利72項(xiàng)，其中30項(xiàng)已獲得授權(quán)，知識產(chǎn)權(quán)完全自主可控。 團(tuán)隊(duì)已研制出全球首款憶阻器存算一體芯片和系統(tǒng)，集成了8個(gè)憶阻器陣列和完整的外圍控制電路，以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了計(jì)算設(shè)備的算力。全系統(tǒng)的計(jì)算能效比當(dāng)前主流的人工智能計(jì)算平臺(tái)——圖形處理器（GPU）高兩個(gè)數(shù)量級。團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一款基于130nm工藝研制的完整憶阻器存算一體芯片，在MNIST數(shù)據(jù)集上計(jì)算速度已超過市面上28nm工藝的四核CPU產(chǎn)品近20倍，能效有近千倍的優(yōu)勢。

項(xiàng)目成果/簡介:隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長，傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計(jì)算需求。與此同時(shí)，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計(jì)算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力的飛躍。

01項(xiàng)目背景 片上網(wǎng)絡(luò)將片上路由器按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互連，從而構(gòu)成一個(gè)片上微網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。不同功能的IP核通過網(wǎng)絡(luò)接口NI接入到片上網(wǎng)絡(luò)中來，網(wǎng)絡(luò)接口對IP核發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，形成固定格式的分組。片上路由器根據(jù)分組的目的地址信息，將數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中正確的傳輸?shù)侥康腎P核。片上網(wǎng)絡(luò)可以為系統(tǒng)中任意一對IP核之間實(shí)現(xiàn)透明的數(shù)據(jù)通信。互連網(wǎng)絡(luò)中的一些控制協(xié)議，例如流量控制機(jī)制、路由算法、任務(wù)調(diào)度機(jī)制、服務(wù)保障機(jī)制等，都可以應(yīng)用到片上網(wǎng)絡(luò)中來，以提高系統(tǒng)的通信效率。由于片上網(wǎng)絡(luò)采用分組交換，IP核之間數(shù)據(jù)通信的基本數(shù)據(jù)單元是分組，不同的分組根據(jù)目的地址信息在網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立傳輸。片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效的克服基于總線結(jié)構(gòu)的片上系統(tǒng)在大規(guī)模集成下的瓶頸，在時(shí)延、吞吐、功耗、可擴(kuò)展性和可靠性等方面體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。多核，多片架構(gòu)將成為芯片設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。 處理器多芯片之間的通信已經(jīng)成為制約系統(tǒng)性能的瓶頸，處理器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的能力或?qū)⒊蔀橄乱粋€(gè)集成電路發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。針對不同應(yīng)用場景和性能要求，根據(jù)各自的架構(gòu)設(shè)計(jì)出更適合的高效而可靠的片間互連(NetworkonPackage，NoP)協(xié)議，將使得集群芯片的性能得到進(jìn)一步優(yōu)化。 02項(xiàng)目簡介 研究基于路由交換的異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)算力擴(kuò)展總體架構(gòu)，包含異構(gòu)計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)之間、片上交換路由與片上處理資源之間、片上處理資源與外部接口之間的互連結(jié)構(gòu)與互連拓?fù)洌鐖D3所示。 設(shè)計(jì)與物理層解耦的輕量級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使之可以在不同的物理連接方式之上靈活的構(gòu)建多種拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)。針對機(jī)載計(jì)算任務(wù)的算力提升需求，研究異構(gòu)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的算力擴(kuò)展問題，通過基于路由交換的、可擴(kuò)展的互連構(gòu)建異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)，采用輕量化互連協(xié)議實(shí)現(xiàn)異構(gòu)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的低延時(shí)、高帶寬互連，驗(yàn)證基于路由交換的異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)對于特定應(yīng)用的高速并行分布式處理效果。本系統(tǒng)的主體思想是將片上網(wǎng)絡(luò)（NetworkonChip，NoC）互連協(xié)議擴(kuò)展到片間互連（NetworkonPackage，NoP），實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部計(jì)算資源到集群芯片的延伸。

本實(shí)用新型涉及地基處理研究領(lǐng)域，旨在提供一種用于孔壓分布測量的沉降柱試驗(yàn)儀及試驗(yàn)方法。在用于盛裝土樣的中空圓柱形試驗(yàn)箱中，豎向設(shè)有固定在鋼架上的排水板，中空的排水板上間隔設(shè)置多個(gè)真空度探頭，在試驗(yàn)箱的底板上和側(cè)壁上均勻分布多個(gè)孔壓傳感器；各真空度探頭和孔壓傳感器均通過信號線連接至數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置與上位機(jī)相連；排水板的上端通過密閉接頭與排水管相接，排水管的另一端接至真空泵，排水管上設(shè)真空表。本實(shí)用新型能監(jiān)測不同深度和不同徑向位置的孔壓變化情況。結(jié)構(gòu)簡單、易于上手，模型材料及填土可重復(fù)利用，不會(huì)造成浪費(fèi)和污染，并且可以自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，減少試驗(yàn)所需人手，同時(shí)減少人為讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生的誤差。

本發(fā)明屬于隧道及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于探地雷達(dá)的盾構(gòu)隧道沉降 控制方法。采用動(dòng)態(tài)循環(huán)反饋方法進(jìn)行盾構(gòu)隧道沉降控制，具體步驟為：采用探地雷達(dá) 設(shè)備對盾構(gòu)隧道壁后注漿進(jìn)行全斷面和縱向的探測，然后通過測定或估算得到注漿材料 介電常數(shù)，并將其應(yīng)用于隧道壁后注漿層的模型試驗(yàn)探測、正演模擬結(jié)果及現(xiàn)場探測的 數(shù)據(jù)，提取特征圖像和特征波，將其作為訓(xùn)練輸入樣本，利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)識別方 法，得到隧道壁后注漿層分布形態(tài)；結(jié)合地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)以上分析結(jié) 果確定下一步的施工控制措施，為了驗(yàn)證控制措施的效果需再一次進(jìn)行現(xiàn)場的探測，形 成循環(huán)動(dòng)態(tài)過程，至完全有效控制盾構(gòu)隧道不均勻沉降變形。本發(fā)明很好地解決壁后注 漿的效果，使得盾構(gòu)隧道沉降控制方法更加科學(xué)化。

受我國過去人口紅利的影響，目前，食品、藥品等行業(yè)后道包裝線自動(dòng)化程 度還很低，主要依賴人工作業(yè)。隨著人工成本的增加，后道包裝的自動(dòng)化需求日 趨強(qiáng)烈。 本項(xiàng)目針對食品、藥品后道包裝需求，開發(fā)了全自動(dòng)理料、裝盒、裝箱、封 箱、碼垛成套裝備。圖 1 為流水線照片。具有自主知識產(chǎn)權(quán)的分項(xiàng)設(shè)備包括：自 動(dòng)整列、理料機(jī)，自動(dòng)分選機(jī)，自動(dòng)裝盒機(jī)，自動(dòng)裝箱機(jī)，自動(dòng)封箱機(jī)，自動(dòng)碼 垛機(jī)。 2、創(chuàng)新要點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)食品、藥品后道包裝的全自動(dòng)化生產(chǎn)。 3、效益分析（資金需求總額 500 萬元） 目前，國內(nèi)食品、藥品后道包裝的自動(dòng)化程度普遍很低，自動(dòng)化需求旺盛， 全國至少有上百億的市場空間。 4、推廣情況（已推廣企業(yè)） 推廣中。

1.首次提出了路基結(jié)構(gòu)層位分工理念，將路基結(jié)構(gòu)按功能劃分為三個(gè)層次，從下到上分別為：承托層、換填層、隔水層；2.基于路基層位分工理念，提出了濱海新區(qū)吹填造陸區(qū)路基處理方案；3.提出了濱海新區(qū)吹填造陸區(qū)路基施工技術(shù)指南。  1.以天津?yàn)I海新區(qū)沿海吹填工程為依托，微觀研究分析吹填軟土工程特性，基于路基層位分工，提出不同道路類型路基結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，理論依據(jù)充分，地基處理技術(shù)先進(jìn)，具有較高的性價(jià)比；2.該技術(shù)可充分利用廢物資源，節(jié)約土地資源，減少軟土地區(qū)道路早期破壞，降低日常維修養(yǎng)護(hù)頻

探地雷達(dá)屬于高科技產(chǎn)品，長期以來，只有美國、加拿大、瑞典等少數(shù)國家生產(chǎn)。近年來我國國內(nèi)也生產(chǎn)探地雷達(dá)，一些大學(xué)也研制探地雷達(dá)，但是這些探地雷達(dá)多為單通道，地面耦合天線，掃描速率很低，不能用于車載。一般探地雷達(dá)系統(tǒng)好比照相機(jī)，而車載探地雷達(dá)系統(tǒng)好比多攝像頭的高速攝像機(jī)。車載探地雷達(dá)系統(tǒng)的掃描速率與高速攝像機(jī)的單位時(shí)間內(nèi)所能拍攝的照片數(shù)類似，掃描速率越高，測試速度越高。目前國外車載探地雷達(dá)系統(tǒng)主要有美國GSSI公司的SIR-20系列、30系列和意大利IDS公司RIS-2K系列。車載探地雷達(dá)技術(shù)有五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：空氣耦合天線、多個(gè)通道技術(shù)、高速掃描技術(shù)、定位技術(shù)和多通道數(shù)據(jù)處理技術(shù)。以我校地學(xué)學(xué)院昝月穩(wěn)教授領(lǐng)銜研制的車載探地雷達(dá)系統(tǒng)，在這五項(xiàng)技術(shù)方面都達(dá)到國際領(lǐng)先。專用空氣耦合天線，集中了國外喇叭型天線和平板天線的優(yōu)點(diǎn)；采用金屬殼全屏蔽，減少了外界干擾；三通道探地雷達(dá)系統(tǒng)的掃描速率是美國SIR-20系列雷達(dá)掃描速率的5倍，意大利RIS-K2系列雷達(dá)掃描速率6倍， 美國SIR-30系列后來才與我們的掃描速率相當(dāng)，但是探測深度只有我們的三分之一。定位系統(tǒng)采用了GPS和里程絕對坐標(biāo)定位技術(shù)，可以整條線自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，而國外同類產(chǎn)品是相對定位，累計(jì)誤差大，無法長距離檢測。自主研發(fā)了多通道數(shù)據(jù)處理軟件，在吸收國外軟件優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，軟件功能達(dá)到國外同類軟件先進(jìn)水平。該項(xiàng)成套系統(tǒng)集成技術(shù)已成功應(yīng)用于工程實(shí)際，2008年經(jīng)鐵道部鑒定達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)了不干擾運(yùn)輸?shù)穆坊鶢顟B(tài)檢測與普查。鐵路車載探地雷達(dá)24小時(shí)可以采集2880km的數(shù)據(jù)，而在運(yùn)營線上人工檢測至少需要一年的時(shí)間，其效率是不言而喻的。