“寬帶通信和新型網絡”重點專項2020年度項目申報指南

2020-03-25 12:00:00
科技部辦公廳
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“寬帶通信和新型網絡”重點專項2020年度項目申報指南


為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020  年)》《2006—2020 年國家信息化發展戰略》提出的任務,國家重點研發計劃啟動實施“寬帶通信和新型網絡”重點專項(以下簡  稱“本重點專項”)。根據本重點專項實施方案的部署,現發布 2020 年度項目申報指南。


本重點專項總體目標是:開展新型網絡與高效傳輸全技術鏈研發,使我國成為普適性IP 網絡和媒體網絡技術與產業未來發展的重要主導者,B5G 與 6G 無線移動通信技術和標準研發的全球引領者,并在光通信領域研發達到國際先進水平,為“網絡強國”  和“互聯網+”國家戰略的實施提供堅實的技術支撐。在網絡通信核心芯片、一體化融合網絡、高速光通信設備、未來無線移動通信等方面取得一批突破性成果,制定產業標準,開展應用示范, 打造完善的技術協同創新體系。


本重點專項按照新型網絡技術、高效傳輸技術、一體化綜合網絡試驗與示范 3 個創新鏈(技術方向),共部署 24 個重點研究任務。專項實施周期為 5 年(2018—2022 年)。本重點專項部分項目采用部省聯動方式組織實施(項目名稱后有標注)。應用示范類部省聯動項目,由廣東省科技廳推薦,廣東省科技廳應面向全國組織優勢創新團隊申報項目?;A研究類、 共性技術類部省聯動項目,各推薦渠道均可推薦申報,但申報項目中至少有一個課題由廣東省有關單位承擔。


2020 年度項目申報指南在新型網絡技術、高效傳輸技術、衛星通訊技術 3 個技術方向啟動 11 個研究任務,擬安排國撥經費概算 3.3 億元。凡企業牽頭的項目須自籌配套經費,配套經費總額與專項經費總額比例不低于 1:1。各研究任務要求以項目為單元整體組織申報,項目須覆蓋所申報指南方向二級標題(例如:1.1)下的所有研究內容并實現對應的研究目標。除特殊說明外,擬支持項目數均為 1~2 項。項目實施周期不超過 4 年?;A研究類任務,下設課題數不超過 4 個,參與單位不超過 6 個;共性技術類任務,下設課題數不超過 5 個,參與單位不超過 10 個。


項目設 1 名項目負責人,項目中每個課題設 1 名課題負責人。項目承擔單位在項目開展過程中需要進行實效發射驗證的,應依法向國家無線電管理機構申請試驗頻率,辦  理相關手續。指南中“擬支持項目數為 1~2 項”是指:在同一研究方向下, 申報項目評審結果前兩位評價相近、技術路線明顯不同的情況時,  可考慮支持前兩個項目,兩個項目將采取分兩個階段支持的方式, 第一階段完成后將對兩個項目執行情況進行評估,根據評估結果確定后續支持方式。



01

新型網絡技術


1.1大規模確定性骨干網絡架構及關鍵技術研究(共性技術 類,部省聯動)


研究內容:面向生產性互聯網對骨干網絡帶寬、時延、抖動 等確定性可控需求,探索大規模確定性骨干網絡新型體系架構與  機理;探索控制面可擴展資源預留機制,支持核心節點無逐流狀  態,研究確定性骨干網操作系統關鍵技術;研究開發骨干網一層  與二層協同的確定性關鍵技術,支持基于時隙的按需細粒度硬切  片和時隙管控機制;研究基于周期調度的三層確定性轉發技術,支持邊緣節點流量整形,嚴格避免微突發,支持骨干網端到端業  務帶寬、時延、抖動精確可控;構建示范應用網絡,開展遠程操  作等試驗驗證。


考核指標:設計一至三層自底向上精確可控的確定性骨干網絡體系架構,滿足帶寬、時延等多種可控性需求,實現確定性骨干網絡操作系統,支持骨干網端到端帶寬預留與確定性時延保障, 支持帶寬、時延需求的自動協商與資源按需分配。研制一層二層確定性骨干網絡核心技術與標準,支持MB 級粒度的端到端硬切片。研制三層骨干網確定性轉發技術與標準,支持基于時隙的三層端到端軟切片,支持設備間時隙映射,支持骨干網端到端時延抖動控制,支持異步調度、長距鏈路,支持全網不少于 20000 個確定性業務流并行接入。構建基于確定性網絡設備與軟件的 100G 骨干級試驗網絡,覆蓋不少于 3 個城市,針對遠程工業控制開展 2個以上示范應用,提交國內國際標準提案 5 篇以上。有關說明:企業牽頭申報。


1.2時間敏感網絡關鍵技術研究及驗證(共性技術類,部省聯動)


研究內容:面向 5G 接入、工業網絡等邊緣網絡對帶寬、時延、可靠性等的精確可控需求,探索時間敏感網絡新型體系架構與核心機理;研究時間敏感網絡關鍵技術,支持嚴格時延與抖動控制的帶寬保障機制,研究高精度時間同步,研究鏈路層流量整形和幀搶占機制,研究多源異構應用層業務互聯互通和適配機制;研究時間敏感任務的精確感知和調度技術,研究服務質量控制、網絡管理等的 YANG 模型,設計基于任務的帶寬分配和流量調度方法,研究分布式網絡拓撲的網絡調優技術,研究網絡高可靠保障機制;構建基于時間敏感網絡平臺的試驗網絡,并開展試驗驗證。


考核指標:研究分布式轉發與集中式控制融合的時間敏感網 絡體系架構,滿足時延、抖動、帶寬、丟包率、高可靠等多種可  控性需求,建立時間敏感網絡性能評估體系與評估工具;研究時  間敏感網絡系統,支持高精度時間同步、流量整形、幀搶占、系  統配置、協議適配和互聯互通,單節點對時間敏感業務流轉發時 延小于 50 微秒、轉發的時延抖動小于正負 5 微秒、時間同步精度小于 20 納秒;研究時延敏感任務的精確感知和調度技術,支持基于任務的帶寬分配,支持基于優先級、信用的調度算法,研究分  布式網絡拓撲的網絡調優技術,網絡鏈路或節點故障切換時間低 于 50 毫秒;構建試驗網絡,開展 3 種以上的典型試驗驗證。申請專利 15 項,提交標準草案 5 項。


1.3內生安全支撐的新型網絡體系結構與關鍵技術(共性技術 類,部省聯動)


研究內容:針對傳統網絡安全以“打補丁”為主的被動防御問題,研究網絡體系結構內生安全機理和網絡空間安全信任錨點,研究網絡基本標識的可信機理,保證網絡基本標識可驗證、 可追溯、不可篡改,研究未知網絡攻擊免疫方法,包括未知威脅的發現、風險評估及風險控制機制,研究網絡傳輸通道的可信機制,對傳輸數據實現實時認證防偽,研究可信任網絡尋址與路由控制機理,預防路由劫持,研究“云—邊—端”全過程可信認證與轉發,研究大規模動態可信行為分析,實現網絡行為回放和數據取證。


考核指標:提出內生安全支撐的新型網絡體系結構,設計可 信網絡身份、地址、名字等網絡標識符命名體系,需考慮與現有  網絡命名體系的兼容性,以及與現有網絡體系的互聯互通;提出  網絡傳輸通道的可信模型,設計傳輸數據的實時認證防偽機制;  設計可信任路由控制機理和協議,能有效防范路由劫持;設計“云—邊—端”全過程可信認證與轉發機制;設計實現支持可信網絡  標識、可信任路由協議和可信認證與轉發機制的高性能路由器;  設計未知網絡攻擊免疫機制,實現未知威脅的自適應發現和風險  可控;設計實現大規模動態可信行為分析系統;開展大規模試驗  示范。申請發明專利不少于 20 項,提交國際或國內標準 5 項。


1.4面向大規模分布式人工智能應用的關鍵網絡技術研究(共性技術類,部省聯動)


研究內容:針對大規模分布式人工智能系統海量數據和模型 同步等為網絡帶來的壓力,研究支持大規模分布式機器學習的網  絡互聯拓撲;研究面向參數分發網絡優化的數據并行與模型并行 機器學習架構,研究面向廣域/局域的不依賴鏈路層 PFC 機制的無損高效RDMA 傳送技術,研究新一代智能網卡加速架構和低延時傳輸技術,研究跨廣域網的分布式邊緣智能網絡,研究分布式機  器學習的計算/網絡資源聯合優化調度方法,研究基于流優先級調 度的網絡級分布式機器學習加速技術,研究面向 CPU、GPU、FPGA 等異構計算節點的網絡優化調度技術,研究意圖驅動的機器學習  數據接入控制和路由控制,研究大規模分布式機器學習網絡的負  載均衡。


考核指標:提出面向分布式機器學習優化的新型網絡拓撲, 相比傳統的Fat-Tree 網絡拓撲,在支持相同數量計算節點和不增加網絡成本的前提下,分布式機器學習的網絡吞吐率提升 100%以上;提出支持全網優先級流調度以及數據與模型混合并行的分布 式機器學習網絡同步算法,相比 TensorFlow 2.0 版本,在相同硬件環境下,典型機器學習任務的整體吞吐率提升 100%以上;提出支持分布式機器學習的不依賴鏈路層PFC機制的無損高效RDMA傳 送技術,80%負載下相比現有傳輸協議,分布式機器學習的平均流 完成時間減少 50%以上,95%尾部流完成時間減少 80%以上。在100G 網絡的相同硬件環境下,相對傳統傳送協議,典型機器學習任務的整體吞吐率提升 200%以上;提出基于數據隱私保護的聯合學習框架,跨廣域網的流量開銷減少 50%以上。


1.5面向計算存儲傳送資源融合的網絡虛擬化技術(共性技術類)


研究內容:應對網絡基礎設施計算存儲傳送資源深度融合趨 勢,建立具有內生安全和智慧屬性的網絡虛擬化架構,支持基于  計算存儲傳送資源協同調度的功能彈性部署和服務質量保障;以  提高業務質量一致性為驅動,研究面向全網計算存儲傳送資源的  統一業務編排管理和智能運維技術,實現全網業務統一管理與部  署、業務統籌調度與路徑優化;研究基于用戶體驗的網絡計算存  儲傳送資源一體協同控制技術,支持端到端網絡資源全局高效調  度與控制;研究支持虛擬功能快速部署和演化升級的高性能可編  程數據平面技術,支持大容量高帶寬轉發及虛擬化資源池;面向  典型場景,研究基于計算存儲傳送資源協同調度的網絡服務承載  技術,實現網絡服務的智能、安全承載。


考核指標:基于計算存儲傳送資源融合和協同調度,實現運營商級別端到端業務的智能和安全承載;研制支持網絡虛擬化的高速可編程轉發設備,支持網絡協議靈活解析和重構,支持虛擬功能的動態加載和重構,吞吐量不低于 3.2Tbps;研制面向計算存儲傳送資源融合的功能編排器和控制器,支持不少于 4 類網絡切片,各網絡切片可獨立靈活編程;研發智能、安全服務承載系統,接入帶寬不小于 100G,支持在 2 種以上典型場景中開展應用;申請專利或登記軟件著作權 20 項以上,提交標準草案 5 項以上。


有關說明:企業牽頭申報。



02

高效傳輸技術與設備


2.1超寬帶光子太赫茲無線傳輸理論與關鍵技術研究(基礎研究類)


研究內容:聚焦基于光子學理論的太赫茲超寬帶大容量無線 傳輸以滿足新型應用對帶寬的需求,開展超寬帶光子太赫茲無線  傳輸理論與關鍵技術研究,重點突破復雜光與無線鏈路超寬帶太  赫茲信號傳輸理論與信道模型、光子輔助超寬帶太赫茲信號多通  道協同收發技術、太赫茲通信核心光電器件、太赫茲通信核心器 件測量與表征技術和大容量長距離光子太赫茲多維傳輸技術。


考核指標:在 6G 推薦的太赫茲頻段上,完成大容量光子太赫茲信號 1Tb/s 的空間傳輸系統演示,系統空間傳輸距離不小于 100 米,系統誤碼率不高于 1E-9,同時基于該系統,面向多種應用場景,開展傳輸環境實驗研究,本項目關于復雜光與無線鏈路超寬帶太赫茲信號傳輸理論的研究成果與該系統實驗結果實現相互驗證;用所研制的太赫茲源激光器、調制器、光電探測器、混頻器、功率放大器與天線等太赫茲核心器件,在 6G 推薦的太赫茲頻段上實現速率不低于 100Gb/s,單通道模擬帶寬不小于 20GHz 的光子太赫茲信號實時無線傳輸系統,系統傳輸距離大于 10 米,系統誤碼率不高于 1E-9。


2.2全波段、低噪聲光纖放大器(共性技術類,部省聯動)


研究內容:針對光纖傳輸網干線帶寬急劇增長的重大需求, 聚焦單模光纖傳輸容量增長乏力的難題,將光傳輸系統的工作波長范圍拓展至全波段,開展全波段低噪聲光纖放大器研究。研究基于多材料體系的寬帶有源光纖,研究影響光放大器帶寬、噪聲、 效率、串擾等問題的物理機制,確定獲得全波段、低噪聲光放大器的技術途徑,研制系列寬波段低噪聲光放大器,搭建全波段光纖傳輸系統??己酥笜耍貉兄?O+E 波段( 1260nm~1460nm )、S 波段(1460nm~1530nm)、C+L-波段(1530nm~1605nm)、L++U 波段(1600nm~1675nm)光纖放大器,噪聲系數≤4dB,增益≥25dB;研制C 波段(1530nm~1565nm)片上硫系光波導放大器,增益≥ 12dB;研制全波段光纖傳輸系統(傳輸速率≥1000Tbit/s)。


2.3全波段城域光傳輸系統研究與應用示范(共性技術類,部省聯動)


研究內容:開展全波段光傳輸系統的物理機制模型研究,分 析系統全波段信道容量極限和應用潛在新編碼技術后帶來的信道  容量提升。開展低功耗、高集成度、大容量全波段城域光傳輸技  術研究,包括系統架構、智能管控運維及全套光電核心芯片、器  件和模塊的研制。


考核指標:實現包含收發機損耗、光纖色散、非線性效應、 信號功率等物理參量的全波段光傳輸系統的理論模型,分析給出全波段城域光傳輸系統的信道容量極限。實現具有自主知識產權的Tb/s 光傳輸系統核心芯片、器件和光模塊的研制,包含 Tb/s 系列成幀芯片、業務交換芯片、相干光模塊(含 DSP、TIA、Driver、硅光收發芯片),滿足城域網單載波 1Tb/s 光傳輸要求。研制支持單載波 1Tb/s 傳輸的大容量智能全波段光傳輸和光交叉設備,支持單纖傳輸系統容量不低于 80Tb/s,無電中繼傳輸距離不小于 300km,光交叉容量不低于 1Pb/s,單槽位交叉容量不低于 32Tb/s,并構建覆蓋不少于 5 個節點支持光層OAM 的智能示范網絡。

有關說明:企業牽頭申報。



03

衛星通信技術


3.1面向天地一體化空間智能計算的衛星組網技術(共性技 術類)


研究內容:為了進一步提升覆蓋性能和快速響應能力,減少 全球布站,下一代衛星通信網絡應具備較強的在軌處理能力,能  夠高效地調度天基資源完成通信、組網和業務處理,實現在軌服  務。面向多種垂直行業的智能通信服務保障需求,開展空間高效  能、高性能、智能化組網和在軌服務技術研究,突破空間高性能  異構分布式通信協議和業務處理、星地融合的網絡虛擬化服務、  空間移動邊緣計算、通信載荷和資源的智能管控等關鍵技術,完  成地面原型系統設計和演示驗證。


考核指標:具備平臺在軌自主運行管理能力;支持高低軌組網、多星協同、星地協同的通信協議及業務在軌處理功能,設計在軌處理能力大于 1Tb/s;支持星載CPU/GPU/FPGA/DSP 等多種異構處理資源虛擬化;支持通信協議和業務處理的切片;支持多星多波束資源的智能高效調度;支持不少于 1000 個節點任務的協同處理,支持協同策略和處理模型的自學習和自演進;支持 IPv4、IPv6、CCSDS、衛星移動和衛星寬帶等通信協議的在軌處理;所支持的在軌處理業務類型不少于 3 種。需完成研究報告 5 份、專利 5 項、地面原型系統 1 套。有關說明:企業牽頭申報。


3.2面向天地一體化大規模星座超密組網系統設計及性能評估技術(共性技術類)


研究內容:隨著低成本小衛星技術的發展,星座規模不斷擴大,空間超密組網對系統設計及性能評估提出了新的挑戰,特別是在頻譜資源管理、超密組網架構和協議設計、網絡運行維護以及性能評估等方面。針對未來上萬顆衛星構成的星座系統,開展多軌道大規模星座網絡架構優化設計、寬窄結合/高低頻結合的組網協議設計、協調用頻和干擾管理、資源分配、高效運維、即插即用、性能評估等關鍵技術研究,研制半物理仿真演示驗證系統。


考核指標:設計支持星座規模不小于 10000 顆;流量密度提升10倍;支持激光、毫米波和低頻段;支持寬帶、窄帶等多種通信手段的綜合利用和干擾管理;支持多種軌道的混合組網;建立完善的性能評估體系;仿真系統具備多種網絡架構、協議、算法、載荷的模擬和評估能力。需完成研究報告 8 份、專利 8 項、半物理仿真演示驗證系統 1 套。


3.3 Ka 頻段收發共口徑相控陣天線及芯片研制(共性技術類, 部省聯動)


研究內容:聚焦未來天地融合網絡中終端在多軌道、多星、 星地覆蓋區之間無縫切換的應用需求,以低成本、小型化和通用 化為目標,突破 Ka 頻段低成本多波束相控陣芯片、收發共口徑多波束相控陣天線、高效天線陣測試算法等關鍵技術,完成芯片樣  片和天線原型樣機研制。


考核指標:多波束相控陣芯片:Ka 頻段,通道數≥8,支持獨立波束數量≥4;衰減范圍/精度為30dB/0.5dB,移相范圍/精度為 360 度/5.625 度;發射機通道功率附加效率≥15%,24 小時內通道幅度一致性≤0.5dB,通道相位一致性≤3.5 度;具有 SPI 接口、功率自檢、溫度補償功能。Ka 頻段收發共口徑多波束相控陣天線:基于本項目研制的多波束相控陣芯片;收發融合共用天線陣面, 波束數量≥4,天線口徑≥0.45m;EIRP≥50dBW(法向),G/T≥ 12dB/K(法向);收發天線單元間隔離度大于 40dB;掃描范圍≥±60 度,副瓣≤-20dBc;支持圓極化輻射。需完成研究報告 5 份、專利 10 份、多波束相控陣芯片樣片,收發共口徑相控陣天線原型樣機 1 臺。


有關說明:企業牽頭申報。




“物聯網與智慧城市關鍵技術及示范” 重點專項2020 年度項目申報指南


為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020 年)》提出的任務,國家重點研發計劃啟動實施“物聯網與智慧城市關鍵技術及示范”重點專項。根據本重點專項實施方案的部署, 現發布2020年度項目申報指南。


本重點專項總體目標是:圍繞網絡強國戰略與社會經濟轉型 需求,重點突破智慧城市“感—聯—知—用—融”的基礎理論與  關鍵技術,基于自主可控技術和產品構建物聯網與智慧城市一體 化服務系統,在京津冀、珠三角、長江經濟帶、一帶一路等典型  城市(群)開展集成創新與融合服務的示范應用,支撐具有中國  城市特色的國家新型智慧城市分級分類示范建設,提升城市治理  能力和公共服務水平,推動我國成為智慧城市技術創新與產業應  用的全球引領者。推動物聯網與智慧城市規?;l展和“三融五  跨”共享,形成完善產業生態鏈,使我國物聯網與智慧城市技術 研究、標準規范與產業應用達到國際領先水平。


2020 年,專項將以推動智慧城市集成應用示范創新、形成核心共性關鍵技術解決方案為主要目標,按照特大城市、城市群、中小城市、國家新區等四類不同智慧城市重大需求,啟動若干應用示范任務,開展具有示范效應和輻射作用的集成創新應用示范;另按照智慧城市“感—聯—知—用—融”的共性關鍵技術體系, 啟動若干共性關鍵技術與平臺任務,支撐應用示范城市的集成創新。擬啟動 9 個研究任務,擬安排國撥經費總概算為 1.8 億元。共性關鍵技術類項目須自籌配套經費,配套經費總額與國撥經費總額比例不低于 1:1;應用示范類項目要求具有規?;瘧檬痉赌芰Φ钠髽I牽頭,須自籌配套經費,配套經費總額與國撥經費總額比例不低于 2:1。


項目統一按指南二級標題(如 1.1)的研究方向組織申報。項目實施周期不超過 3 年。申報項目的研究內容須涵蓋該二級標題下指南所列的全部考核指標。除特殊說明外,擬支持項目數均為1~2 項。參研單位總數不超過 10 個,每個項目下設課題數不超過5 個。項目設 1 名項目負責人,項目中每個課題設 1 名課題負責人。指南中“擬支持項目數為 1~2 項”是指:在同一研究方向下,申報項目評審結果前兩位評價相近、技術路線明顯不同的情況時,  可考慮支持前兩個項目,兩個項目將采取分兩個階段支持的方式, 第一階段完成后將對兩個項目執行情況進行評估,根據評估結果確定后續支持方式。



01

面向不同類型城市的重大場景應用示范


● 特大城市創新應用示范


1.1城市重大市政設施智能化運維與管控平臺構建及應用示 范(應用示范類)


研究內容:圍繞城市市政設施與工程綜合智能化運維要求, 研究市政設施多狀態混雜環境的智能化自主接入關鍵技術,從前端保障海量多源異構數據的可信感知與可協同預測處理,可支持復雜環境下的網絡協同自校正和虛擬重構技術;研制市政設施惡劣工況下,可重構、抗干擾、耐腐蝕的長期值守智能感知終端以及支持移動的便攜式巡查采集與邊緣處理終端;建立特大城市市政設施智慧化運維管控平臺,支持海量多源異構數據的智能接入、 不同網絡規模下多模態感知數據分析以及不同時空尺度下數據融合運算,智能高效地感知設施的運轉狀態,并能建立閉環處置跟蹤流程;對接新型智慧城市建設標準,構建以人為本的城市精細化管理市政設施運維系列標準。


考核指標:研制不少于 5 種市政設施智能化終端,應與本專項前期部署研究成果對接,需支持至少 1 種自主開發極低功耗接入模塊或安全可信處理模塊,靜態電流不大于 2μA;基于自主產品建立城市市政設施智能化運維與管控平臺,在不少于 2 個 2000 萬人口以上的超大城市進行城域范圍的示范應用,實現區域覆蓋 率達到 100%的監測點位,且不少于 100 萬節點,無線接入率大于60%,大數據量感知信息的接入交互<1s;支持跨主體部門 PB 級數據共享與管理;制定不少于 5 種重大市政設施系統(包含地下管線、城市道路及其設施、城市垃圾處理設施、污水處理設施和  應急消防設施等)的編碼編目、設計安裝和檢測驗收標準,滿足 智慧城市行業用戶需求。


1.2城市網格化綜合管理應用支撐平臺與示范(應用示范類)


研究內容:面向特大城市治理的科學化、精細化、智能化,研 究城市運行監測指標體系,以及基于物聯網和視頻識別的城市運行 信息智能感知和標識、基于互聯網的城市社情民意采集和民情事件 標識等技術;研究城市市政、公用、園林、環衛、執法等專業在線 服務功能,以及面向現場巡查和執法人員以及非現場執法的智能 化、模塊化、成套化裝備;研究市政設施、市容環境和社區治理等 方面“一網統管”的城市綜合管理模式,以及多渠道城市運行管理 事件關聯分析、預警預報和綜合決策技術;研究基于互聯網大數據 的城市管理和服務評價技術方法,支撐上級部門和第三方開展城市 管理服務監測評價;研發全面感知、數據匯集、功能集成、聯勤聯 動、共享開放的城市網格化綜合管理服務平臺,并開展應用示范。 


考核指標:研發特大城市網格化綜合管理應用支撐平臺軟件 1套,提供城市市級城市管理和服務領域 30 項以上在線服務,城市運行管理監測實現 24 小時全覆蓋,監測內容拓展 30%以上;研發5 種以上自主可控的現場巡查和執法以及非現場執法集成智能裝備;提出城市平臺構建、物聯網數據接入、數據分析等相關標準 規范 5 項以上;在至少 5 個超大及特大城市開展市級平臺應用示范并取得明顯成效。


1.3面向城市災害管控的主動應急指揮關鍵技術與示范(應用示范類)


研究內容:面向火災、爆炸、內澇、?;沸孤┖途C合管廊事故等典型城市災害,研發具備一定環境自適應能力的分散式智  能安全感知技術與裝備,裝備具有變結構、便攜帶、靈活性和低  功耗等特點;針對典型城市災害場景,研究動態監測感知、災害  狀態推演和智能預警技術,研制基于多源異構動態監測數據和災  害時空大數據的城市災害態勢感知與預警系統;面向城市特、重  大突發事件研究虛實融合的態勢仿真推演與救援模擬演練技術,  研制應急救援三維仿真演練系統;研究多園區、跨部門動態協同  處置與指揮救援技術及多職能部門合成指揮的流程及機制,探索  與全國應急廣播體系的聯動機制,建立生活、工作、醫療等應急  物資的管理調度模型和應急預案與決策知識庫,研制沉浸式城市  災害應急指揮管控平臺,實現流暢人機協同。


考核指標:研發不少于 2 種智能安全感知設備,實現多點(不低于 10 個)分散投放,支持實現自組網、群組協調作業,能夠辨識一氧化碳、氰化物和硫化物等不低于 3 種有害氣體;實現自主移動火災源巡檢與定位,在 100m 外利用多傳感器融合技術實現有毒氣體泄漏源的探測和定位,定位精度達到米級。研制一套城市災害應急指揮管控平臺,實現市、區、街鎮三級設備聯動、通信聯動、數據聯動、應用聯動和隨行指揮,具備火災、內澇、?;沸孤┖途C合管廊事故等不少于 4 類城市災害場景下的應急救援模擬演練、事故態勢發展推演和應急救援指揮能力,支持城市災害引發的大面積停電、交通擁堵、地鐵停運等場景下的應急指揮, 支持千萬級應急監測感知和救援設備的安全連接、計算存儲與可視化感知,具備救援效果評估功能,并在國家應急管理相關部門  和不少于 2 個特大城市市級平臺開展應急聯動應用示范。


● 中小城市創新應用示范


1.4城市信息模型(CIM)平臺關鍵技術研究與示范(應用示  范類)


研究內容:基于新一代智能基礎設施,研究城市信息模型(CIM)的大規模存儲、高效調用、高逼真渲染、多模式交互、高精度分析、并行計算等關鍵性基礎技術;研究 2D/3D GIS、BIM、傾斜攝影、激光點云、地質體、圖像等多源異構空間數據融合技術和統一空間單元編碼技術;研究面向城市設計建造和運行管理不同場景的建筑、市政、道路、園林等專業模型的建模和應用標準;研究城市大場景室內外一體化高精度快捷逆向建模技術,以及基于CAD 等二維矢量圖紙批量化自動生成BIM 模型技術;研究與CIM 融合的城市級海量智能感知數據的實時接入、流數據處理和統計分析技術;研發具有展示、模擬、評估、預測等功能的城市信息模型(CIM)平臺并開展應用示范。


考核指標:支持 300 平方公里、10 億BIM 構件、PB 級數據容量的城市信息模型(CIM)數據存儲、索引、計算能力,支持 以上數據基于 Web 的城市大場景 2D/3D 空間數據的輕量化、流暢瀏覽展現,平均幀速率不小于 25 幀/秒。建立一套 5 種以上城市異構數據接入和實施標準,核心數據類型包括 2D/3D GIS、BIM、物聯網實時數據及跨行業業務數據。建立 5 種以上場景城市建筑、市政、園林等建模和應用標準;與現有技術相比,城市逆向建模 和CAD 圖紙建模效率提升 80%以上,建模精度達到 90%以上,三維重建最大相對幾何誤差小于 1%,影像、深度和點云等場景多源數據的分割錯誤率小于 5%。提供城市大場景空間數據計算分析接口SDK 服務,支持億級以上智能物聯點位流數據接入、存儲和分析計算服務,處理延遲時間小于 5 秒。在 5 個以上城市市級范圍進行應用示范,每個城市建模規模不少于 100 平方公里。


1.5物聯網全場景智慧社區綜合服務與應用示范(應用示范類)


研究內容:面向智慧社區中多種應用場景,研究人—物—空間交互建模與優化技術,研究社區視頻融合與分析技術,研究涵蓋智慧社區全場景的物聯安全可信接入技術、數據索引技術和數據加密技術,研發社區全場景物聯網設備集成化接入管理平臺, 為社區智能化綜合服務提供基礎數據;研發基于 BIM 的智慧社區可視化平臺快速構建技術和基于物聯網的立體監控系統,實現智慧社區監控體系動態可視化,風險人群的智能識別、社區智能安防以及與家庭可視化系統的智能聯動;研發具有位置態勢自定位、 信息深度自感知、智慧優化自決策、精準調度自執行、異常狀態自適應等功能的空天地水一體化的全場景智慧社區綜合服務平臺,研究智慧社區綜合服務平臺與城市管理、社會治理等相關平臺的融合發展,創新開展共建共治共享的社區治理新模式,針對不同智慧社區應用場景開展應用示范。


考核指標:針對樓宇智能、社區治理等場景,研發社區全場景物聯網設備集成化接入管理平臺,接入物聯網設備不少于 25 種類型,支持百萬級設備接入能力,支持國產密碼應用;支持多類  型海量物聯網設備之間的聯動規則自定義及自動化執行;針對社 區大數據挖掘形成不少于 20 種模型,準確率不低于 90%;研制滿足社區全場景需求的社區智能化綜合服務平臺,最大服務響應時 長不超過 3 秒,選擇不少于 3 類典型社區開展應用示范,覆蓋不少于 50 個社區,服務人口規模不少于 200 萬;針對智慧社區業務中涉及的事件、部件管理,實現管理流程閉環化,結案率不低于95%;形成全場景社區數據模型、物聯網設備數據接口、智慧社區 綜合服務平臺等國家行業標準不少于 3 項。



02

新型智慧城市共性支撐技術與平臺

● 共性關鍵技術創新


2.1城市智能系統可信任機理與關鍵技術(共性關鍵技術類)


研究內容:以城市智能系統為對象,研究可信任的人機物融合系統建模語言及其語義,聚焦開放、動態、可變環境下的人機  物異構協同理論與分析驗證方法,構建人機物融合系統多維可信  評估體系,對人機物融合系統可信性進行量化分析與驗證評估。  研究基于群智推理決策和區塊鏈技術的自主無人多智體系統可信  構造理論與方法,構建開放環境下自學習、自適應、自演化的多  智體系統協同決策模型,支持敏感數據不共享條件下的可信任協  同訓練,構建虛擬共有模型,完成宏觀任務目標。研究基于可信  計算與可組合安全理論的數據安全融合及多態化應用方法,研究數據隱私共享訪問技術,實現海量多源異構數據的安全智能聚合。針對新型智慧城市建設對可信智能系統服務需求,突破動態可信認證、多智體系統決策、數據非共享聚合等難點,促進數據共享、  提高協同效率、建設可信體系,實現智能化和精準化的城市管理。


考核指標:建立多維異構的人機物融合系統行為模型,和開 放環境下的多智體系統協同決策模型,支持敏感數據不共享條件  下的自學習、自適應和自演化能力,支持可變動態環境下的人機  物系統可信性量化評估體系,能對宏觀目標的可滿足性進行分析  驗證。研發面向隱私保護的數據聚合平臺,支持大數據、物聯網 和區塊鏈等方面不少于 10 種人工智能算法、5 種加密方法和不少于 5 種隱私保護機器學習方法和工具。設計支持不少于 2 種場景的安全融合模型,包括但不限于 1)智慧民生眾包服務平臺,為城市智能社區服務提供可信任軟件開發環境和典型示范應用,保障 智慧社區數據隱私安全與協同應用效率,形成不少于 3 項相關國家、行業標準與規范,在全國范圍實現不少于 10 個萬人以上社區的實際部署,平臺運營過程中無涉及隱私、安全或可信任問題的  事故發生;2)消費者隱私保護和商品安全防偽服務平臺,支持實 體經濟的可生存性安全保障和可組合安全數據共享,提供便捷高 效、公平競爭、穩定透明營商環境和QoE 個性化定制能力,形成不少于 3 項相關國家、行業標準與規范,在全國范圍實現不少于10 個日訪問量超過萬人的大型商業體的實際部署,平臺運營過程中無涉及隱私、安全或公平競爭問題的事故發生。


2.2韌性城市智能規劃與仿真關鍵技術及應用(共性關鍵技術類)


研究內容:針對復雜城市系統在發展運行過程中的不確定性, 利用城市多源大數據及其建模/分析/診斷技術進行韌性城市智能規劃;探索韌性城市演化機理和評估方法,提高城市應對自然、經濟與社會環境中潛在風險和突發事件的防御能力、恢復能力和適應能力。構建以人為本、跨學科融合的復雜城市韌性理論,建立城市韌性評價體系和信息監測/預警/管理基礎平臺;研究城市日常風險和災害應急等不同狀態下的城市危害與次生危害仿真模型,研究跨領域城市功能協同的城市風險預測、演繹技術,研究城市韌性提升技術,構建城市韌性智能模擬/預測/推演平臺;研究城市基礎設施、規劃要素從突發事件發生到恢復過程的適應性循環機制,研發以人為本的韌性城市自適應規劃決策平臺;開展規?;瘧檬痉?。


“綜合交通運輸與智能交通”重點專項2020 年度項目申報指南

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