“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

2020-03-25 14:01:00
科技部辦公廳
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“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?。


考核指標:提出 1 套跨學科融合可行的韌性城市理論模型;研究建立韌性城市綜合評價量化指標體系,研究制定標準不少于 3 項,并在典型代表性城市推廣應用;研究建立基于感知技術的城市風險與災害監測/預警/管理基礎信息平臺,覆蓋城市主要風險點和災害 90%以上;針對城市的日常風險與災害,提出危害與次生災害的仿真模型,構建城市災害智能模擬、預測和推演平臺,進而形成城市風險與災害聯防聯控的預案,提升工作效率 1 倍以上;基于城市地理信息、基礎設施和規劃要素,研究提出韌性城市自適應的規劃決策平臺,提升工作效率 1 倍,覆蓋城市面積達 95% 以上;應用韌性城市智能規劃平臺就城市群、直轄市、省會、計劃單列市、地級城市開展韌性城市智能規劃示范應用不少于12 個。


● 通用系統與平臺:


2.3智慧城市系統模型理論與模擬計算平臺(共性關鍵技術類)


研究內容:研究城市多部門協同的常態和非常態演化趨勢建模、在線優化與決策分析理論與方法,開發面向特大城市的信息跨界智能處理系統,構建城市安全與應急管理的眾籌群智新模式。探索多源感知信息的多層次關聯、語義提取與融合分析的機制和方法,建立多源異構跨界信息數據之間的關聯關系模型;研究多維跨時空城市感知數據的關聯推理和深度挖掘方法,優化多模態、 多類型的融合數據模型。


面向超大城市規劃、建設治理的迫切需求,首先突破廣域網 環境下大規模異構資源管理與隨機任務調度器、基于異構處理機  虛擬化的高性能云計算資源池構建等關鍵技術,研發多數據中心  級聯環境下高效能數據并行處理系統與智能分析平臺,實現針對  城市信息系統異構平臺的高性能資源管理與優化。突破大數據和  機理模型驅動的城市規律解析技術、城市復雜系統多尺度建模方 法與數值模擬計算技術、基于 BIM 和CIM 的建設現狀與城市規劃識別和預警技術、基于社會傳感網絡和群體智能的城市態勢研判  與評價、城市規劃與建設治理數據交換與服務技術、基于典型城  市場景的大規模計算實驗技術、從虛擬到實際的城市管控技術。


開展城市復雜系統理論和城市計算基礎理論研究,建立跨層次、多學科融合的城市系統模型與優化方法,研發面向城市規劃全生命周期的分布式高性能平行城市模擬系統,形成基于超級計算和云計算平臺探索智慧城市大數據中心的解決方案,服務于城市治理的預測和預警系統、支持多應用多服務的計算平臺,實現管線爆管、雨洪內澇等城市災害應急保障機制的應用示范和系統驗證, 提升城市防災減災應急管理能力。


考核指標:融合城市多源數據、跨學科的城市運行理論與城 市分析建模技術,提出智慧城市的基礎分析模型、優化理論和計算實驗技術;完成時空感知數據的深度挖掘系統、城市常態和非  常態演化預測系統。研發基于大規模異構系統隨機調度器的高效  能城市數據處理基礎設施,計算任務實現百萬核心數以上的調度  規模。構建異構云計算資源池,研發高效能城市數據并行處理系 統與智能分析平臺,實現高性能計算共性基礎異構并行算法庫 5 種以上。完成時空感知數據的深度挖掘、城市時間相關性分析和  預測概念演示系統。研發面向城市規劃和治理的監測、預警原型  系統,支持城市治理、安全監測、應急管理等任務分析?;诓?nbsp; 行隨機調度理論,研發平行城市模擬系統,支持至少城市交通、 規劃用地、公共服務等 8 種任務分析,覆蓋道路岔口個數不少于400 個,分析小區數不少于 400 個。研發城市大規模高性能計算和云計算基礎設施平臺,支持單個應用場景的分析計算時間不大于 2分鐘。系統針對和滿足 1~2 個智慧城市的實際需求,部署于國產自主超級計算平臺,支持百萬核的智慧城市示范應用。支持 10 種以上異構數據源,單數據源數量不低于 1000 萬條,完成 2 個以上的大型城市系統綜合測試和應用示范。制定相關國家、行業規范  與標準不少于 10 項,申請系列專利,形成專利群。


2.4面向城市智能服務的數據治理體系與共享平臺(共性關鍵技術類)


研究內容:針對大規模城市數據治理中存在的多領域異構系統對接、互通互聯與安全可信等問題,研究基于區塊鏈技術的多機構主體業務數據授權共享技術,構建面向多領域異構數據融合、 基于新型異構硬件體系的高效計算系統;針對不同場景的服務隔離問題,研究服務發現、服務組合、服務編排等關鍵技術,實現跨行業綜合性城市管理服務,支撐智慧應用的連通和場景協同;研究多源多模態大數據治理關鍵技術,構建城市級數據治理和共享平臺,支持多源異構系統間的數據資源治理與共享,實現跨領域的城市數據和服務協同感知,實現跨領域城市管理服務的匯聚治理并提供智能感知的綜合性城市精細化管理服務。


考核指標:數據訂閱規模達百萬級時匹配時間不超過 30ms, 數據維度達 3000+時匹配時間不超過 60ms;訂閱規模達百萬級時插入時間小于 2μs,刪除時間不超過 10μs;訂閱規模達百萬級時數據并發處理能力達到 10 萬條每秒;基于區塊鏈技術實現跨部門、跨區域的數據加密及訪問權限控制,權限驗證響應時間小于300ms。構建 3 個省級行政區的城市級數據治理和共享平臺,匯聚PB 級城市公共數據資源,服務于 20 個以上行業的 100 個以上業務系統;開展基于智能感知的城市精細化管理服務應用示范,形 成 10 個跨行業/跨區域業務流程,面向不少于 3 個省級行政區的國家級城市群開展城市綜合管理服務,覆蓋不少于 1 億人群。



來源:科技部


編輯:種   瑞

審核:李建榮




江蘇瑞策信息咨詢有限公司是一家專業從事企業整體規劃、項目咨詢、項目申報的現代服務型企業,兩化融合服務聯盟會員單位,為企業提供戰略轉型、管理優化、組織變革、生產方式和服務模式創新等方面的高附加值專業咨詢服務。瑞策咨詢始終堅持“服務創造價值、服務贏得尊重、服務打造品牌”的服務理念,以客戶需求為導向,協助企業戰略轉型升級,幫助企業          構建項目管理體系,提供項目申報關鍵節點解決方案,對項目實施全程服務,協助客戶解決項目中遇到的問題,確保項目順利實施。



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