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西安科技大學(xué)應(yīng)急通信創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從2009年開(kāi)始就對(duì)電梯無(wú)線應(yīng)急系統(tǒng)著手開(kāi)始研究，目前此項(xiàng)目技術(shù)已經(jīng)成熟并在全國(guó)開(kāi)始推廣應(yīng)用。申請(qǐng)一項(xiàng)著作權(quán)，一項(xiàng)實(shí)用新型專利。成果在西安、漢中、內(nèi)蒙、山西等地中取得良好的應(yīng)用。

項(xiàng)目概況     紅外通信輔助駕駛裝置主要包括嵌入式微處理器、紅外通信模塊、車速采樣/轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路。紅外通信模塊和周圍車輛的紅外通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，掌握周圍車輛的數(shù)量、車型、方位和速度信息，并用圖形顯示出來(lái)。當(dāng)存在危險(xiǎn)時(shí)，語(yǔ)言提示。本項(xiàng)目有效地克服駕駛員的視線局限性，幫助駕駛員更全面地掌握周圍車輛運(yùn)行情況，以增加駕駛員的行車安全。    本項(xiàng)目處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。  主要特點(diǎn)     1.全天候工作。在霧天、雨天和夜間等惡劣環(huán)境下行車，由于視距縮短、能見(jiàn)度低、視線模糊，駕駛員很難觀察周圍車輛運(yùn)行情況，存在很大的安全隱患。而這種霧天、雨天和夜間惡劣環(huán)境對(duì)紅外通信沒(méi)有任何影響，駕駛員可以通過(guò)液晶顯示器輕松掌握周圍車輛的數(shù)量、車型、方位和速度信息，增加駕行車安全。 2.反應(yīng)靈敏，語(yǔ)言提示。通過(guò)通信信息，確切地掌握周圍車輛情況，由微處理器分析安全狀況，語(yǔ)言提示比駕駛員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)來(lái)駕駛操作要更安全，反應(yīng)更快。    3. 直觀顯示，符合習(xí)慣。紅外線直線傳播，符合駕駛員視覺(jué)習(xí)慣，同時(shí)圖形顯示，顯而易見(jiàn)。   技術(shù)指標(biāo)     紅外通信輔助駕駛裝置主要包括嵌入式微處理器、紅外通信模塊、車速采樣/轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路，如圖1所示。6個(gè)紅外通信模塊分別安裝在車輛的不同方位，其中車頭紅外通信模塊安裝在車輛的頭部，車左前側(cè)紅外通信模塊安裝在車輛的左前側(cè)，車左后側(cè)紅外通信模塊安裝在車輛的左后側(cè)，車尾紅外通信模塊安裝在車輛的尾部, 車右前側(cè)紅外通信模塊安裝在車輛的右前側(cè)，車右后側(cè)紅外通信模塊安裝在車輛的右后側(cè)，并且6個(gè)紅外通信模塊安裝在同一水平面上，如圖2所示。要求紅外通信距離在9m以上，在車輛正常運(yùn)行時(shí)，不停發(fā)送查詢信息，一旦接收到來(lái)自周圍車輛的確認(rèn)信息，再發(fā)送速度信息；同樣，一旦接收到周圍車輛發(fā)送的查詢信息，就發(fā)送確認(rèn)信息，再接受周圍車輛發(fā)送的速度信息；嵌入式微處理器根據(jù)車輛相對(duì)的方位信息確定周圍車輛的位置，再根據(jù)周圍車輛速度與自身速度的比較，確定自身車輛是否存在危險(xiǎn)，并用圖形方式顯示周圍車輛運(yùn)行情況。   市場(chǎng)前景     安全是交通運(yùn)輸?shù)挠篮阒黝}，保障交通運(yùn)輸安全是實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通現(xiàn)代化的最重要的指標(biāo)之一。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)在交通運(yùn)輸安全技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了不懈的努力，在道路交通安全設(shè)施、車輛的被動(dòng)安全性等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，但隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車保有量和交通需求增長(zhǎng)迅速，交通事故發(fā)生率和傷亡人數(shù)居高不下，我國(guó)交通事故死亡人數(shù)連續(xù)10余年居世界第一，已經(jīng)進(jìn)入道路交通事故的高發(fā)時(shí)期。據(jù)統(tǒng)計(jì)2009年上半年，全國(guó)共發(fā)生道路交通事故107193起，造成29866人死亡、128336人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失4.1億元。本項(xiàng)目具有硬件電路簡(jiǎn)單、成本低廉、編程方便、通信可靠性高的特點(diǎn)，完全能減小交通事故發(fā)生率，不僅具有廣闊市場(chǎng)前景，而且具有保障交通安全，促進(jìn)社會(huì)和諧的重要意義。 

“串口通信監(jiān)聽(tīng)記錄系統(tǒng)”用于計(jì)算機(jī)串口通信的協(xié)議分析、開(kāi)發(fā)以及接口調(diào)試。在我國(guó)某些重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)中，引入了大批成套的國(guó)外設(shè)備。在成套設(shè)備中，如果某些設(shè)備故障，通常只能將故障設(shè)備送到國(guó)外進(jìn)行維修或者更換，時(shí)間非常長(zhǎng)、價(jià)格非常貴。因此，研制可替代進(jìn)口設(shè)備的國(guó)產(chǎn)設(shè)備的需要非常迫切。在研制中，我們經(jīng)常需要進(jìn)行主機(jī)與人機(jī)接口設(shè)備的數(shù)據(jù)通信，但是國(guó)外公司為了封鎖替代產(chǎn)品而采取了專用通信協(xié)議，通信協(xié)議保密不公開(kāi)，這對(duì)我國(guó)研究替代產(chǎn)品設(shè)置了非常大的技術(shù)障礙。因此，一套的通信協(xié)議分析工具對(duì)我們來(lái)講就非常重要和迫切了。 “串口通信監(jiān)聽(tīng)記錄系統(tǒng)”獨(dú)創(chuàng)性地將串口監(jiān)聽(tīng)和視頻錄像功能完美地結(jié)合在一起，使設(shè)備的動(dòng)作表現(xiàn)和通信信息能夠同步記錄，是串口通信協(xié)議在線分析和線后分析的有利武器。該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制通信領(lǐng)域、有線/無(wú)線數(shù)據(jù)通訊、軟硬件通信接口設(shè)計(jì)調(diào)試等領(lǐng)域。如圖所示，本系統(tǒng)提供一種能夠步記錄通信數(shù)據(jù)和場(chǎng)景的系統(tǒng)和方法。通過(guò)通信接口監(jiān)聽(tīng)器采集通信數(shù)據(jù)，通過(guò)攝像頭采集場(chǎng)景圖像數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信數(shù)據(jù)流的記錄和分析，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行場(chǎng)景圖像的存儲(chǔ)，在人員分析通信協(xié)議時(shí)，可以進(jìn)行通信數(shù)據(jù)和場(chǎng)景圖像的同步回放。   主要功能： 1.數(shù)據(jù)通信監(jiān)聽(tīng)功能 在兩個(gè)串口通信設(shè)備之間接入通信監(jiān)聽(tīng)接口，截獲兩個(gè)串口之間來(lái)往的數(shù)據(jù)。根據(jù)需要設(shè)置串口通信的串口號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位等，滿足不同通信協(xié)議的設(shè)置。 2.行為錄像和回放功能 通常通信雙方設(shè)備在接收了指令信息后，設(shè)備的行為都會(huì)做出反應(yīng)，例如：上位機(jī)屏幕的數(shù)據(jù)顯示，司服機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，然而這些動(dòng)作都在一瞬間完成，研究分析人員往往來(lái)不及對(duì)此做出反應(yīng)。行為錄像功能可以將設(shè)備的行為與通信數(shù)據(jù)同步記錄下來(lái)記錄下來(lái)，以全速、步進(jìn)、暫停方式對(duì)錄像進(jìn)行播放控制，以用于研究人員進(jìn)行通信協(xié)議的研究分析。 3.數(shù)據(jù)和錄像同步回溯功能 不但能夠?qū)?shù)據(jù)和圖像同步播放，尋找圖像對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。同時(shí)還可以以接收到的數(shù)據(jù)為索引，播放數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的視頻畫(huà)面，有利于研究者通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)尋找設(shè)備的行為動(dòng)作。   軟件運(yùn)行環(huán)境：Microsoft Windows XP/2000/98/    項(xiàng)目主要應(yīng)用范圍： 該項(xiàng)目可應(yīng)用在工業(yè)控制通信領(lǐng)域、有線/無(wú)線數(shù)據(jù)通訊、軟硬件通信接口設(shè)計(jì)調(diào)試等領(lǐng)域。    預(yù)期收益：

1 成果簡(jiǎn)介移動(dòng)指揮通信方艙是用于突發(fā)公共安全事件應(yīng)急指揮和軍事指揮的大型作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)。其可和汽車、火車、飛機(jī)、船舶等多種交通工具配套使用，滿足突發(fā)公共安全事件快速響應(yīng)、移動(dòng)指揮決策、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置等需求，是國(guó)際領(lǐng)先的大型現(xiàn)場(chǎng)綜合指揮調(diào)度處置系統(tǒng)。2 應(yīng)用說(shuō)明移動(dòng)指揮通信方艙可在突發(fā)公共事件過(guò)程中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急通信、網(wǎng)絡(luò)、視頻會(huì)商等功能，具體功能如下： ( 1)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信功能：通過(guò)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信方式，保證移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)和指揮中心、現(xiàn)場(chǎng)各部門人員等之間圖像、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音的通信。 ( 2)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)功能：通過(guò)多種手段實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各部門連接及接入移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)，以保證移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)可作為現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急救援最高的指揮場(chǎng)所，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)其它應(yīng)急指揮車或平臺(tái)進(jìn)行指揮調(diào)度、現(xiàn)場(chǎng)音視頻和數(shù)據(jù)等采集信息實(shí)時(shí)接收以及超視距的現(xiàn)場(chǎng)信息采集、現(xiàn)場(chǎng)辦公需求。 ( 3)語(yǔ)音互聯(lián)互通指揮調(diào)度功能：實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同部門使用不同頻段、不同制式的通信設(shè)備在同時(shí)運(yùn)作和之間的互聯(lián)互通，有效保障現(xiàn)場(chǎng)指揮人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各部門人員的指揮調(diào)度和現(xiàn)場(chǎng)各部門人員的互相通信與協(xié)作。 ( 4)視頻會(huì)商功能：移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)通過(guò)衛(wèi)星鏈路、有線鏈路等多種方式實(shí)現(xiàn)和指揮中心、各部門應(yīng)急平臺(tái)之間的視頻會(huì)議。 ( 5)環(huán)境信息監(jiān)測(cè)監(jiān)控功能：移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)結(jié)合低空飛艇智能掃描定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、移動(dòng)應(yīng)急通信與數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)采集傳輸系統(tǒng)、應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)定向空投信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)圖像、地理信息、危險(xiǎn)源信息以及環(huán)境參數(shù)等多種信息采集監(jiān)測(cè)監(jiān)控。 ( 6)事件分析研判功能：通過(guò)本地模塊調(diào)用，對(duì)事態(tài)發(fā)展和后果進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)和分析，對(duì)事件影響范圍、影響方式、持續(xù)事件和危害程度等進(jìn)行綜合研判，并參考預(yù)案進(jìn)行預(yù)警分級(jí)，供指揮決策時(shí)參考。 ( 7)移動(dòng) GIS 功能：動(dòng)態(tài)定位追蹤移動(dòng)應(yīng)急車輛、單兵、救援力量、物資調(diào)度等動(dòng)態(tài)變化情況，并可查詢、量算、路徑規(guī)劃等功能，實(shí)現(xiàn)定位點(diǎn)周邊情況查詢分析、路徑優(yōu)化、距離及坡度量算。 ( 8)電子沙盤(pán)功能：實(shí)現(xiàn)綜合可視化、空間分析、查詢檢索、快速標(biāo)注，為現(xiàn)場(chǎng)指揮決策人員進(jìn)行意圖表達(dá)供便捷手段，使現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮更加直觀、便捷。 ( 9)現(xiàn)場(chǎng)辦公功能：提供現(xiàn)場(chǎng)會(huì)商、打印、復(fù)印、掃描、傳真等功能，滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急辦公需求。3 效益分析實(shí)現(xiàn)移動(dòng)指揮通信方艙的產(chǎn)品化，應(yīng)用于各省級(jí)、地市級(jí)、區(qū)縣級(jí)、企業(yè)、專項(xiàng)部門等移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)的建設(shè)。4 合作方式商談。

? 隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出視頻廣播、視頻會(huì)議、手機(jī)電視、網(wǎng)絡(luò)電視等視頻廣播應(yīng)用。溫家寶總理在今年“兩會(huì)”做的工作報(bào)告中指出“要積極推進(jìn)三網(wǎng)融合取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展”。然而，分布式網(wǎng)絡(luò)中的視頻信息容易被非法用戶竊取、篡改、偽造，破壞數(shù)據(jù)的機(jī)密性、真實(shí)性和完整性，損害了視頻提供者和接受者的利益。因此，本系統(tǒng)在保證視頻信息的質(zhì)量（如清晰度和色彩）同時(shí)，保證了視頻在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)陌踩浴?

涵蓋工業(yè)通信領(lǐng)域三大主流技術(shù)：工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)總線、工業(yè)無(wú)線，分別選用了能耗監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)管理，物流監(jiān)管三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景輔助工業(yè)通信教學(xué)平臺(tái)教學(xué)。

本技術(shù)系CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)核心技術(shù)方面的發(fā)明性成果，由國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目和教育部重點(diǎn)科學(xué)基金項(xiàng)目聯(lián)合支持，并結(jié)合國(guó)家863計(jì)劃九五重點(diǎn)之重項(xiàng)目和信產(chǎn)部移動(dòng)通信專項(xiàng)基金“第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目”的實(shí)施而形成。

煤礦井下的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)境惡劣、自然災(zāi)害多，嚴(yán)重威脅煤炭生產(chǎn)和人員安全。煤礦工業(yè)電視系統(tǒng)的應(yīng)用使得地面人員可以對(duì)煤礦的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施監(jiān)控，既能了解當(dāng)前的工作狀況科學(xué)調(diào)度指揮以提高生產(chǎn)效率，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故防患于未然。該系統(tǒng)通過(guò)井上和井下多臺(tái)攝像機(jī)采集煤礦生產(chǎn)全過(guò)程的視頻信息，再使用光纖通信技術(shù)將視頻信號(hào)傳輸回地面監(jiān)控調(diào)度中心，提高了傳輸?shù)挠行院涂煽啃浴５孛姹O(jiān)控調(diào)度中心可以通過(guò)矩陣控制系統(tǒng)對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行控制與切換，最終在大屏幕上實(shí)現(xiàn)多信號(hào)的實(shí)時(shí)顯示。該成果在煤礦的安全科學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用有著廣闊的前景。

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是確保列車行車安全和高效運(yùn)營(yíng)的核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備。基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）是列控技術(shù)的發(fā)展方向。     該成果應(yīng)用之前，此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)裝備全部依賴引進(jìn)。在國(guó)家有關(guān)部委及北京市持續(xù)支持下，本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)城軌交通安全高效運(yùn)營(yíng)的重大需求，歷經(jīng)十多年努力，突破了CBTC核心技術(shù)，為城軌交通建設(shè)、安全高效運(yùn)營(yíng)提供了技術(shù)支撐。      主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：     1.提出了基于列車運(yùn)行復(fù)雜場(chǎng)景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法，構(gòu)建了滿足CENELEC標(biāo)準(zhǔn)的最高安全完善度等級(jí)SIL4的安全保障管理體系和集成研發(fā)平臺(tái)，研制了車載和地面兩個(gè)信號(hào)專用、可移植的安全計(jì)算機(jī)平臺(tái)以及CBTC整套技術(shù)裝備。整套產(chǎn)品和應(yīng)用工程均通過(guò)了國(guó)際獨(dú)立第三方SIL4級(jí)安全認(rèn)證，屬我國(guó)首次。      2.提出了基于移動(dòng)閉塞的CBTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法，攻克了列車安全防護(hù)技術(shù)和最佳化自動(dòng)駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩(wěn)運(yùn)行和精確停車。      3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化策略、專用安全通信協(xié)議(SFP)和數(shù)據(jù)傳輸冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在世界上首次研制了兼容無(wú)線自由波、漏泄波導(dǎo)管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了不同傳輸媒質(zhì)間無(wú)縫切換，保證了復(fù)雜線路條件下安全數(shù)據(jù)的可信傳輸。     4.構(gòu)建了覆蓋全生命周期的完備性測(cè)試案例庫(kù)（包含12.4萬(wàn)條測(cè)試案例），提出基于最小系統(tǒng)的仿真測(cè)試方法，開(kāi)發(fā)了硬件在環(huán)的CBTC系統(tǒng)仿真測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)互換和虛實(shí)互控的系統(tǒng)功能與故障注入測(cè)試驗(yàn)證，降低了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作量。      項(xiàng)目共形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)；申請(qǐng)發(fā)明專利50項(xiàng)，其中已授權(quán)25項(xiàng)；軟件著作權(quán)111項(xiàng)；獲2010年度北京市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。     自2008年，先后在大連快軌3號(hào)線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號(hào)線運(yùn)用，所控制的79組列車已累計(jì)安全運(yùn)行1974.6萬(wàn)公里。運(yùn)營(yíng)考核表明，自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，使我國(guó)成為世界第四個(gè)掌握該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家，迫使引進(jìn)系統(tǒng)降價(jià)30%。