【正文】 換方法，提 出滿足飛行器之間態(tài)勢(shì)信息共享需求的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ图霸u(píng)估體系。 研究?jī)?nèi)容： （ 1）多元異質(zhì)環(huán)境要素的威脅特征提取和表征方法 揭示復(fù)雜低空多元異質(zhì)環(huán)境要素（飛行器、氣象環(huán)境、地形地物等）對(duì)飛行 器飛行的威脅特征和影響規(guī)律，研究飛行器與環(huán)境要素之間的相對(duì)定位誤差形成 機(jī)理與分布規(guī)律，建立不同機(jī)型不同性能飛行器與各類環(huán)境要素間的安全間隔余 度的參數(shù)化表征模型，為飛行器安全包絡(luò)的生成提供理論依據(jù)。 研究?jī)?nèi)容： （ 1）空域環(huán)境要素的關(guān)聯(lián)表征模型研究 揭示空域環(huán)境要素的內(nèi)涵（屬性、空間、方位、等級(jí)等）及其之間的相互作 用關(guān)系，建立飛行器位置、姿態(tài)、速度、抖動(dòng)等參數(shù)與空域環(huán)境要素之間的映射 模型；研究空域環(huán)境要素特征的相關(guān)性，建立空域環(huán)境要素多源多粒度觀測(cè)數(shù)據(jù) 的關(guān)聯(lián)表征模型，探索環(huán)境要素間的相關(guān)度計(jì)算方法。課題 1 是課題 2 的重要基礎(chǔ)，課題 3 是課題 5 實(shí)現(xiàn)飛行器自主 避險(xiǎn)的基礎(chǔ)，課題 4 與課題 5 相互支撐。研究隊(duì)伍由 1 名 “千人計(jì)劃 ”特聘教授、 4 名國(guó)家杰出青年基金獲得者和 4 名教育部長(zhǎng)江學(xué)者 等優(yōu)秀中青年學(xué)術(shù)骨干組成，為項(xiàng)目的開(kāi)展提供了有力的人才 保障。 在具體實(shí)現(xiàn)思路上，本項(xiàng)目按照科學(xué)問(wèn)題解決、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、綜合仿真驗(yàn) 證三個(gè)層次，針對(duì)多源多粒度觀測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)表征與完備認(rèn)知、動(dòng)態(tài)空域安全態(tài) 勢(shì)跨尺度時(shí)空映射、受限空域多飛行器密集飛行的協(xié)同調(diào)控等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，將 項(xiàng)目分解為有機(jī)聯(lián)系、相互支持的六個(gè)課題，開(kāi)展復(fù)雜低空飛行自主避險(xiǎn)理論、 模型和方法的研究，構(gòu)建綜合仿真驗(yàn)證平臺(tái)，解決飛行器安全飛行中的共性基礎(chǔ) 科學(xué)問(wèn)題。 開(kāi)展復(fù)雜低空飛行自主避險(xiǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)研究，符合國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā) 展規(guī)劃，研究成果將結(jié)合中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)等重大專項(xiàng) 的建設(shè)與發(fā)展，提升我國(guó)航空應(yīng)急救援的核心技術(shù)水平，推動(dòng)我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)、通 用航空、公共安全等重大應(yīng)用的發(fā)展。 （ 2）研究方法創(chuàng)新 1) 針對(duì)低空空域環(huán)境的非結(jié)構(gòu)性和多態(tài)性等復(fù)雜性特征，研究多源多粒度 觀測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)表征與完備認(rèn)知機(jī)理，建立符合環(huán)境要素認(rèn)知完備性的 按需認(rèn)知框架。在空域安全態(tài)勢(shì)構(gòu)建理論方面，探索多飛行 器安全包絡(luò)間的耦合機(jī)理，研究大尺度安全態(tài)勢(shì)的生成演化方法。 3）強(qiáng)化產(chǎn)、學(xué)、研、用強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ) 本項(xiàng)目從國(guó)家戰(zhàn)略需求的重大工程中提煉科學(xué)問(wèn)題，通過(guò)整合國(guó)內(nèi)在航空、 信息、控制、交通和地學(xué)等學(xué)科的優(yōu)勢(shì)單位，實(shí)施產(chǎn)、學(xué)、研、用強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，匯 聚形成多學(xué)科交叉、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合開(kāi)展復(fù)雜低空飛行自主避險(xiǎn)的基 礎(chǔ)科學(xué)創(chuàng)新研究，為推動(dòng)我國(guó)飛行自主避險(xiǎn)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步奠定理論基礎(chǔ)。 針對(duì)復(fù)雜低空飛行的自主避險(xiǎn)研究重大需求突出、涉及學(xué)科面廣、社會(huì)效益 顯著等特點(diǎn)，本項(xiàng)目在研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)手段建設(shè)、研究隊(duì)伍組織等方面進(jìn)行 了深入探討，以確保預(yù)期目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。從而構(gòu)建多尺度安 全態(tài)勢(shì)場(chǎng)的可信生成理論與方法。與直接借鑒多源數(shù)據(jù)融合已有 的成果不同，本項(xiàng)目將圍繞復(fù)雜低空環(huán)境要素認(rèn)知的完備性目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 與信息加工融合的按需認(rèn)知方式：一方面，考慮到應(yīng)急反應(yīng)的及時(shí)性要求，探索 基于關(guān)鍵特征相關(guān)性的多源、多粒度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)表征模型，支持?jǐn)?shù)據(jù)及特征的快速 按需優(yōu)選；另一方面，兼顧及時(shí)性與準(zhǔn)確性要求，建立結(jié)構(gòu)認(rèn)知與統(tǒng)計(jì)認(rèn)知于一 體的層次化信息加工模型，支持在較高層次快速完成信息加工處理。 三、研究方案 1. 學(xué)術(shù)思路 本項(xiàng)目針對(duì)復(fù)雜低空飛行自主避險(xiǎn)中的環(huán)境要素認(rèn)知完備性、安全態(tài)勢(shì)構(gòu)建 可信性、飛行器自主避險(xiǎn)協(xié)同性的三大關(guān)鍵性挑戰(zhàn)，圍繞多源多粒度觀測(cè)數(shù)據(jù)的 關(guān)聯(lián)表征與完備認(rèn)知、動(dòng)態(tài)空域安全態(tài)勢(shì)跨尺度時(shí)空映射、受限空域多飛行器密 集飛行的協(xié)同調(diào)控等三大基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，采取聯(lián)合航空宇航科學(xué)、信息科學(xué)、控 制科學(xué)、交通科學(xué)和地球科學(xué)等多學(xué)科交叉融合的研究思路，面向航空應(yīng)急救援 的重大應(yīng)用，從科學(xué)問(wèn)題研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、綜合仿真驗(yàn)證三個(gè)層次著手開(kāi)展 研究工作，并取得原創(chuàng)性成果。 （ 2）建立面向多威脅目標(biāo)的飛行器安全包絡(luò)模型，揭示安全包絡(luò)間的演化 機(jī)理及耦合機(jī)理，建立動(dòng)態(tài)空域安全態(tài)勢(shì)跨尺度的時(shí)空映射關(guān)系模型，提出多尺 度安全態(tài)勢(shì)場(chǎng)的生成演化理論及可信度估計(jì)方法。 在復(fù)雜低空飛行自主避險(xiǎn)的多源多粒度觀測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)表征與完備認(rèn)知、動(dòng) 態(tài)空域安全態(tài)勢(shì)跨尺度時(shí)空映射、受限空域多飛行器密集飛行的協(xié)同調(diào)控等方面 取得原創(chuàng)性成果，使我國(guó)復(fù)雜低空飛行自主避險(xiǎn)研究達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。研究事故現(xiàn)象和事故鏈的過(guò)程慣性及其數(shù)值模式，建立事故現(xiàn) 象的遙感理論與方法。 （ 2）事故全過(guò)程的能量傳遞與事故鏈機(jī)理（能量） 以能量為災(zāi)害形式，研究基于典型事故物質(zhì)的能量傳遞和能量系統(tǒng)變化模 式，揭示主要事故現(xiàn)象和事故鏈的形成機(jī)理及其控制模式。 因此，本研究計(jì)劃基于 “物質(zhì) —能量 —信息 ”對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品事故進(jìn)行系統(tǒng)研究。 本項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容 現(xiàn)代科學(xué)研究普遍認(rèn)為：物質(zhì)、能量、信息是構(gòu)成客觀世界的三大要素，系 統(tǒng)論也認(rèn)為物質(zhì)、能量和信息是構(gòu)成系統(tǒng)的基本要素。研究超量 和觸發(fā)因素導(dǎo)致危險(xiǎn)化學(xué)品事故的充分條件，提取和凝練事故物質(zhì)在危險(xiǎn)化學(xué)品 事故全過(guò)程中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。 （ 3）建立描述事故物質(zhì)在大氣中的 成分、濃度和時(shí)空分布等的模式耦合 方法及其減災(zāi)規(guī)律 （ 4）解決復(fù)雜場(chǎng)景下事故物質(zhì)接觸 式和非接觸式監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù) （ 5）建立事故源確定的自動(dòng)化、智 能化模式系統(tǒng) 第 五 年 （ 1）研究適用于危險(xiǎn)化學(xué)品變化過(guò) 程的全方位、高精度的實(shí)時(shí)綜合評(píng)價(jià) 體系。研究以 “物質(zhì) —能量 —信息 ”為科學(xué)主線，以事故物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化為核心， 建立事故致因理論作為項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)理論。 第四年：發(fā)表 SCI/SSCI 論文 32 篇，申請(qǐng)發(fā)明專利 4 項(xiàng)，獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng) 2 項(xiàng)，新增國(guó)家級(jí)人才 2 名。 考核指標(biāo)： 經(jīng)過(guò)各課題團(tuán)隊(duì)嚴(yán)肅討論、協(xié)商，確認(rèn)考核指標(biāo)如下： （ 1）實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目總體目標(biāo)、關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題、五年預(yù)期目標(biāo)；力爭(zhēng)取得科學(xué)挑 戰(zhàn)的重大突破?？傮w 目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題形成了項(xiàng)目的雙驅(qū)動(dòng)研究導(dǎo)向。 ③ 揭示基于事故物質(zhì)的能量系統(tǒng)變化模式，建立事 故現(xiàn)象和事故鏈遙測(cè)預(yù)警理論與方法。 項(xiàng)目名稱： 危險(xiǎn)化學(xué)品事故全過(guò)程遙測(cè)預(yù)警的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究 首席科學(xué)家： 鄭小平 北京化工大學(xué) 起止年限： 至 依托部門： 教育部 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局總體目標(biāo) 關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 五年預(yù)期目標(biāo) 建立危險(xiǎn)化 學(xué)品事故全 過(guò)程遙測(cè)預(yù) 警的大系統(tǒng) 方案 ① 事故物質(zhì)在危 險(xiǎn)化學(xué)品事故全 過(guò)程中的遷移轉(zhuǎn) 化規(guī)律。 ② 揭示事故物質(zhì)在危險(xiǎn)化學(xué)品事故全過(guò)程中的遷 移轉(zhuǎn)化規(guī)律，建立事故物質(zhì)的遙測(cè)理論與方法。總 體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)基于兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的解決： “事故物質(zhì)在危險(xiǎn)化學(xué)品事故全過(guò) 程中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 ”和 “事故物質(zhì)在不同空間尺度的遙測(cè)理論與方法 ”。應(yīng)用范圍包括：國(guó)務(wù)院應(yīng)急辦、各地方應(yīng)急救援中心、 西氣東輸?shù)戎卮蠊こ?、化工園區(qū)、化工企業(yè)、防化單位等；也可用于國(guó)防和軍事 對(duì)抗中的定點(diǎn)探測(cè)。 第三年：發(fā)表 SCI/SSCI 論文 32 篇，申請(qǐng)發(fā)明專利 2 項(xiàng)，獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng) 2 項(xiàng)，新增國(guó)家級(jí)人才 1 名。以致災(zāi)過(guò)程、 災(zāi)變過(guò)程、減災(zāi)過(guò)程為事故全過(guò)程，以約束空間、半約束空間、開(kāi)放空間為事故 場(chǎng)景。 （ 2）典型事故物質(zhì)致災(zāi)機(jī)理及其能 量傳遞研究 （ 3）典型事故物質(zhì)在半約束空間遷 移轉(zhuǎn)化的數(shù)值模式研究 （ 4）典型事故物質(zhì)的接觸式和非接 觸式譜圖研究 （ 1）建立危險(xiǎn)化學(xué)品事故致因的臨 界條件及其數(shù)值模式 （ 2）揭示典型事故能量傳遞規(guī)律及 其數(shù)值模式 （ 3）建立典型事故物質(zhì)在半約束空 間傳輸特征及其數(shù)值系統(tǒng) （ 4）建立典型事故物質(zhì)的質(zhì)譜和紅 外譜圖 第 三 年 （ 1）研究系統(tǒng)熵與危險(xiǎn)化學(xué)品事故 致因之間的關(guān)系 （ 2）典型事故現(xiàn)象的模擬與實(shí)驗(yàn)研 究 （ 1）建立系統(tǒng)熵與信息隱參數(shù)之間 的高維映射模型 （ 2）建立泄漏、火災(zāi)和爆炸事故物 質(zhì)擴(kuò)散和能量傳遞轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)值 四、年度計(jì)劃 年 度 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) （ 3）事故物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的模式驗(yàn)證 研究 （ 4）研究人群緊急疏散行為在事故 物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化下的行為演化規(guī)律 （ 5）典型事故物質(zhì)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)研 究 模式 （ 3）建立事故物質(zhì)遷移過(guò)程耦合模 式和減災(zāi)機(jī)理 （ 4）建立緊急疏散的人群動(dòng)力學(xué)演 化模型 （ 5）建立典型事故物質(zhì)實(shí)時(shí)在線監(jiān) 測(cè)方法與關(guān)鍵技術(shù) 第 四 年 （ 1）基于實(shí)證，研究動(dòng)態(tài)本體下的 危險(xiǎn)化學(xué)品事故的模態(tài) （ 2）危險(xiǎn)化學(xué)品事故鏈演變及斷鏈 控制機(jī)理研究 （ 3）事故物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的化學(xué)物理 過(guò)程模式模擬研究 （ 4）復(fù)雜場(chǎng)景下事故物質(zhì)監(jiān)測(cè)的環(huán) 境適應(yīng)性研究 （ 5）化工過(guò)程事故中的事故物質(zhì)多 手段監(jiān)測(cè)試驗(yàn) （ 1）建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)度與設(shè)備模態(tài)的 映射關(guān)系 （ 2）揭示約束、半約束空間內(nèi)化學(xué) 品泄漏、火災(zāi)、爆炸事故中有害物質(zhì) 擴(kuò)散與能量傳遞轉(zhuǎn)化的規(guī)律。 本項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 （ 1）事故物質(zhì)在危險(xiǎn)化學(xué)品事故全過(guò)程中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 研究事故物質(zhì)在致災(zāi)、災(zāi)變、減災(zāi)中的化學(xué)過(guò)程、物理過(guò)程及其能量系統(tǒng)變 化過(guò)程，探索其過(guò)程慣性和過(guò)程機(jī)理，建立其數(shù)值模式和規(guī)律性認(rèn)識(shí)。 基于微波圖譜和遙測(cè)理論，探索微波譜與分子結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，挑戰(zhàn)事故物 質(zhì)的微波直接探測(cè)理論、方法與關(guān)鍵技術(shù)。