航空障碍灯

今年两会上，全国人大代表、上海交通大学党委书记马德秀提交了一份制定《产学研合作促进法》的议案，这是我国首份制定关于产学研立法的建议。《科学时报》记者为此采访了马德秀。　　马德秀说：“从1992年起，国家经贸委、国家科委、国家教委和中国科学院等部门开始组织实施产学研联合开发工程。近年来，产学研合作活动日益活跃，合作模式不断创新，取得了长足进步。但是，从产学研的合作模式到运行机制，从利益分配原则、风险分配机制到知识产权保护，还存在着许多亟待解决的问题。尽管产学研合作的政策法律环境逐步改善，但尚未形成优化和完善的制度环境。”　　马德秀建议，有必要将《产学研合作促进法》的制定列入全国人大常委会立法的重要议程，为建立企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系提供强大的法律保障。　　立法时机成熟　　马德秀说，产学研合作不仅是围绕技术创新而展开的一系列经济行为的总和，也是一系列法律行为的综合，涉及到多种新的法律关系。这些法律关系或单独、依次呈现，或交叉错综呈现，往往不能通过市场行为自发解决，需要通过一系列法律制度的安排，确立必要的准则，规范和约束产学研合作行为，促进和推动产学研合作的健康、可持续发展。　　“当前，我国已具备制定《产学研合作促进法》的条件。”马德秀认为。　　马德秀举例说，我国修订后的《科学技术进步法》第三十条就明确规定：“国家建立以企业为主体，以市场为导向，企业同科学技术研究开发机构、高等学校相结合的技术创新体系，引导和扶持企业技术创新活动，发挥企业在技术创新中的主体作用。”构建和完善促进产学研合作的法律平台已列入新时期大政方针。因此，对于技术转移与科技成果转化最为有效的产学研结合创新进行法律规范十分必要。　　经过多年的探索和实践，我国产学研合作取得了长足进步，呈现出强劲发展势头，这为促进产学研合作立法创造了良好条件。　　立法突破产学研三大障碍　　“产学研结合虽是老话题，但在后危机时代的今天，应赋予更为重要的历史使命和科学内涵。”马德秀认为，制定《产学研合作促进法》就是要从立法上突破产学研的三大障碍。　　障碍一是体制机制。　　当前，我国科技成果转化率不到20%，产业化不到5%，而发达国家技术转移高达40%～50%。我国科技成果转化的最大障碍是体制机制。　　首先是产学研利益保障机制不健全。由于各类创新主体的职责和权益界定不清，对共同投入、成果分享，技术、市场、管理等风险分担的机制不健全，缺乏法律约束，导致产学研结合难以持续。　　其次是政府发挥引导与协调作用不够。产学研结合没有专门的促进政策，信息和中介服务体系不完善。政府在产学研结合的资源配置上缺乏明确导向，特别是在对多项技术集成创新和产业技术创新链的资源配置上，“贴牌”现象较多。　　再次是引导产学研结合的评价激励机制有待完善。长期以来，学术至上“一刀切”的评价标准，造成了业绩考核中轻视企业服务、项目管理中轻视横向科研的“两个不平等” 同时，企业也缺乏合作创新意识，从而制约了产学研结合的积极性。　　马德秀建议，应适时制定我国《产学研合作促进法》，确立必要的准则，以促进产学研结合的健康、可持续发展。　　障碍二是合作模式。　　离子膜是我国氯碱工业和新能源汽车的核心材料，国家曾组织攻关10年都没有获得突破。几十家单位松散地合作，都怕投入过多而吃亏，造成研发工作始终在实验室兜圈子。上海交大教授张永明在学校支持下，与民营企业东岳集团组成强大的产学研联盟，以市场为导向，完成了从实验室研究到工程化技术的重大突破，打破了美国杜邦公司的长期垄断。2005年作为山东省一号工程，迈出了官产学研用的重要一步，现已实现产业化并荣获省科技发明一等奖。　　“令人担忧的是，这样成功的例子还不多。从这个实例中我们深切感受到：产业技术创新投入高、风险大、系统性和复杂性强，要求参与单位之间形成持续稳定的合作关系。而目前‘年度性’和‘单个项目制’的产学研结合难以适应这一要求。”马德秀说。　　马德秀建议，应从三个着力点实现产学研合作模式的突破：一要聚焦产业高端，建立共性关键技术重大平台。紧紧围绕国家重大战略需求，成立官产学研用战略联盟，集中力量加强攻关，实现“抱团创新”，提升行业整体创新水平。　　二要着眼于抢占未来科技创新制高点，瞄准企业明天甚至后天的技术难题，政府给予政策或资金支持，建立企业与高校的联合研发实体。比如，在上海市的积极支持下，上海交大以全新的体制机制，以潜在的市场需求为导向，与国家电网、上海电气、新奥集团、华锐风电等，有效整合人才、技术、资本等创新要素，与闵行区共同成立上海紫竹新兴产业技术研究院。通过加强前瞻性技术研发，引领新能源等新兴产业的发展。　　三要积极扶持中小企业创新。民营科技型中小企业具有很强的市场适应性，且富有创新的激情和活力。国家要加大对科技型中小企业的政策扶持力度，完善银行信贷、担保和服务体系，以确保中小企业能够成为推进产学研合作新的生力军。　　障碍三是人才培养。　　近年来，我国科研人员数量增长较快，2007年全国研发人员达到173.6万人，仅次于美国。但适应科学前沿和产业高端创新要求的高素质人才，尤其是拔尖人才，缺口依然很大。根据国家中长期人才发展规划，到2015年，我国仅在装备制造、信息、生物技术、新材料、新能源、航空航天、海洋、环保等八大领域的急需紧缺人才，就需新增100多万人。　　“创新型科技人才，仅靠高校关起门来培养肯定不行，必须走产学研合作的道路。”马德秀认为，首先应开放办学，在教育发展的体制机制上进一步适应生产力发展、变革的新要求，加大学科链与产业链的对接。　　其次，政府要支持高校在企业建立实习训练基地，让学生在与企业的合作中开阔眼界，在实践中锻炼和提高他们发现问题、凝练问题、解决问题的能力。比如，围绕中央领导高度重视并多次批示的大型锻件技术难题，上海交大在上海电气重工设立了3个院士工作站，经过两年多的产学研合作，不仅解决了大型锻件的有无问题，突破了国外技术封锁，还培养出一批优秀的研究生。

成果名称航空数据总线故障注入系统单位名称北京旋极信息技术股份有限公司联系人王宁联系邮箱wangning@watertek.com成果成熟度□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 &radic 可以量产合作方式□技术转让 □技术入股 □合作开发 &radic 其他成果简介：本项目的需求比较复杂，指标较高，技术实现难度较大，因此采用了多项关键技术，主要如下所示：（1)大规模FPGA 的电路设计及逻辑实现为了实现本项目的各项功能需求和技术指标，尤其是对高速数据的处理，采用大规模FPGA 势在必行。本项目的FPGA选用XILINX公司高端大容量Virtex-6系列的器件。Virtex-6系列的器件是XILINX公司的新一代高端FPGA产品，具有大容量和高速的优点，并且内部的硬核还能实现PCI-E 接口功能。板卡通过FPGA 的PCI-E 接口实现同加固便携计算机的数据通信。（2)200MHz 采样速率的AD 采集和DA 输出的实现鉴于AD采集和DA输出都需要达到200MHz的较高速率，因此系统采用FPGA来实现对ADC 和DAC 进行控制。为了实现高速接口速率，ADC和DAC都选用LVDS接口器件，FPGA的LVDS接口的收发速率都超过500MHz，能够轻松实现200MHz 的速率要求。（3)高速布线技术由于本系统具有高速数字接口（如：PCI-E 接口、DDR3 接口等）和高速模拟量接口（如：ADC、DAC 等），需要较高的PCB 布线技术。为了保证PCB布线的质量，PCB设计采用外包的方式进行。由具有丰富PCB设计经验的专业公司和专业设计人员进行PCB设计，既能保证PCB设计的质量，又能保证开发进度。（4)PCI-E 技术PCI-E 接口是本系统中FPGA 和处理器之间的主要数据传输通道，在实现时需要同时保证高速大容量数据传输和实时地命令传输。在硬件上，在便携计算机上带有PCI-E 接口插槽；功能板设计成PCI-E 板卡结构，功能板上的PCI-E 接口由功能板上的FPGA 自带的硬核模块实现。在软件上，需要考虑PCI-E 接口传输消息的优先级，优先传输具有实时要求的控制命令，从而保证控制命令的快速响应。对于高速大容量数据的传输，需要采用DMA的方式进行处理，尽量降低数据传输过程对处理器的占用，使处理器能够有更多的时间进行其他方面的工作。（5)大容量高速数据存储技术。本项目对数据存储的要求主要有2 个方面：1）高速数据的连续存储；2）大容量数据的存储。针对这2项要求分别进行设计。(1)高速数据的连续存储。在最高采样速率200MHz，12bits 分辨率存储时，每秒钟产生的数据约为300MB。对采样数据进行实时压缩，经过验证，对于1553B 的采样数据一般的压缩率约为3:1~4:1，这里按照压缩率3:1 计算，经过压缩后需要存储的数据约为100MB/s。数据需要通过PCI-E接口传输给便携计算机进行存储。单路PCI-E接口的最大传输速率约为250MB/s，完全能够满足100MB/s 的传输要求。数据传输给便携计算机后，由便携计算机将数据写入存储器中。经过调研，普通机械硬盘的连续写速率50MB/s，不能满足要求。采用SSD 固态硬盘，连续写速率150MB/s，能够满足100MB/s 的连续写速率要求。以采用SSD 固态硬盘容量240GB 进行计算，能够连续存储约40 分钟的数据。(2)大容量数据的存储。为了能够保存更多的数据，除SSD固态硬盘外，系统还要挂接1块大容量机械硬盘，容量为2TB。在系统空闲时，可以将SSD 固态硬盘中存储的数据转移存储到机械硬盘中，使系统能够再次进行高速数据的连续存储。2TB容量的机械硬盘能够存储超过5小时的数据，能够满足存储约2小时数据的要求。航空数据总线故障注入系统主要针对的是4Mb/s速率的1553B总线测试，兼顾标准1Mb/s速率的1553B总线测试。结合市场和用户的需求，此次设计的产品在标准故障注入的基础上进行了较大创新，通过对高速采样数据的压缩和存储，能够实现对录取数据的波形回放等功能，这些功能在性能验证、故障分析和故障诊断等方面能够发挥积极作用。4Mb/s速率的1553B总线是国内部分研究机构提出的标准，目前还没有相关的测试设备。本课题研制的设备填补了我国在4Mb/s速率的1553B总线测试方面的空白，满足了用户的迫切需求，获得了用户好评。应用前景： &ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 从2010年6月设计定型以来，已经累计生产和销售近百套，主要应用于我国航空、航天、国防等行业的科研、生产和测试部门。&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 的主要用户有：中国航天科技集团的多个研究所中国兵器工业集团的多个研究所中国航天科工集团的多个研究院/研究所中航集团的多个研究所的多个研究所中国电子科技集团公司的多个研究院/研究所在&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 的应用过程中，用户对该系统的总体情况进行了肯定，有些用户根据自身的情况对该系统提出了许多改进意见和建议。根据用户的反馈，公司组织人员对系统进行了深入的分析，总结出系统的不足并投入人力加以改进。随着客户群的增加，客户的需求也在增加，当前&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 的测试对象已经从设计初期的5种，增加到了10种。当前&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 不但能够实现对ARINC429、MIL-STD-1553B等传统航空总线的测试，还能实现对UART、隔离IO、CAN总线等通用接口实现测试。2012年，随着公司主要投资项目&ldquo 新一代航空总线产品的研制及产业化项目&rdquo 的启动，针对新一代航空总线的故障注入产品的研发将会启动。2012年，&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 的对象从航空、航天、国防等行业进一步扩展，将会辐射到工业和民用等各个领域，生产和销售超过100套。一、经济效益航空数据总线故障注入系统项目从2009年8月立项进行研发，2010年开始形成研发产品及为客户提供技术支持服务，截止到2011年底累计新增销售收入2007万元，基于此技术其中签订技术性合同近850万元并形成技术收入，此项技术收入按收入额的5%缴营业税，缴7%城建税和3%的教育费附加，新增利润额缴15%的企业所得税，余下的壹千多万元是产品收入缴17%的增值税及其他税种，此项技术、产品主要应用于航空、航天、兵器、船舶等行业的设计、测试、生产部门，用于高可靠性、高稳定性设备的设计评估、调试、检测等环节，使用单位应用此技术、产品提到了劳动生产率，劳动生产率的提到表明在单位时间内产品数增加、单位成本降低；通过应用这项技术使产品质量提高，产品质量提高销售价格提高；两个相同投入的生产者，生产率低的一方，意味着生产成本高，那么产品就不得以较高的价格出售，无法同生产率高的一方竞争，必然被淘汰掉，而生产率高的一方，以较低的价格出售产品依然可以获得利润更具竞争力，此项技术的应用增加了企业的利润，为社会填补了技术空白，提高了社会生产率、提高了产品质量，带动了本企业相关产品的的研发与销售，新增企业的利润，为国家多缴了税金。&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 已经应用到了我国航空、航天等行业的许多科研、生产和测试部门，增强了这些部门的设计验证能力，促进了我国航空、航天事业的进步，具有战略深远的意义。二、社会效益（生态效益、环境效益）&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 主要应用于航空、航天、兵器、船舶等行业的设计、测试、生产部门，用于高可靠性、高稳定性设备的设计评估、调试、检测等环节。在&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 研制成功之前，国内现有的故障注入产品种类很少，已有的产品功能单一，基本上只能实现有限的特定功能。市场现有的德国TechSAT公司的ADS2产品内部集成的FIBO功能，只能模拟信号连接线之间的物理层故障，其工作方式针对信号线。另外一些故障注入产品，只能够实现部分协议层的故障注入功能功能。国内外尚没有1种能够同时实现物理层、电气层和协议层的故障注入设备。国内外现有的故障注入产品，都是针对单一总线的专用产品，不能实现对多总线系统的综合测试。&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 的研制成功，大大提升了故障注入产品的的性能，为我国航空、航天等行业的高可靠性、高稳定性的设计提供了有效的验证手段。&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 的主要点和优势如下：1、同时实现物理层、电气层和协议层的故障注入操作，能够对多台设备进行协同控制；2、实现物理层和电气层任意波形噪声的产生和叠加；3、采用非侵入式故障注入方案，使用时不需要对原有系统进行更改；4、故障注入过程可定量参数，可重复实现；5、支持高级编程方式，通过设计一系列的故障活动，组成故障序列执行，支持自动测试过程；6、支持外部触发方式，通过多类型故障注入设备和通用测试平台协同工作的应用，实现系统级故障注入。当前&ldquo 航空数据总线故障注入系统&rdquo 已经应用到了我国航空、航天等行业的许多科研、生产和测试部门，增强了这些部门的设计验证能力，促进了我国航空、航天事业的进步。三、对本市经济、社会发展的推动作用《北京市&ldquo 十二五&rdquo 时期科技北京发展建设规划》中明确提出了以关键技术突破和标准创制为切入点，积极培育新一代信息技术、生物医药、新能源、节能环保、新能源汽车、新材料、高端装备制造和航空航天等战略性新兴产业，发挥其战略导向性、全局带动性和内源驱动性作用，强力促进发展方式转变和产业结构优化升级。航空数据总线故障注入系统与这一方针密切相关，完全符合北京市发展建设规划支持科技创新与产业发展的范畴。旋极公司2008年营业收入5860万元人民币，上交税金485万元；2009年1.03亿人民币，上交税金768万元；2010年1.82亿人民币，上交税金1159万元；2011年2.99亿人民币，上交税金1979万元。2008年-2011年公司营业收入复合增长率达77.67%，净利润复合增长率达127.08% 。本项目具有自主知识产权，技术国际领先，适用领域从军事到民用，从工业制造到高科技行业。可广泛应用于航空、航天、兵器、船舶等各行业的设计、测试、生产部门，市场前景广阔，产业化条件非常良好。前期的项目起步阶段，核心团队从技术研发人员、销售团队等共有30余人，每年可为社会提供30-50个就业岗位，在拉动就业等方面有着重要的社会意义。综上所述，本项目必将为海淀区经济、社会发展做出贡献。知识产权及项目获奖情况：实用新型专利：数据处理中心专利号：ZL 2013 2 0409762.8实用新型专利：一种总线数据录取系统 专利号：ZL 2013 2 0403846.0北京市科学技术奖叁等奖

一项在第二次世界大战期间帮助飞行员驾驶战斗机的技术创新如今正处于航空公司与美国电话电报公司和威瑞森电信公司因5G问题而发生的争执的核心。5G创新服务是为了加快移动装置的速度。冲突已存在多年，在近期发展到了关键时刻。继航空公司发出警告，称机场附近5G网络的潜在干扰可能导致飞机上一个关键设备失灵并迫使航空公司取消航班以来，美国电话电报公司和威瑞森电信公司同意采取限制措施。即使采取了机场限制措施，仍有一大批国际航空公司取消了飞往美国的航班，尽管其中部分航班已恢复。相关仪器就是无线电测高仪。这种仪器最早于20世纪20年代研发成功，如今仍在飞机上发挥重要作用，帮助飞行员确定飞机的飞行高度以及与其他物体之间的距离。在某些机型中，测高仪读数直接进入无需飞行员输入数据就能运行的自动系统。按照航空专家的描述，美国电话电报公司和威瑞森电信公司使用的5G网络与测高仪使用的系统有相似的频率。曾担任美国交通部负责研究新型技术的副部长戴安娜弗奇戈特-罗思说：“你不会希望搭乘降落时测高仪失灵的飞机。”她还说航空管理者提出有关5G的问题并采取适当的措施确保安全，这是正确之举。但是，电信专家说5G网络对测高仪几乎或完全不构成风险，而且航空业已经有好几年时间为所存在的微乎其微的风险做准备。曾经担任联邦通信委员会主席的汤姆惠勒11月份在写给布鲁金斯学会的一篇文章中写道：“科学定律是非常明确的——很难废除物理定律。”他指出联邦通信委员会的工程师们发现不存在真正令人担心的理由。航空安全专家所忧为何？测高仪的专利归劳埃德埃斯彭席德所有。这是一位多产的发明家，为美国电话电报公司著名的研究机构贝尔实验室工作了40多年。测高仪的工作原理是：发出无线电波，确定飞机相对于地面及其他物体的位置。前波音公司工程师彼得莱梅说，如果测高仪的电波因5G干扰而无法返回，或者无法与附近的电波区分，那么它就可能给出错误的读数，或彻底失灵。莱梅在公司工作了16年，负责依靠测高仪的安全系统的设计工作。比如，失灵的测高仪可能导致飞机的计算机向飞行员发出前方存在虚幻障碍物的警告，或是妨碍系统向飞行员发出真正的威胁警告。国际直升机协会就5G干扰问题召开了网上研讨会。小组成员之一是霍尼韦尔航空航天集团雷达系统工程师塞思弗里克。弗里克说霍尼韦尔航空航天集团为很多飞机生产测高仪，包括它自己制造的军用直升机。霍尼韦尔航空航天集团在公司测试5G干扰时发现了一系列错误，包括测高仪“噪音太大”和不显示读数。弗里克在研讨会上说：“我不清楚是否存在我们能说绝对没有干扰的情况。”一旦视线因故受限，比如大雾，飞行员往往要依靠测高仪。但是，大多数时候飞机降落是不用测高仪的，这也是一些无线通信专家驳斥航空业之忧的原因。此外，无线通信专家说大部分现代测高仪应该具备过滤干扰的能力。关注这个问题的无线通信产业顾问蒂姆法勒说：“我明白为何这是个大问题。但是，我仍然不相信会发现任何干扰。”失灵的测高仪可能导致其他问题吗？航空安全专家最担心的一个问题就是因为干扰而失灵的测高仪可能引发自动系统和飞行员的一系列错误。在波音737Max飞机两起致命事故中，这类失误起了重要作用。法勒说：“由于自动系统对737Max飞机造成的问题，大家会对某些问题更加谨慎——对高度自动化飞机的影响。”一些专家说他们最为担心5G网络对波音787机型的干扰，这是一款体积较大的飞机，一般用于长途国际航班。测高仪是787飞机降落系统的重要仪器，飞机降落时会打开放慢速度的反向推进器。莱梅说，波音有项专利说明这项功能是完全自动化的，意味着如果测高仪失灵，即使飞行员手动降落一架787飞机，也不可能逆转飞机推进器。787飞机的起落架刹车仍然会起作用。但是，莱梅说少了反向推进器会导致飞行员难以在飞机到达跑道尽头前停稳飞机。他说：“完全可能导致某些飞机滑出跑道。”波音公司对此未予置评。联邦航空局发布通知：发现了“反常现象”，“不论天气或方法如何”都可能导致5G网络干扰影响众多787飞机的自动系统。航空局说：“出现C频段5G干扰，可能导致降速性能减弱，增加降落距离和偏出跑道现象。”通知涉及美国137架787飞机和全球1010多架787飞机。为何不早点解决这些问题？美国电话电报公司和威瑞森公司决定暂时限制机场2英里以内安装新的5G网络。这个决定应当能够解决很多这类安全担忧，至少眼下如此。但是，5G网络已经使用多年，这就提出了相关问题：为何航空公司、联邦航空局、无线通信公司和联邦通信委员会没有早点解决这些问题。弗奇戈特-罗思女士说，航空专家之前的警告被忽视了。她说2020年12月，交通部曾致函国家电信和信息局，提醒它注意：允许5G网络在其拟使用频段运行将导致航班安全系统问题。她说那封信根本未送达联邦通信委员会和无线通信公司。相反，联邦通信委员会继续实施一项拍卖计划。2月，运营商将投标800多亿美元，将部分无线频谱用于5G网络。弗奇戈特-罗思女士说：“无线运营商有权期待投资回报。但是，联邦航空局采取强硬立场确保民众安全，你们应当非常满意。”尽管如此，无线通信专家，包括联邦通信委员会的官员，驳斥联邦航空局和航空公司的警告，认为5G干扰不会构成安全风险。现在是什么情况？在乔治华盛顿大学教授交通经济学的弗奇戈特-罗思女士认为，为了全面解决这个问题，各种机型必须经过测试。她说：“不能说比较新的机型就会正常运转，而比较老旧的机型就不行。有些情况下，情况恰恰相反。”联邦航空局说它已为美国62%的商业飞机发放了起降许可。航空产业一直在研究无线测高仪的新标准，解决5G干扰及其他问题。但是，那些标准要到10月份才会公布，而且仅适用新型测高仪。过去一周内，联邦航空局已批准5种兼容5G网络的测高仪型号，但是审批的依据是兼顾测高仪与飞机型号，787机型未获准使用测高仪。前波音公司工程师莱梅说：“最有可能的解决方案就是换掉测高仪。”他还说这可能需要数年时间。升级测高仪可能需要巨额开支。航空公司不想承担这笔费用，无线通信公司也不想承担。前联邦通信委员会主席惠勒在布鲁金斯学会发表的文章中提出了三种可能的经费来源：政府可将出售5G频道给无线通信公司所得的820亿美元收入中的一部分作为开支；无线通信产业可能被迫支付额外费用才能使用那些频道；或者，航空业被迫承担升级费用，因为它早就知道5G正在来临。一种比较直接的办法就是将美国电话电报公司和威瑞森公司对机场附近5G网络的暂时限制变成永久性限制。或者，这些公司可以减弱机场附近的5G信号强度，或是改变天线方向，限制或消除它们对飞机的影响。这些办法都可能降低5G网在那些地区的使用程度，居住在某些机场缓冲区的人可能无法使用5G网络。任何方案都必须经由航空公司和联邦航空局（作为一方）与无线通信公司和联邦通信委员会（作为另一方）谈判达成。但是，相关人士认为双方阵营对这个问题的看法不同，因此可能难以达成协议。