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中心概况

​上海宽带技术及应用工程研究中心(以下简称“中心”)是上海市人民政府为落实部市合作、实施“科教兴市”战略,于2010年9月成为独立事业法人。是我国信息网络领域的最高工程技术研究机构之一“国家宽带网络与应用工程技术研究中心”、2020年首批上海市技术创新中心“上海市宽带网络与虚拟孪生技术中心”的实体运营单位。中心主要开展下一代互联网架构、5G/6G融合网络、星地融合组网、网络安全、新型网络架构等理论研究,重点突破智能感知、数字孪生城市建模、数据管理和仿真算法、虚拟引擎等共性关键技术在制造、城市、生命、网络等重点应用领域的应用推广。中心科研实力雄厚,承担了国家及省部级科研项目54项,其中承担国家863计划17项、973计划1项,科技支撑计划7项,国家重大专项2项,重点研发计划6项。累计申请国家发明专利163项,获得授权专利72项,发表学术论文74篇,申请软件著作权47项,牵头、参与国际、国家及行业标准50余项。

 

一、功能定位与总体目标

中心坚定不移地秉承“科研出产品、试验出标准、示范促产业”的宗旨与功能定位,紧跟我国“网络强国”、“数字中国”国家发展战略。面向数字经济产业重大需求,聚焦宽带网络与虚拟孪生未来技术,围绕新一代信息技术领域的平台关键技术和产业赋能核心技术,加速推动产业发展迈向价值链中高端。

中心以体系架构理论研究为支撑基础,以“下一代网络与业务国家试验床”、“大数据试验场”与“拟态安全试验场”等为主要载体,统筹凝聚全国宽带网络与数字孪生产业创新资源,打通技术供给侧和应用需求侧,加快推动从基础支撑研究到关键核心技术攻关,重点解决卡脖子问题,实现共性关键技术的突破;从科研技术成果转化到自主核心产业化落地,开展产学研协同创新, 以跨学科应用、基础研究、工程研发、技术推广相结合的人才队伍模式;推动虚拟孪生技术在重点应用领域的产业推广,加速信息通信等产业的创新技术应用和能级提升,强化国家战略科技力量,打造世界一流宽带网络与虚拟孪生科技创新平台和产业发展生态。

 

二、研究方向

聚焦宽带网络与虚拟孪生关键技术,布局智能感控、多模态网络、孪生城市建模、孪生城市数据管理和仿真算法、虚拟引擎核心技术,推进在虚拟孪生网络与数字孪生城市、智慧医疗、文化溯源等各领域的试验,形成一个技术集成的循环。技术开放服务方面,针对我国节能减排和低碳环保的战略要求,研究ICT领域能效测量评估技术与相关国内外标准制定,构建国内最完整的ICT能效第三方实验室,开展信息技术领域的技术开放服务。

 

三、已有成果

自国家工程中心获批以来围绕国家信息技术产业和未来网络发展的重大需求及战略,构建了以“下一网络与业务国家试验床”为核心平台的ICT集成试验示范能力,服务于新一代信息网络迭代发展的国家战略和产业需求。

(一)宽带网络领域成果

2015年,中心以国家863重大专项《软件定义网络(SDN)关键技术研发与示范》、《上海科委重点专项“基于SDN的高效能数据中心规模试验与应用》为抓手,构建了SDN业务示范网,面向企业网、数据中心IDC、校园网、电信网、广电网共5类用户应用环境,开展软件定义网络等新型网络技术的规模试验和验证。提出了DCFabric软件定义网络创新架构,建立了国内首个SDN开源社区,发布了我国第一款基于SDN的开源控制器DCFabric高效软件定义网络控制器。推动了SDN网络创新架构在银联、电信数据中心、云计算及物联网等领域的产业应用,产生经济效益超20亿元,通过基于开放架构的高可靠软件定义网络的研发,大幅度地改善了运营商、科研机构、大型数据中心托管和云服务提供商对于现有网络的需求,推动数据中心、云计算、物联网等新兴业务的繁荣。

2017年,中心服务国家网络空间安全战略,以国家重点研发计划《网络空间先进防御试验场》为抓手,构建了面向全球开放的拟态架构新型防御技术试验场,对拟态防御原理、技术、方法进行更为全面系统的验证,促进拟态防御理论体系的完善和深化;为拟态防御技术、设备提供测试认证,形成拟态防御技术、设备的系列化指标体系、测试规范和国家标准,集成试验了20种自主可控的拟态防御设备,开展了IDC、国家互联网应急中心、银行、电网等典型场景行业应用;支撑基于拟态环境的网络攻防演练、人员培训和能力评价,同时也为其他新型防御技术提供高安全性的实网试验验证环境。着眼我国关键信息基础设施安全保障体系建设需求,拟态试验场核心设备与基础设施的研究开发,可加速推进了我国网络创新防御技术的研究、产品孵化和产业发展,为国家关键信息基础设施的安全性评估提供试验验证环境,改变我国网络空间安全风险评估能力严重落后于世界先进水平的局面,促进我国走出了自主可控的内生安全新路线,带动我国网络防御能力的整体跃升,实现了国家空间安全能力的颠覆性创新与产业升级。

2020年,中心参与国家重点研发计划《面向自主原创性芯片的家庭网络综合测试验证平台》项目,联合北京大学、江苏有线、中国联通等单位开展家庭网络自主核心芯片综合验证平台的研究及规模试验示范,为我国自主核心芯片的发展提供从关键技术验证、原型设备测试到产业化部署应用等多方面的环境与技术支撑,从而实现我国在自主核心芯片领域技术体系的快速突破与成熟,充分带动了现有家庭网络相关技术产业链、生态链的发展。

(二)孪生城市领域成果

2015年,中心与住建部共同承担国家科技支撑计划《智慧城市综合管理技术集成与应用示范》,提出了物联网无线自组织组网技术、第三方服务对接技术,研制了可集成多种服务的智慧社区物联网智能终端和智慧社区第三方服务集成应用系统平台。智能终端具有触控交互、视频文本播放、信息查询、缴费交易、自助健康检测、养老服务等功能。系统平台研究集成多种第三方服务的B2C直销和快捷服务的支持技术,包括社区信息发布、周边餐饮、生活服务、医疗服务、养老服务等多种第三方服务。利用互联网,实现社区与远程第三方专业服务平台对接的相关技术,以自助服务的方式为社区人群提供公共事业服务、医疗社保查询、日常生活的互联网商业服务等, 为社区老年人、残疾人、病患人群提供居家养老、医疗保健等领域的信息化服务支持。

2017年中心承接上海临港专项《基于BIM+GIS城市大数据的智慧临港辅助决策平台》,建设城市级BIM+GIS大数据平台,形成了一个地理和建筑无缝融合的基础平台,感知城市人口热力图、实时交通车流、停车库状态、居民三表合一(入住率/空置率)、公交运行情况/视频实时监控等城市运行脉搏,实现多源大数据时空维度的统一平台集成,形成城市各类数据的统一标定、存储、管理、分析平台。目前已在上海临港建成国内首个区级BIM+GIS虚拟城市,获得2019年巴塞罗那智慧城市城市精细化管理奖。

2019年承办以“城市大脑 数字赋能”为主题的第一届中国(上海)城市大脑技术国际研讨会,联合阿里云打智慧城市“城市大脑”样板。以人工智能赋能城市精细管理为核心,通过城市大脑的开发建设,借助科技、智慧的力量来实现全域感知、主动发现、智能处置、高效运行的智慧化城市管理新模式。构建了“1+3+6”的城市运行框架:通过无人机、卫星遥感构建天眼,街面摄像头构建地眼,通过传感器构建城市感知神经元,实现城市管理事件的主动发现;基于城市能力平台实现数据和基础能力的共享,面向上层各政府业务应用进行开放;建立了以社区事件处置管理流程和经验为基础的权责知识库,通过深度学习对业务流程进行画像,实现智能派单和闭环处置全流程管理。通过人工智能赋能城市精细化管理,缩短问题发现和处理的时间,大幅度提升城市管理效率,形成精确高效的城市运行模式。

(三)智能制造领域成果

2019年,中心联合上海飞机制造有限公司、联通(上海)、西安交通大学、无锡雪浪数制科技共同承担国家重点专项《基于5G网络环境的民用飞机制造智能工厂的先进物流关键技术研究》项目,解决复杂离散制造智能工厂人机物5G协同物流管控机制的问题。根据民用飞机制造物流的数据泛在感知、配送柔性协同和资源高效配置三大需求,按照“ 5G 组网-数据感知与融合-决策规划-动态调度-协同控制-应用验证”的技术路线,攻克制造行业孪生物流难题,以实现制造业物流效率、物料周转的提高、物流成本的降低。

2020年与青岛港联合申请国家重点研发计划《基于信息物理系统的超大型综合港口泛在感知与预测技术》展开孪生港口研究。同时,中心与中建八局开展孪生工地、与金龙客车/广汽等开展网联汽车仿真等方向的虚拟孪生技术探索。

(四)智慧医疗领域成果

2016年,中心与瑞金医院、华山医院、东软开展肺孪生研究。与华山医院、东软医疗共同联合承担上海科委科研项目《基于多用户共享场景的沉浸式虚拟现实医疗影像协同平台》,构建多用户共享的肺VR引擎、沉浸式多人协同系统,开展面向医学诊疗场景的VR人机接口的开发,实现姿态感应、手势分析、手柄动作三位一体的人机交互接口,并面向医学诊疗场景定义各种医学专业操作。结合东软现有的PACS系统,开发VR+医疗影像云,实现医疗影像云的VR外设接入访问,并面向华山医院PET中心的PET-CT诊疗场景、国家呼吸系统疾病临床医学研究中心肺癌分期教学程序应用项目的应用示范。

2016年,中心与东方医院、浦东医管中心共同参与上海科委项目《面向阿尔兹海默病的社区可穿戴实时监测网络建立与应用研究》,展面向阿尔茨海默病社区可穿戴实时监测系统的研制,通过采集社区老年人体征状态、疾病信息、认知和心里评价、诱导干细胞组织取材等相关数据,构建面向精准医疗的T级大数据分析后台。面向浦东新区街道和社区医院的13000位老年人展开示范应用,建立了AD建设精准医疗数据库,探索提出了面向阿尔茨海默病的有效预防、诊断治疗及康复方案。

2017年,与上海申康医院发展中心合作,共同完成医疗影像备份云的建设。建设的医联影像高速交换存储网络已开通上海38家医院三甲医院,共40条线路,线路接入带宽达千兆,万兆接入大数据试验场机房,实现影像数据的备份和基于大数据试验场的影像数据开展挖掘与研究。研发了医学影像信息共享与渐显传输系统,支持NFS、HDFS、CIFS、FTP、NRU、DPSS等多种存储接口以及多种不同类型数据的存储;支持百亿级别小文件存储,小文件创建速度不小于2万/秒。

2017年,与中山医院、复旦大学共同承担上海市科委《基于核医学影像大数据时空演化特征知识挖掘的计算机辅助诊断系统》项目开展针对AI读片、辅助诊断技术的研究,构建PET/CT融合的肝影像孪生,并与瑞金医院PET中心开展示范应用。同时与华山开展脑孪生研究,共同参与上海科委项目《基于PET脑影像与临床量表融合智能分析的抑郁症与焦虑症辅助诊断系统研发及临床应用》、《基于多模式医学影像智能判读的神经系统疾病辅助诊断系统研发及临床应用》的研究。

2019年,与肿瘤医院开展病理AI等人体器官孪生技术的探索、与瑞金/六院合作,构建MRI/CT的骨三维孪生、与肿瘤医院合作,构建数字切片的WSI特征孪生

2020年,联合上海市食品药品监督管理局认证评审中心、上海联影智能医疗科技有限公司、上海鹏冠生物医药科技有限公司、什维新智医疗科技(上海)有限公司、上海新程医学科技有限公司共同开展《辅助决策医疗器械软件临床评价系统》研究。面向当前医疗器械软件认证周期长制约产业发展的问题,构建临床研究可溯源评价流程,研制辅助决策医疗器械临床评价系统,形成临床研究操作规范和基于临床研究的有效性评价指引,开展辅助决策类医疗器械软件产品的快速临床评价试验。通过推进审评和监管标准与规范的创新,提高医疗器械的审评效能,可将行业内软件类产品的研发周期加速1-2倍,惠及上海乃至长三角数十亿规模的医疗产业,促进医疗科技成果快速转化。

 

上级主管单位

上海市科学技术委员会    http://www.stcsm.gov.cn
浦东新区科学技术委员会 http://www.techpudong.gov.cn