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項(xiàng)目一：中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)的

安全傳輸和能效優(yōu)化研究

2022年5月23日，由我校和汕頭大學(xué)合作完成的項(xiàng)目“中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)的安全傳輸和能效優(yōu)化研究”獲得2021年廣西科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)自然科學(xué)類三等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目針對(duì)中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)的高能效物理層安全傳輸、蜂窩網(wǎng)全雙工中繼通信能效和中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)能效進(jìn)行了研究，建立了新的中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)物理層安全傳輸和蜂窩網(wǎng)中繼輔助通信模型，發(fā)現(xiàn)了新的物理層安全中斷概率的分集階數(shù)變化規(guī)律、頻譜效率和能效平衡規(guī)律。

中繼協(xié)作通信能夠提高蜂窩網(wǎng)的信息傳輸速率、擴(kuò)展覆蓋范圍、提高可靠性，但是增加能耗，同時(shí)由于中繼轉(zhuǎn)發(fā)，信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)增大。蜂窩網(wǎng)中移動(dòng)用戶和中繼的功率資源都有限，因此在滿足頻譜效率和安全性等性能要求同時(shí)提高能效是中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金等立項(xiàng)支持下，歷時(shí)7年多，解決中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)中安全傳輸復(fù)雜度高以及中繼協(xié)作通信增加能耗的問題，揭示了中繼輔助蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物理層安全傳輸機(jī)理以及頻譜效率和能效平衡關(guān)系。8篇代表性論文發(fā)表在IEEE Transactions on Wireless Communications等國際知名SCI期刊，其中2篇發(fā)表在電信領(lǐng)域Top期刊、6篇發(fā)表在SCI二區(qū)期刊。Web of Science總他引142次，其中SCI總他引115次、單篇最高SCI他引46次。

團(tuán)隊(duì)帶頭人陳宏濱是我校信息與通信學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，一直從事無線通信與網(wǎng)絡(luò)研究，目前的研究方向是6G通信、物聯(lián)網(wǎng)，在國外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表/錄用論文100來篇。2019年3月、2022年5月獲廣西科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)自然科學(xué)類三等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目二：巖溶區(qū)路基振動(dòng)失穩(wěn)塌陷

綜合處置技術(shù)及應(yīng)用

2022年5月23日，由我校和廣西交科集團(tuán)有限公司、中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司共同合作的項(xiàng)目“巖溶區(qū)路基振動(dòng)失穩(wěn)塌陷綜合處置技術(shù)及應(yīng)用”獲得廣西科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。該成果革新了傳統(tǒng)巖溶區(qū)塌陷治理技術(shù)及巖溶路基智能檢測技術(shù)，建立了巖溶區(qū)無填充物大型溶洞樁基護(hù)筒施工方法，研發(fā)的淺層巖溶路基塌陷治理隔振土工合成材料以及柔性跨越技術(shù)、有機(jī)骨架材料及漸進(jìn)式充填治理技術(shù)經(jīng)鑒定處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，項(xiàng)目提出并建立一套有效的處置方法和技術(shù)推動(dòng)了我區(qū)巖溶環(huán)境治理技術(shù)水平邁上新的臺(tái)階。

該項(xiàng)目采用巖溶路基足比例尺模型創(chuàng)建了可考慮多因素影響和可測多個(gè)振動(dòng)響應(yīng)物理量的振動(dòng)加載與響應(yīng)測量試驗(yàn)系統(tǒng)，解決了當(dāng)前試驗(yàn)方法可控性差、不利于開展系統(tǒng)研究的難題；探索獲得長期交通荷載作用下巖溶路基的振動(dòng)傳播特性和機(jī)理，揭示了巖溶路基的振動(dòng)傳播規(guī)律；首次提出了巖溶路基振動(dòng)衰減預(yù)測模型并衍生了路基智能檢測技術(shù)，用于路基振動(dòng)響應(yīng)變化規(guī)律預(yù)測，準(zhǔn)確率可達(dá)95%；針對(duì)巖溶區(qū)路基振動(dòng)破壞問題，設(shè)計(jì)了考慮隱伏式溶洞影響的路基振動(dòng)破壞試驗(yàn)，揭示了隱伏式溶洞的振動(dòng)破壞規(guī)律及對(duì)路基振動(dòng)破壞的影響機(jī)理，提出了巖溶路基振動(dòng)破壞判據(jù)，為巖溶區(qū)路基塌陷治理提供理論依據(jù)與技術(shù)參數(shù)；建立了巖溶區(qū)無填充物大型溶洞樁基護(hù)筒施工方法、巖溶區(qū)路面塌陷快速修復(fù)結(jié)構(gòu)及淺埋無壓充水溶洞的填充結(jié)構(gòu)及其施工方法，施工工期可加快50%以上；提出利用土工合成材料加筋墊層加筋、反濾、隔振作用治理巖溶區(qū)路基塌陷的柔性跨越設(shè)計(jì)技術(shù)，揭示了長期交通荷載作用下筋材受力特征、頂壓蠕變特性及其對(duì)巖溶路基穩(wěn)定性的影響規(guī)律。

并由此研發(fā)了隔振土工合成材料，解決了傳統(tǒng)材料在治理巖溶路基塌陷不能消散傳播動(dòng)力波影響的缺陷，隔振效果可提高50%；依據(jù)隱伏式溶洞充填治理中地下水徑流對(duì)材料滲透性能的要求，首次開發(fā)了有機(jī)骨架充填材料，國內(nèi)首創(chuàng)了漸進(jìn)式充填治理技術(shù)，解決了傳統(tǒng)無機(jī)材料滲透性差而破壞地下水徑流以及施工中漿液易流失的難題，充填率較傳統(tǒng)無機(jī)材料提高了50%，成本降低了30%。

項(xiàng)目研究立足廣西，面向西南地區(qū)巖溶環(huán)境治理技術(shù)需求，服務(wù)道路工程建設(shè)及安全運(yùn)營，對(duì)扶貧、鄉(xiāng)村振興、邊遠(yuǎn)地區(qū)的發(fā)展起到重要的支撐作用。項(xiàng)目通過解決傳統(tǒng)技術(shù)在治理巖溶路基塌陷中不能消除地質(zhì)環(huán)境影響的缺陷，革新了傳統(tǒng)巖溶塌陷治理技術(shù)，開發(fā)了新型有機(jī)充填環(huán)保材料，解決了傳統(tǒng)技術(shù)碳排放量過大的技術(shù)難題，綜合處置效率達(dá)95%，施工工期可加快50%以上，碳排放量較傳統(tǒng)技術(shù)減少了60%。研究成果已在巖溶區(qū)隱伏式溶洞路基充填治理工程廣泛應(yīng)用，其有機(jī)骨架充填材料及注漿技術(shù)已逐步應(yīng)用到尾礦庫防滲漏、采空區(qū)塌陷等礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程領(lǐng)域。

課題研究自2016年開始實(shí)施，歷時(shí)5年，在探測方法上突破了高頻信號(hào)回傳效率低的技術(shù)難題，提出了巖溶路基振動(dòng)衰減預(yù)測模型并衍生了路基智能檢測技術(shù)，使路基振動(dòng)響應(yīng)變化規(guī)律預(yù)測準(zhǔn)確率可達(dá)95%；在深層巖溶施工方法方面，提出了巖溶區(qū)無填充物大型溶洞樁基護(hù)筒施工方法、巖溶區(qū)路面塌陷快速修復(fù)結(jié)構(gòu)、淺埋無壓充水溶洞的填充結(jié)構(gòu)及其施工方法，施工工期可加快50%以上。

在淺層巖溶治理技術(shù)方面，突破了傳統(tǒng)材料在治理巖溶路基塌陷不能消散傳播動(dòng)力波影響缺陷的難題，所開發(fā)的隔振土工合成材料及柔性跨越設(shè)計(jì)技術(shù)，使隔振效果可提高50%；在充填材料方面，突破了傳統(tǒng)無機(jī)材料附壁困難、泥而不化的技術(shù)瓶頸，所研發(fā)的有機(jī)骨架充填材及漸進(jìn)式充填治理技術(shù)料，有效解決解決了傳統(tǒng)無機(jī)材料滲透性差而破壞地下水徑流以及施工中漿液易流失的難題。

項(xiàng)目研發(fā)的隱伏式溶洞充填新材料、巖溶路基治理技術(shù)等已在廣西積極推廣和應(yīng)用，近三年已累計(jì)治理巖溶路面塌陷60多處，隱伏式路基溶洞隱患點(diǎn)400余處，累計(jì)新增產(chǎn)值1.69億元，節(jié)約治理費(fèi)用約1.6億元，取得了重大的經(jīng)濟(jì)效益與顯著的社會(huì)效益。該成果為解決國內(nèi)某些巖溶區(qū)富集地道路塌陷的預(yù)防及治理，提出并建立了一套有效的處置方法和技術(shù)，將大力推動(dòng)廣西交通行業(yè)的科技進(jìn)步。

環(huán)境巖土工程團(tuán)隊(duì)帶頭人程峰，博士。主要從事土木工程建造與信息化技術(shù)、環(huán)境巖土工程、地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)等研究工作。近年來完成工程技術(shù)咨詢、工程治理、規(guī)劃編制等項(xiàng)目70余項(xiàng)。獲桂林市杰出青年崗位能手，廣西青年崗位能手，第二屆全國有色金屬優(yōu)秀青年科技者獎(jiǎng)，廣西青年科技獎(jiǎng)等榮譽(yù)稱號(hào)；主持完成的項(xiàng)目成果獲廣西科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，廣西社會(huì)科學(xué)優(yōu)秀成果三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步二等4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)，桂林市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)等。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)其他成員為吳迪副教授、陳愛軍副教授、陳俊樺博士、楊柏博士、楊彥鑫博士、歐傳景博士，團(tuán)隊(duì)成員在項(xiàng)目實(shí)施中分工明確，精心配合，實(shí)現(xiàn)了巖溶塌陷治理技術(shù)及充填新材料研發(fā)新突破。

吳迪副教授主要負(fù)責(zé)土工合成材料加筋墊層加筋、反濾、隔振作用研究，開發(fā)了隔振土工合成材料，設(shè)計(jì)了巖溶區(qū)路基塌陷的柔性跨越技術(shù)，主要解決傳統(tǒng)材料在治理巖溶路基塌陷不能消散傳播動(dòng)力波影響的缺陷。

陳愛軍副教授負(fù)責(zé)巖溶區(qū)路基塌陷治理技術(shù)參數(shù)研究，建立了巖溶區(qū)無填充物大型溶洞樁基護(hù)筒施工方法、巖溶區(qū)路面塌陷快速修復(fù)結(jié)構(gòu)及淺埋無壓充水溶洞的填充結(jié)構(gòu)及其施工方法。

陳俊樺博士、楊柏博士共同負(fù)責(zé)大比例尺模型創(chuàng)建，解決了當(dāng)前巖溶塌陷機(jī)理試驗(yàn)方法可控性差、不利于開展系統(tǒng)研究的難題，提出了巖溶路基振動(dòng)衰減預(yù)測模型并衍生了路基智能檢測技術(shù)。

楊彥鑫博士、歐傳景博士負(fù)責(zé)開發(fā)有機(jī)骨架充填材料，國內(nèi)首創(chuàng)了漸進(jìn)式充填治理技術(shù)，解決了傳統(tǒng)無機(jī)材料滲透性差而破壞地下水徑流以及施工中漿液易流失的難題。

項(xiàng)目研究過程中需結(jié)合工程實(shí)際，模擬真實(shí)的巖溶路基場景，試驗(yàn)場地選在野外工地開展，環(huán)境較為惡劣；另外巖溶塌陷治理及充填屬于地下隱蔽工程，影響因素多，實(shí)施難度大，項(xiàng)目組要通過不斷的模擬巖溶路基振動(dòng)實(shí)際工程場景，才能找到合適的試驗(yàn)方案，因此解決足尺比例的巖溶路基模型是項(xiàng)目組面臨的難題。

項(xiàng)目組依托實(shí)際巖溶治理工程實(shí)際，多次深入工程現(xiàn)場精準(zhǔn)勘測下覆溶洞尺寸，記錄地下水文地質(zhì)變化情況，項(xiàng)目組員主動(dòng)放棄節(jié)假日休息時(shí)間，加班加點(diǎn)，經(jīng)過1年多的現(xiàn)場測繪、工況模擬、理論計(jì)算、設(shè)計(jì)制作，完成了野外足尺比例模型裝置的建設(shè)，為課題順利實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極組織學(xué)生參與課題研究，并及時(shí)將課題研究成果融入日常教學(xué)當(dāng)中，使學(xué)生更好的認(rèn)識(shí)專業(yè)發(fā)展需求，服務(wù)廣西地方需要。幾年來，參與項(xiàng)目研究的本科學(xué)生50余人，參與項(xiàng)目的研究生40余人。學(xué)生依托該項(xiàng)目研究內(nèi)容開展了“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、研究生科研創(chuàng)新等項(xiàng)目的申報(bào)，累計(jì)獲得各類項(xiàng)目20余項(xiàng)。項(xiàng)目組老師在開展課題研究的同時(shí)，改進(jìn)項(xiàng)目融入式教學(xué)方法，極大的提升了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，增強(qiáng)了專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提升科研能力起到了有效的推動(dòng)作用。

素 材 |科研院、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

策 劃 |豐 碩、胡佳媛

編 輯 | 劉積連(麟鴻工作室）

編 審 | 蘇 欣、孫 榕(麟鴻工作室）

校 對(duì) | 歐陽鑫、俸燕珍

審 核 | 豐 碩