2019 年度項目申報指南建議

附件5“物聯(lián)網與智慧城市關鍵技術及示范”重點專項

2019年度項目申報指南建議

（征求意見稿）國家重點研發(fā)計劃“物聯(lián)網與智慧城市關鍵技術及示范”重點專項的總體目標是：圍繞網絡強國戰(zhàn)略與社會經濟轉型需求，重點突破智慧城市“感-聯(lián)-知-用-融”的基礎理論與關鍵技術，基于自主可控技術和產品構建物聯(lián)網與智慧城市一體化服務系統(tǒng)，在京津冀、珠三角、長江經濟帶、一帶一路等典型城市（群）開展集成創(chuàng)新與融合服務的示范應用，支撐具有中國城市特色的國家新型智慧城市分級分類示范建設，提升城市治理能力和公共服務水平，推動我國成為智慧城市技術創(chuàng)新與產業(yè)應用的全球引領者。推動物聯(lián)網與智慧城市規(guī)?；l(fā)展和“三融五跨”共享，形成完善產業(yè)生態(tài)鏈，使我國物聯(lián)網與智慧城市技術研究、標準規(guī)范與產業(yè)應用達到國際領先水平。2019年，專項將以推動智慧城市集成應用示范創(chuàng)新、形成核心共性關鍵技術解決方案為主要目標，按照“特大城市”、“城市群”、“中小城市”、“國家新區(qū)”等四類不同智慧城市重大需求，啟動若干應用示范任務，開展具有示范效應和輻射作用的集成創(chuàng)新應用示范；另按照智慧城市“感-聯(lián)-知-用-融”的共性關鍵技術體系，啟動若干共性關鍵技術與平臺任務，支撐應用示范城市的集成創(chuàng)新。各研究任務要求以項目為單元整體組織申報，項目須覆蓋所申報指南方向二級標題（例如：1.1）下的所有研究內容并實現(xiàn)對應的研究目標。1.面向不同類型城市的重大場景應用示范?特大城市創(chuàng)新應用示范智慧城市物聯(lián)泛在接入網關及平臺應用示范（應用示范類）研究內容：面向智慧城市精細化綜合管理中眾多設施物聯(lián)化接入需求，研究可支持長距離、短距離，有線、無線等多種通信制式的極低功耗深度覆蓋海量接入技術，包括支持超大容量、超遠距離、超低深度、超高網絡互聯(lián)能力的控制算法、上下文感知、網絡協(xié)同、移動性管理機制、業(yè)務適配與合成、高效資源調度等關鍵技術；研制具有多元、多維、多參自感知、自適應、自加載的高靈敏度接入模組和極低功耗動態(tài)全網通接入網關；研究城市惡劣環(huán)境設備能量供給技術、設備成本降低方法、制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入與匯集標準，開發(fā)可支持批量生產的工藝裝置；建立物聯(lián)網前置、邊緣分級計算決策體系，搭建可支持智慧城市精細化管理的物聯(lián)網接入平臺并建立示范應用?？己酥笜耍貉兄埔惶拙邆渥灾鳙@能的可靈活部署、可支撐深度覆蓋、具邊緣計算能力的綜合接入網關，接入能力5公里半徑內接入數(shù)量＞1萬，支持＞4種網絡通訊制式，其中至少1種集感知、傳輸、處理于一體的自主SoC廣域通信協(xié)議，傳輸延遲小于1秒，靜態(tài)功耗不大于1uW,發(fā)射功耗不大于10mW,建立物聯(lián)網前置、邊緣分級計算決策體系平臺，在城市精細化管理中的市政設施、城管設施、交通設施、寄遞安全、智慧社區(qū)等不少于5場景示范應用。智慧城市網絡信息安全綜合免疫關鍵技術與應用示范（應用示范類）研究內容：聚焦智慧城市萬物互聯(lián)復雜環(huán)境中的現(xiàn)有物聯(lián)網應用系統(tǒng)和未來物聯(lián)網應用系統(tǒng)的網絡安全保障兩個層面，開展多傳感器的城市公共安全監(jiān)測、多源異構數(shù)據(jù)的安全交換與共享及綜合防控等關鍵技術研究，重點突破以威脅感知、異常檢測、風險評估和態(tài)勢分析為特征的物聯(lián)網運行環(huán)境安全防御，并通過建設城市網絡安全綜合防控平臺，建設智慧城市網絡信息安全免疫系統(tǒng)與智慧城市網絡信息安全運營中心的基礎設施，提高城市的整體網絡安全，實現(xiàn)智慧城市建設從不安全向高安全的平穩(wěn)過渡，并推動智慧城市網絡安全標準化工作以及應用示范?？己酥笜耍航⑽锫?lián)網安全感知關鍵技術仿真驗證平臺、基于物聯(lián)網智能感知的城市典型風險源綜合監(jiān)測系統(tǒng)等，搭建智慧城市網絡安全綜合防控平臺，提供區(qū)塊鏈結合PKI的密鑰基礎設施解決方案，可支持城市基礎設施網絡系統(tǒng)威脅感知、異常檢測、風險評估和態(tài)勢分析等能力，可實現(xiàn)對重要信息系統(tǒng)的威脅預警、事件通報和應急處置服務等綜合防控，城市系統(tǒng)人群身份連接能力1000萬，未知攻擊威脅檢測能力95%,城市數(shù)據(jù)處理能力40PB,網絡安全風險預警能力30秒，在特大城市范圍開展跨行業(yè)、跨領域、跨系統(tǒng)的大規(guī)模應用示范。?城市群創(chuàng)新應用示范國家中心城市數(shù)據(jù)管控與知識萃取技術和系統(tǒng)應用（應用示范類）研究內容：面向國家中心城市運行管理的高動態(tài)、多模式大場景等典型應用，突破智慧城市核心概念建模與模型演化、智慧城市知識庫構建、知識可信度評估和多粒度模式涌現(xiàn)等技術瓶頸，突破對社會感知數(shù)據(jù)等新型數(shù)據(jù)來源的知識萃取技術，建立隨城市發(fā)展而動態(tài)演化的智慧城市知識模型與知識分析推理系統(tǒng)。研究國家中心城市多源異構數(shù)據(jù)語義協(xié)同與數(shù)據(jù)深度挖掘的智慧城市知識庫構建，以及模型擴展與跨領域知識協(xié)同的智慧城市高層核心本體建模、知識聚集等共性技術；研究城市跨域資源系統(tǒng)協(xié)同與動態(tài)多視圖認知技術和系統(tǒng)；研究面向社會感知大數(shù)據(jù)的城市知識萃取與要素建模技術；開展城市群體行為動態(tài)分析技術研究與城市知識萃取應用示范?？己酥笜耍盒纬梢惶酌嫦驀抑行某鞘辛Ⅲw空間的知識多維萃取技術體系，研制一套涵蓋城市多粒度知識萃取系統(tǒng);構建PB級城市國土規(guī)劃管理、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領域智慧城市知識體系；實現(xiàn)對包含移動信令、浮動車、一卡通在內的4種以上社會感知數(shù)據(jù)進行知識萃??；知識萃取可用性不低于99%；在多個千萬常住人口的城市及城市群進行典型應用驗證與推廣。?中小城市創(chuàng)新應用示范基于邊緣智能協(xié)同的物聯(lián)終端系統(tǒng)與高實時智慧城市應用（應用示范類）研究內容：針對城市道路交通管理、安全監(jiān)控、設備設施監(jiān)控、突發(fā)事件處理等智慧城市高實時、高性能應用要求，突破物聯(lián)系統(tǒng)實時響應，端到端以及端邊云協(xié)同高效信息智能處理技術，為高實時智慧城市應用提供技術支撐。重點研究物聯(lián)系統(tǒng)終端側邊緣智能計算架構，實現(xiàn)計算、存儲和通信的邊緣融合和AI（人工智能）算法加載；研究異構端設備的多協(xié)議無縫接入與管理技術。研究輕量級、可擴展的物聯(lián)系統(tǒng)邊緣側應用層協(xié)議，支持智能計算負載的自動分割、調度和遷移。研究設備側輕量級虛擬化、資源池化和容器技術，形成邊緣資源管理策略。研究異構邊緣設備動態(tài)任務劃分技術，P2P、CDN等邊緣計算模型，實現(xiàn)物與物之間的協(xié)同計算和邊緣自治。研究端邊云彈性計算模型，實現(xiàn)高效端邊云的計算任務分配和計算遷移策略滿足實時應用要求。研究端云協(xié)同的智能分析技術，實現(xiàn)終端和云端的分級智能分析，實現(xiàn)智能分析的芯片級負載調度，實現(xiàn)海量多維數(shù)據(jù)的秒級檢索和知識挖掘；實現(xiàn)端云協(xié)同處理性能提升和突發(fā)業(yè)務的動態(tài)負載均衡，滿足應用的智能高效要求?？己酥笜耍褐С种辽?1類多維數(shù)據(jù)采集，支持目標的至少12種屬性分析，解決至少一類廣泛應用的信息采集不精準的問題。支持不少于100個高度異構設備的互聯(lián)互通。基于邊緣智能的實時應用場景，整體系統(tǒng)對緊急事件響應延遲低于100毫秒，對用戶體驗有較大影響的應用響應延遲達到亞秒級。對系統(tǒng)異常事件預測和檢測準確率達到90%，誤報率低于5%。實現(xiàn)終端和云端的分級智能分析，智能分析的芯片級負載調度，萬億級多維數(shù)據(jù)的秒級檢索。實現(xiàn)端云協(xié)同的小文件高效存儲與一次性索引定位，支持端云協(xié)同的多用戶小文件訪問的性能提升和突發(fā)業(yè)務的動態(tài)負載均衡功能。支持大帶寬應用場景節(jié)省90%以上傳輸帶寬。利用邊緣處理技術的設備和業(yè)務敏感信息數(shù)據(jù)泄露風險降低99%。選擇3座以上城市開展應用示范。面向綠色生態(tài)城市的一體化綜合管理服務系統(tǒng)與應用（應用示范類）研究內容：聚焦城市綠色生態(tài)發(fā)展中面臨的管理和服務問題，整合城市基礎設施資源，研究低運維成本、高可靠性的分布式生態(tài)環(huán)境智能一體化監(jiān)測網絡，實現(xiàn)智慧感知、綜合分析，為科學決策提供精準支撐。研究基于衛(wèi)星遙感-無人機-地基監(jiān)測網和物聯(lián)網大數(shù)據(jù)的“空天地人一體、感聯(lián)知用融合”的多尺度、高時空分辨率的城市群多源環(huán)境數(shù)據(jù)融合技術；研究全耦合多尺度環(huán)境監(jiān)測（包括空氣、水、重點污染源）技術，對監(jiān)管區(qū)域實現(xiàn)從宏觀到微觀全方位、立體化監(jiān)測和全景展示。重點突破綠色生態(tài)城市大數(shù)據(jù)模型，梳理面向綠色生態(tài)城市的數(shù)據(jù)資源目錄、確立制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范和信息交換標準，建立綠色城市建筑監(jiān)測與性能評估系統(tǒng)。構建高效率的區(qū)域一體化環(huán)境質量聯(lián)防聯(lián)控智能決策指揮平臺，設計綠色生態(tài)城市管理服務專題應用，為綠色生態(tài)城市發(fā)展提供一體化智慧管理服務。考核指標：研發(fā)輕量級、低成本、模塊化的智能環(huán)境監(jiān)測傳感器終端，監(jiān)測污染物成分不少于5個；依托城市現(xiàn)有基礎設施資源，構建低運維成本、可復制的多尺度城市環(huán)境智能監(jiān)測網，網格分布密度不低于3km；建立“天、空、地、人”一體化多尺度城市環(huán)境監(jiān)測與智能決策指揮平臺，監(jiān)控與服務尺度不低于鎮(zhèn)級行政區(qū)劃；構建城市綠色建筑運行效果數(shù)據(jù)庫，建立城市群多尺度環(huán)境檢測質量預報平臺，預報時效不小于14天；提供基于自主可控的技術和產品開展區(qū)域一體化環(huán)境質量聯(lián)防聯(lián)控的可復制核心技術解決方案，覆蓋不少于3個地市級市以上智慧城市示范區(qū)，跨行業(yè)政府服務不少于10項，覆蓋城市90%以上的生態(tài)考核指標。面向城市公共服務的數(shù)據(jù)融合與認知計算技術和平臺（共性關鍵技術類）研究內容：針對特定中小城市管理與服務過程中對多源異構感知數(shù)據(jù)融合的需求，搭建高性能、低功耗、低成本的計算平臺以滿足城市級數(shù)據(jù)的實時分析、檢索及EB級別多模態(tài)數(shù)據(jù)的長效存儲需求。研究特定中小城市系統(tǒng)的多源多模態(tài)數(shù)據(jù)實時精準獲取技術、數(shù)據(jù)的清洗與數(shù)據(jù)融合分析技術，實現(xiàn)多模態(tài)城市大規(guī)模數(shù)據(jù)的高效融合；研究多源城市感知數(shù)據(jù)動態(tài)生長、演化存儲的數(shù)據(jù)服務技術，構建支持城市感知數(shù)據(jù)的融合及數(shù)據(jù)服務的基礎平臺；研究非結構化城市數(shù)據(jù)關聯(lián)分析與模式挖掘，構建城市動態(tài)認知平臺，實現(xiàn)對高動態(tài)、多模式分布式城市大場景動態(tài)認知；研究特定中小規(guī)模城市數(shù)據(jù)建模架構，建立中小規(guī)模智能城市數(shù)據(jù)匯聚與開放城市大腦平臺，包括計算平臺、資源平臺、應用平臺、行業(yè)算法平臺等，在多個城市進行應用示范?？己酥笜耍盒纬商囟ㄖ行∫?guī)模城市數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)可信服務與標準體系，建設城市態(tài)勢動態(tài)認知的城市大腦平臺，在不少于10個城市的城市動態(tài)認知應用示范，形成不少于20種復雜場景中時變態(tài)勢的過程分析，不少于5類的多源多模態(tài)城市數(shù)據(jù)信息與屬性識別，服務于城市綠色健康發(fā)展；研制1套基礎數(shù)據(jù)匯聚與開發(fā)城市大腦平臺的工具，提供城市公共服務、數(shù)據(jù)請求API不少于100個，實現(xiàn)萬級并發(fā)數(shù)據(jù)請求的毫秒級響應，保證城市大腦平臺接口的兼容性和可擴展性。2.新型智慧城市共性支撐技術與平臺?共性關鍵技術創(chuàng)新面向城市精準管理的新型群智感知技術及應用（共性關鍵技術類）研究內容：針對智慧城市安全和生態(tài)宜居環(huán)境的精準化管理需求，充分利用城市已經鋪設的通信、電力和安防等設施和感知設備，突破非傳感器感知技術、群智感知技術、終端智能處理技術等。重點研究面向城市環(huán)境治理的新型傳感器技術，高精度數(shù)據(jù)處理技術，物聯(lián)網終端一體化集成技術，探索解決復雜感知終端多傳感數(shù)據(jù)精準處理難題。研究感知終端極低功耗設計技術，能量收集技術，突破城市環(huán)境監(jiān)測感知終端大范圍部署的能源供給難題。在不新增部署傳感器的條件下，充分利用城市設施中已有的通信、電力和安防設施，研究環(huán)境變化或異常災害對基礎設施的物理特性影響，實現(xiàn)對城市地下空間的溫度、濕度、可然氣體、壓力、滲水、漏氣、位移、震動、坍塌和異物入侵等參數(shù)的感知和預警。研發(fā)應對城市環(huán)境治理巡檢及突發(fā)事件處理的智能機器人設備，實現(xiàn)快速響應及時治理。研究多種分布式物聯(lián)網感知終端數(shù)據(jù)協(xié)同和互操作問題，研究人機物智能協(xié)同感知的城市環(huán)境監(jiān)測危害建模和預測技術，實現(xiàn)基于高效可信感知終端的城市環(huán)境精細化治理示范應用系統(tǒng)?？己酥笜耍和黄泼嫦虺鞘协h(huán)境監(jiān)測和公共安全監(jiān)控的多源物聯(lián)網終端精準感知技術，基于自主核心芯片研發(fā)高精度環(huán)境監(jiān)測感知終端，核心數(shù)據(jù)檢測誤差小于1%。突破能量收集和低功耗設計技術，實現(xiàn)50%以上環(huán)境監(jiān)測感知終端能源自給。針對環(huán)境監(jiān)測復雜場景，采用邊緣計算和高可靠通信技術，實現(xiàn)物聯(lián)網終端對城市環(huán)境事件識別判斷準確率98%以上。研發(fā)1-2種應用于環(huán)境監(jiān)測的智能機器人終端，支持日常環(huán)境監(jiān)測巡檢，支持突發(fā)事件的自動化治理，實現(xiàn)城市復雜環(huán)境下災害快速響應。環(huán)境數(shù)據(jù)采集和獲取時間小于15秒，突發(fā)事件判定及響應時間小于5分鐘。形成一套面向城市場景的新型感知理論與標準，搭建一套新型感知綜合應用平臺，實際部署非傳感器感知地下環(huán)境感知參數(shù)不少于10種，監(jiān)測范圍不低于5公里、空間分辨率小于1米?；谏鲜鲅兄平K端實現(xiàn)在城市環(huán)境精準治理中的應用驗證，物聯(lián)網終端部署不少于1千臺套。智能化城市基礎設施管控與聯(lián)網關鍵技術與應用驗證（共性關鍵技術類）研究內容：在智慧城市中基礎設施的物端數(shù)據(jù)具有隱私保護和數(shù)據(jù)使用合法可信要求，其中智能樓宇、智能管網、智能路燈以及新能源物聯(lián)網充電樁等智慧城市應用常常采用低成本資源有限的各種傳感器進行數(shù)據(jù)采集。課題利用區(qū)塊鏈以及云鏈融合技術解決城市物聯(lián)數(shù)據(jù)的安全和可管理性問題，并選擇相關智慧城市進行應用示范驗證。重點研究智慧樓宇監(jiān)控管理系統(tǒng)、城市能源管理和分析、智能道路與管網設備監(jiān)控與預防性維護分析等閉環(huán)物聯(lián)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和控制系統(tǒng)架構，研究物聯(lián)網設備端數(shù)據(jù)可信采集、管理和共享體系，研究云鏈協(xié)同的物聯(lián)網數(shù)據(jù)安全加密采集機制以及去中心化區(qū)塊鏈的多方協(xié)同的物聯(lián)網信任管理機制。研究基于區(qū)塊鏈與智能合約安全共享機制的分布式物聯(lián)網數(shù)據(jù)分級分類訪問控制機制、協(xié)同處理和設備管控技術；研究基于編碼技術的物聯(lián)網數(shù)據(jù)恢復機制；建立數(shù)據(jù)可信安全以及共享挖掘平臺，在智能樓宇、智能管網、智能道路和新能源物聯(lián)網充電樁規(guī)劃和用戶誘導等領域開展示范應用，在終端資源受限情況下實現(xiàn)設備聯(lián)動和管理、態(tài)勢預測、能耗管理等功能?？己酥笜耍航⒁惶谆趨^(qū)塊鏈的P2P物聯(lián)網數(shù)據(jù)可信采集、管理和共享模型。支持秒級延遲的智能終端數(shù)據(jù)加密傳輸。支持規(guī)模不少于400個終端的物聯(lián)網區(qū)塊鏈系統(tǒng)，終端節(jié)點間共享延遲不超過5S,數(shù)據(jù)共享策略靈活調整延遲不超過5S。支持分級分類全生命周期物聯(lián)網大數(shù)據(jù)安全保護模型,支持物聯(lián)網數(shù)據(jù)至少5種安全等級的秒級訪問控制,可識別少于50%的物聯(lián)網節(jié)點合謀篡改或刪除攻擊,對損壞近50%物聯(lián)網數(shù)據(jù)可靠恢復。基于智能網聯(lián)物聯(lián)網大數(shù)據(jù)的應用模型預測至少3項物聯(lián)網終端部件的故障,準確率90%以上；識別物聯(lián)網終端異常行為準確率90%以上；選擇1-2個典型應用場景,開展不少于2000個終端的運營級示范。?通用系統(tǒng)與平臺：面向智慧生活的安全可信智能物聯(lián)平臺與融合服務（共性關鍵技術類）研究內容：圍繞智慧家庭和公用事業(yè)等智慧生活融合服務需求,突破資源有限異質設備的系統(tǒng)與身份安全可信技術、海量設備安全監(jiān)控與態(tài)勢感知技術、基于芯片的泛在多模智能物聯(lián)技術、支持多應用多服務的開放物聯(lián)架構、基于區(qū)塊鏈的多源多模態(tài)數(shù)據(jù)交換/共享和隱私計算技術、基于OID的物聯(lián)網標識應用技術，研發(fā)安全可信物聯(lián)芯片，研發(fā)物聯(lián)網多源數(shù)據(jù)共享及數(shù)據(jù)處理應用開放平臺和數(shù)據(jù)安全解決方案。打造物聯(lián)網開放共贏的生態(tài)體系，促進物聯(lián)網全產業(yè)鏈研發(fā)、應用與生態(tài)的健康發(fā)展?？己酥笜耍貉邪l(fā)高度集成、低功耗、支持安全可信及區(qū)塊鏈的NB-IoT芯片，功能測試通過GCF協(xié)議一致性測試，達到3GPP性能指標，通過運營商認證；支持國密，具有滿足資源有限異質設備的網絡安全縱深防御體系。研發(fā)具備億級服務能力的智能物聯(lián)平臺，支持可信設備管理、遠程升級、QoS通信、OID標識解析等；支持基于區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)共享交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)權益和隱私保護，支持數(shù)據(jù)應用開放式部署和可信運行；支持多種服務和應用的物聯(lián)網在線開發(fā)/部署環(huán)境；具備海量異質設備的網絡安全態(tài)勢感知與主動防御能力。在智慧家庭、公用設施等物聯(lián)網智慧生活領域及多城市形成千萬級物聯(lián)網融合服務應用規(guī)模。發(fā)表系列高水平論文，申請系列專利?；ヂ?lián)網+政務大數(shù)據(jù)透明訪問與智能服務平臺（共性關鍵技術類）研究內容：面向城市日常管理和應急指揮應用需求，研究海量復雜城市政務大數(shù)據(jù)的建模方法，構建城市政務可信大數(shù)據(jù)資源池，實現(xiàn)城市政務大數(shù)據(jù)的安全高效共享；研究虛擬安全信息管道耦合技術，實現(xiàn)城市政務大數(shù)據(jù)全生命周期的可控透明訪問與在線立體匯聚；將“以人為中心”作為管理服務集合點，實現(xiàn)“以人為中心”的城市精準管理與智能服務，聚焦人的心理、出行、消費、社會和網絡行為，研究個體-群體心理動力模型與行為演化規(guī)律、復雜城市數(shù)據(jù)的結構化描述方法，建立城市大數(shù)據(jù)的跨時空關聯(lián)挖掘、多尺度多維度融合理解模型，解決大范圍跨領域城市數(shù)據(jù)融合難的問題；研制城市政務大數(shù)據(jù)透明管理平臺，實現(xiàn)城市政務大數(shù)據(jù)跨部門多維度的可信智能服務，顯著提升城市大數(shù)據(jù)的使用價值，為城市精準管理與智能服務提供技術支撐并建立典型應用示范?？己酥笜耍航７椒ㄖ辽僦С?類10種城市政務大數(shù)據(jù),城市政務大數(shù)據(jù)虛擬資源池存儲規(guī)模達PB級，安全保護等級達三級；信息安全管道能夠耦合不少于20個政府部門業(yè)務數(shù)據(jù)能力，在線匯聚人、房、組織、部件、事件、行業(yè)至少6專題PB級管理數(shù)據(jù)；支持城市精準管理，實現(xiàn)群體事件的感知與預測，敏感話題或事件預測召回率優(yōu)于85%，群體事件識別和關聯(lián)準確率優(yōu)于80%。支持城市社會治理，實現(xiàn)人員流動實時監(jiān)測及趨勢預測，特定人群活動軌跡預測準確率優(yōu)于90%、出行