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1 成果簡介隨著科技的發展和網絡技術的應用，網絡在帶給人們便利的同時，其安全性問題也日趨嚴重。各種新的應用和未知協議導致網絡越來越復雜、多樣化和難以管理。例如： P2P、視頻流等應用，占用了大量帶寬，造成網絡帶寬耗盡；各種網絡惡意攻擊（僵尸網、蠕蟲、病毒等）更是嚴重地危害到網絡服務和信息安全。網絡安全問題不僅使普通網絡用戶的個人信息和隱私受到威脅，還使得企業機密變得不再安全，網絡服務提供商和管理者對網絡的管理也變得更加困難。更為嚴重的是，不法分子在網上肆意進行盜版、黃色和反動內容傳播等不法行為，如果不將這些惡意流量從骨干網的背景流量中識別并分類出來，就會對網絡的凈化、社會的和諧、國家的穩定造成不良影響。網絡流分類技術的提出和發展解決了網路流量的實時分類和識別問題，是解決上述問題的必由之路, 是網絡安全技術的基礎研究之一。 網絡流分類技術是網絡安全領域中迫切需要解決的核心技術和熱點問題。只有對流量進行實時的有效識別和分類，才能對網絡進行有效的管理和控制，從而凈化網絡環境，確保網絡和信息安全，促進社會和諧。 本系統基于采樣的、基于交互控制命令信息的和基于載荷的網絡流分類技術，提出了融合三種分類技術的層次化網絡流分類方法，建立和完善一整套適用于網絡流分類問題的、由基本模型、分類算法、硬件平臺和體系結構組成的實用系統，系統具有在真實環境下的網絡中對網絡流進行快速、準確和實時分類的能力。2 技術指標l 8G 吞吐量 l 8 X 1G（光/電口） l DFA 硬件加速 l 200~300 種協議 l能實現文本類協議特征的自動提取 l能實現部分二進制協議特征的自動提取 l協議識別的精度和召回率達到先進水平 l支持正則表達式匹配3 應用說明（ 1）政府管理部門 通過精確的網絡流分類系統，可以對一些涉及盜版、黃色內容、網絡攻擊、非法反動思想的傳播工具所使用的協議做出有效識別，同時對一些 P2P 視頻網站、國外熱門論壇等內容進行流分類，只有將這些惡意不法流量或者敏感流量準確并實時地識別和分類，才可以從技術上提供有效的后續管理和控制。 （ 2）企業 隨著計算機技術和網絡技術的發展，大部分企業都實現了電子辦公和互聯網辦公，因此網絡安全對于企業尤為重要。首先，企業的網絡管理十分嚴格，如果沒有流分類技術將無法進行流量識別，那么如 P2P 等流量必將會對企業的正常工作帶來影響。其次，企業的機密可能會因為網絡安全問題被泄露，使得企業的利益受到損失。因此準確有效的流分類技術對于各大企業來說是非常重要的。 （ 3）網絡服務提供商（ Internet Service Provider， ISP） 網絡服務提供商非常關心如何保證其服務能夠正常運行并使用戶滿意，對于網絡流分類技術的需求也很迫切。準確有效的流分類技術能夠提供當前流量的組成部分，可以幫助網絡服務提供商制定有效的管理策略和合理的收費政策，保證網絡服務的質量，提升網絡服務的經濟效益。 （ 4）網絡管理者 網絡管理者需要利用網絡流分類技術來更有效地管理帶寬，避免出現帶寬被 P2P 等流量耗盡而使得正常業務流量不暢的問題，同時避免網絡攻擊等危害。這就需要流分類技術實時有效地將這些流量識別分類出來。 （ 5）研究者 對于現有協議的分析可以促進新的更完善的協議的出現，通過對流量的分類，也可以判斷當前網絡流量的組成和發展趨勢，有助于整體網絡模型的研究。4 效益分析（ 1）應用于骨干網的網絡流量分類和控制 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于骨干網的網絡流量分類和控制，能夠對一些非法盜版、黃色內容、網絡攻擊、反動思想等流量進行有效識別和控制，凈化網絡環境，增強網絡安全，促進社會和諧，確保國家安全。 （ 2）應用于網絡運營商的網絡流量分類和控制 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于網絡運營商對于網絡流量的分類、控制和管理，避免網路攻擊，有效地管理帶寬的使用，合理地制定收費政策，避免帶寬被耗盡而造成的流量不暢，保障運營商網絡的正常服務，并提升服務的質量。 （ 3）應用于企業網絡管理 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于企業網內部對于網絡流量控制和管理，避免企業機密信息的泄露和惡意的網路攻擊，控制 P2P 等流量，合理利用網絡帶寬，保證企業網絡環境的正常運轉。 （ 4）市場推廣 快速、準確、實時的網絡流分類系統，包含一整套的軟件模塊和硬件平臺。其既可以作為單獨產品為網絡流分類問題提供解決方案，也可以作為 UTM 產品系統的一部分使用，其中的模塊還可以分拆成單獨系統以滿足特定的應用需求。其在網絡安全系統中的成功應用必將產生巨大的社會價值和經濟效益。 （ 5）知識產權 網絡流分類系統的核心技術和算法將通過申請專利和軟件著作權形式進行保護，形成技術優勢和技術壁壘，并在允許的范圍內進行專利轉讓和進一步的技術轉化。該高性能網絡流分類系統具有很好的應用前景和市場空間，能夠創造很好的經濟效益和社會效益。

1 成果簡介隨著科技的發展和網絡技術的應用，網絡在帶給人們便利的同時，其安全性問題也日趨嚴重。各種新的應用和未知協議導致網絡越來越復雜、多樣化和難以管理。例如： P2P、視頻流等應用，占用了大量帶寬，造成網絡帶寬耗盡；各種網絡惡意攻擊（僵尸網、蠕蟲、病毒等）更是嚴重地危害到網絡服務和信息安全。網絡安全問題不僅使普通網絡用戶的個人信息和隱私受到威脅，還使得企業機密變得不再安全，網絡服務提供商和管理者對網絡的管理也變得更加困難。更為嚴重的是，不法分子在網上肆意進行盜版、黃色和反動內容傳播等不法行為，如果不將這些惡意流量從骨干網的背景流量中識別并分類出來，就會對網絡的凈化、社會的和諧、國家的穩定造成不良影響。網絡流分類技術的提出和發展解決了網路流量的實時分類和識別問題，是解決上述問題的必由之路, 是網絡安全技術的基礎研究之一。 網絡流分類技術是網絡安全領域中迫切需要解決的核心技術和熱點問題。只有對流量進行實時的有效識別和分類，才能對網絡進行有效的管理和控制，從而凈化網絡環境，確保網絡和信息安全，促進社會和諧。 本系統基于采樣的、基于交互控制命令信息的和基于載荷的網絡流分類技術，提出了融合三種分類技術的層次化網絡流分類方法，建立和完善一整套適用于網絡流分類問題的、由基本模型、分類算法、硬件平臺和體系結構組成的實用系統，系統具有在真實環境下的網絡中對網絡流進行快速、準確和實時分類的能力。2 技術指標l 8G 吞吐量 l 8 X 1G（光/電口） l DFA 硬件加速 l 200~300 種協議 l能實現文本類協議特征的自動提取 l能實現部分二進制協議特征的自動提取 l協議識別的精度和召回率達到先進水平 l支持正則表達式匹配3 應用說明（ 1）政府管理部門 通過精確的網絡流分類系統，可以對一些涉及盜版、黃色內容、網絡攻擊、非法反動思想的傳播工具所使用的協議做出有效識別，同時對一些 P2P 視頻網站、國外熱門論壇等內容進行流分類，只有將這些惡意不法流量或者敏感流量準確并實時地識別和分類，才可以從技術上提供有效的后續管理和控制。 （ 2）企業 隨著計算機技術和網絡技術的發展，大部分企業都實現了電子辦公和互聯網辦公，因此網絡安全對于企業尤為重要。首先，企業的網絡管理十分嚴格，如果沒有流分類技術將無法進行流量識別，那么如 P2P 等流量必將會對企業的正常工作帶來影響。其次，企業的機密可能會因為網絡安全問題被泄露，使得企業的利益受到損失。因此準確有效的流分類技術對于各大企業來說是非常重要的。 （ 3）網絡服務提供商（ Internet Service Provider， ISP） 網絡服務提供商非常關心如何保證其服務能夠正常運行并使用戶滿意，對于網絡流分類技術的需求也很迫切。準確有效的流分類技術能夠提供當前流量的組成部分，可以幫助網絡服務提供商制定有效的管理策略和合理的收費政策，保證網絡服務的質量，提升網絡服務的經濟效益。 （ 4）網絡管理者 網絡管理者需要利用網絡流分類技術來更有效地管理帶寬，避免出現帶寬被 P2P 等流量耗盡而使得正常業務流量不暢的問題，同時避免網絡攻擊等危害。這就需要流分類技術實時有效地將這些流量識別分類出來。 （ 5）研究者 對于現有協議的分析可以促進新的更完善的協議的出現，通過對流量的分類，也可以判斷當前網絡流量的組成和發展趨勢，有助于整體網絡模型的研究。4 效益分析（ 1）應用于骨干網的網絡流量分類和控制 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于骨干網的網絡流量分類和控制，能夠對一些非法盜版、黃色內容、網絡攻擊、反動思想等流量進行有效識別和控制，凈化網絡環境，增強網絡安全，促進社會和諧，確保國家安全。 （ 2）應用于網絡運營商的網絡流量分類和控制 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于網絡運營商對于網絡流量的分類、控制和管理，避免網路攻擊，有效地管理帶寬的使用，合理地制定收費政策，避免帶寬被耗盡而造成的流量不暢，保障運營商網絡的正常服務，并提升服務的質量。 （ 3）應用于企業網絡管理 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于企業網內部對于網絡流量控制和管理，避免企業機密信息的泄露和惡意的網路攻擊，控制 P2P 等流量，合理利用網絡帶寬，保證企業網絡環境的正常運轉。 （ 4）市場推廣 快速、準確、實時的網絡流分類系統，包含一整套的軟件模塊和硬件平臺。其既可以作為單獨產品為網絡流分類問題提供解決方案，也可以作為 UTM 產品系統的一部分使用，其中的模塊還可以分拆成單獨系統以滿足特定的應用需求。其在網絡安全系統中的成功應用必將產生巨大的社會價值和經濟效益。 （ 5）知識產權 網絡流分類系統的核心技術和算法將通過申請專利和軟件著作權形式進行保護，形成技術優勢和技術壁壘，并在允許的范圍內進行專利轉讓和進一步的技術轉化。該高性能網絡流分類系統具有很好的應用前景和市場空間，能夠創造很好的經濟效益和社會效益。

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1 成果簡介隨著科技的發展和網絡技術的應用，網絡在帶給人們便利的同時，其安全性問題也日趨嚴重。各種新的應用和未知協議導致網絡越來越復雜、多樣化和難以管理。例如： P2P、視頻流等應用，占用了大量帶寬，造成網絡帶寬耗盡；各種網絡惡意攻擊（僵尸網、蠕蟲、病毒等）更是嚴重地危害到網絡服務和信息安全。網絡安全問題不僅使普通網絡用戶的個人信息和隱私受到威脅，還使得企業機密變得不再安全，網絡服務提供商和管理者對網絡的管理也變得更加困難。更為嚴重的是，不法分子在網上肆意進行盜版、黃色和反動內容傳播等不法行為，如果不將這些惡意流量從骨干網的背景流量中識別并分類出來，就會對網絡的凈化、社會的和諧、國家的穩定造成不良影響。網絡流分類技術的提出和發展解決了網路流量的實時分類和識別問題，是解決上述問題的必由之路, 是網絡安全技術的基礎研究之一。 網絡流分類技術是網絡安全領域中迫切需要解決的核心技術和熱點問題。只有對流量進行實時的有效識別和分類，才能對網絡進行有效的管理和控制，從而凈化網絡環境，確保網絡和信息安全，促進社會和諧。 本系統基于采樣的、基于交互控制命令信息的和基于載荷的網絡流分類技術，提出了融合三種分類技術的層次化網絡流分類方法，建立和完善一整套適用于網絡流分類問題的、由基本模型、分類算法、硬件平臺和體系結構組成的實用系統，系統具有在真實環境下的網絡中對網絡流進行快速、準確和實時分類的能力。2 技術指標l 8G 吞吐量 l 8 X 1G（光/電口） l DFA 硬件加速 l 200~300 種協議 l能實現文本類協議特征的自動提取 l能實現部分二進制協議特征的自動提取 l協議識別的精度和召回率達到先進水平 l支持正則表達式匹配3 應用說明（ 1）政府管理部門 通過精確的網絡流分類系統，可以對一些涉及盜版、黃色內容、網絡攻擊、非法反動思想的傳播工具所使用的協議做出有效識別，同時對一些 P2P 視頻網站、國外熱門論壇等內容進行流分類，只有將這些惡意不法流量或者敏感流量準確并實時地識別和分類，才可以從技術上提供有效的后續管理和控制。 （ 2）企業 隨著計算機技術和網絡技術的發展，大部分企業都實現了電子辦公和互聯網辦公，因此網絡安全對于企業尤為重要。首先，企業的網絡管理十分嚴格，如果沒有流分類技術將無法進行流量識別，那么如 P2P 等流量必將會對企業的正常工作帶來影響。其次，企業的機密可能會因為網絡安全問題被泄露，使得企業的利益受到損失。因此準確有效的流分類技術對于各大企業來說是非常重要的。 （ 3）網絡服務提供商（ Internet Service Provider， ISP） 網絡服務提供商非常關心如何保證其服務能夠正常運行并使用戶滿意，對于網絡流分類技術的需求也很迫切。準確有效的流分類技術能夠提供當前流量的組成部分，可以幫助網絡服務提供商制定有效的管理策略和合理的收費政策，保證網絡服務的質量，提升網絡服務的經濟效益。 （ 4）網絡管理者 網絡管理者需要利用網絡流分類技術來更有效地管理帶寬，避免出現帶寬被 P2P 等流量耗盡而使得正常業務流量不暢的問題，同時避免網絡攻擊等危害。這就需要流分類技術實時有效地將這些流量識別分類出來。 （ 5）研究者 對于現有協議的分析可以促進新的更完善的協議的出現，通過對流量的分類，也可以判斷當前網絡流量的組成和發展趨勢，有助于整體網絡模型的研究。4 效益分析（ 1）應用于骨干網的網絡流量分類和控制 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于骨干網的網絡流量分類和控制，能夠對一些非法盜版、黃色內容、網絡攻擊、反動思想等流量進行有效識別和控制，凈化網絡環境，增強網絡安全，促進社會和諧，確保國家安全。 （ 2）應用于網絡運營商的網絡流量分類和控制 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于網絡運營商對于網絡流量的分類、控制和管理，避免網路攻擊，有效地管理帶寬的使用，合理地制定收費政策，避免帶寬被耗盡而造成的流量不暢，保障運營商網絡的正常服務，并提升服務的質量。 （ 3）應用于企業網絡管理 快速、準確、實時的網絡流分類系統，可以應用于企業網內部對于網絡流量控制和管理，避免企業機密信息的泄露和惡意的網路攻擊，控制 P2P 等流量，合理利用網絡帶寬，保證企業網絡環境的正常運轉。 （ 4）市場推廣 快速、準確、實時的網絡流分類系統，包含一整套的軟件模塊和硬件平臺。其既可以作為單獨產品為網絡流分類問題提供解決方案，也可以作為 UTM 產品系統的一部分使用，其中的模塊還可以分拆成單獨系統以滿足特定的應用需求。其在網絡安全系統中的成功應用必將產生巨大的社會價值和經濟效益。 （ 5）知識產權 網絡流分類系統的核心技術和算法將通過申請專利和軟件著作權形式進行保護，形成技術優勢和技術壁壘，并在允許的范圍內進行專利轉讓和進一步的技術轉化。該高性能網絡流分類系統具有很好的應用前景和市場空間，能夠創造很好的經濟效益和社會效益。

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“新型多天線傳輸技術”是5G移動通信系統亟待研究的關鍵問題之一。孕育其中的3D-MIMO技術則是亟需攻克的難點之一。據此，本技術成果依據3D-MIMO技術中的多用戶智能波束賦型，研究Massive MIMO陣列對5G系統波束賦型性能的影響。 技術成果主要功能： ？ 時間反演波束賦形（Time Reversal Beamforming, TRBF）通信系統可計算模型。 此部分主要是在經典的天線系統排布方向圖與增益的理論研究基礎之上，進一步研究這些天線系統的排布對TR大規模MIMO通信系統性能的影響，建立了基于不同天線系統排布的不同的信道響應模型。 ？ TRBF通信系統互耦效應的可量化分析模型。 建立了互耦的信道模型，然后通過信道模型來分析TRBF通信系統的性能。 ？ TRBF通信系統極化信息的可量化分析模型。 針對天線的極化特性建立信道模型，基于極化信道模型分析TR通信系統的性能，建立系統極化信息可量化分析模型。 技術成果應用領域： TR通信可以利用復雜環境中的豐富多徑來提高系統的信道容量，減小誤碼率等等。并且TR的空間聚焦特性能精確定位用戶終端，所以TR Massive MIMO通信系統可以用在受陰影衰落較大的地區，例如位于密集高大建筑樓群的低層用戶，由于巨大的建筑物遮擋陰影損耗，要想實現設備到設備之間的直接通訊很困難，而TR技術可以精確定位到傳輸終端，達到普通波束賦形達不到的效果。類似的環境還有山區高大山群的陰影衰落，信號衰減大的森林地區等等。 此外，TR通信能夠利用復雜環境中的豐富多徑來提高通信系統的性能，所以在電磁波反射路徑多的環境，自然環境比如地下車庫，隧道等，人造環境比如模擬體驗太空艙，金屬裝飾風格的辦公室或者住宅等（見下圖2）。在這些多徑異常豐富的環境下，移動終端經常會出現接收不到信號等，這也是秉承隨時隨地接入網絡宗旨的5G蜂窩移動通信系統亟待解決的問題，而這些場景正是完美的TR技術應用場景。 由此可以想見，TR在5G蜂窩移動通信系統覆蓋范圍下的某些特殊通信場景極有用武之地。

本技術成果將網絡負載均衡與路由技術延生至交通領域中的車流量導航與道路控制，通過基礎圖論中的關鍵理論，結合大數據分析與聚類技術，旨在解決現有城市道路路網中存在的潮汐效應與擁堵問題，項目擁有多項自主核心知識產權，涵蓋路徑規劃與搜索算法、數據并行存儲與計算。通過仿真表明，項目實施后，能在現有路網規模的基礎上，顯著提升現有道路的負載通行能力，緩解城市道路因局部負載過大導致的負載不均與交通擁堵，改善出行體驗，降低尾氣排放，提升智能交通效率。

本技術成果將網絡負載均衡與路由技術延生至交通領域中的車流量導航與道路控制，通過基礎圖論中的關鍵理論，結合大數據分析與聚類技術，旨在解決現有城市道路路網中存在的潮汐效應與擁堵問題

本項目核心技術獲中國輕工業聯合會科學技術進步獎二等獎。 1、項目簡介 本項目所指復雜裝備主要為復雜動力機械裝備及其關鍵零部件，如汽輪機、369 壓縮機等。 本項目針對復雜裝備制造企業技術準備時間長、效率低、制造過程模式自動 化程度低、協調能力差、信息共享度和集成度不高、信息孤島現象等實際情況， 研發了集數字化設計、制造和智能化監控管理為一體的設計制造管理系統。項目 重點突破了復雜裝備智能化制造過程和工藝參數優化、工藝工裝設計自動化、數 控機床生產的數字監控管理智能化、基于短距離無線通訊(Zigbee)技術的生產信 息雙向傳輸、自適應在線排產優化等關鍵技術，為研發設計制造集成管理系統提 供了技術支撐。 2、創新要點 （1）將開放式裝配建模技術應用于產品的研發中，創立了模型的 UML 表達 方式、裝配體特征、裝配配合公差分析和系統的裝配層次分析等，完成了產品的 結構設計、零件與裝配的聯動設計、裝配仿真分析，并建立了產品及其關鍵部件 的數字樣機。開放式裝配建模方法更有效地指導產品由整體構思到樣機設計的整 個過程。 （2）提出了面向數字化預裝配的分層干涉檢測算法，該方法把干涉檢測過 程分為粗檢測、半精檢測、精確檢測三層，通過逐層檢測，大大加快了干涉檢測 的速度，提高了檢測的精確度，有助于預裝配中優化裝配序列的快速生成。 （3）基于虛擬產品開發管理技術 VPDM，研究并解決了機械裝備虛擬數字樣 機開發中的數據交叉、耦合和冗余問題； （4）基于工程知識和多視覺特征模型，提出了一種裝配優化序列規劃方法。 利用直接裝配關系圖表達產品幾何信息、設計信息、制造信息和裝配信息等，通 過產品特性和操作環境的評價因素，構建裝配先后關系，從可行裝配序列中選擇 最優裝配序列，更好地幫助設計師完成裝配設計并做出正確決定。縮短了產品研 發時間，保證產品準時投放市場。 3、效益分析 目成果廣泛應用于多家裝備制造企業，其中 4 家企業利用該技術提高生產效 率 20%~30%，按時交貨率從 63％左右提高到 90％以上。近三年企業總計新增利 潤 6.1663 億元，新增稅收 3.3804 億元，新增銷售 28.058 億元。減少了 80%以 上的生產管理人員 4、推廣情況（已推廣企業） 本項目成果已在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機股份有限公司、江蘇南370 方機電股份有限公司、無錫市安邁工程機械有限公司等生產企業得到成功應用。 授權專利： 1.數控機床刀具的在線管理方法 201010129780.1 2.車間加工設備群加工運行優化的方法 200910031198.9 3.數控機床監控方法 201110430626.2

近日，清華大學材料學院朱宏偉教授團隊在《先進材料》（Advanced Materials）上在線發表了題為“石墨烯體系中的陽離子-π相互作用”（Cation-π Interactions in Graphene Containing Systems for Water Treatment and Beyond）的長篇綜述論文，系統總結了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用在水處理（膜分離、吸附）、新材料合成、納米發電、能量存儲及溶液/復合材料分散等應用中所發揮的關鍵作用，分析了陽離子-π相互作用的影響機理，綜述了現階段相關理論工作進展，討論了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用研究中存在的問題，展望了未來潛在的研究方向。陽離子-π相互作用是一種非共價相互作用，在自然界，尤其是生命體中普遍存在，在諸多生命反應進程中必不可少。近年來，陽離子-π相互作用在生物學、化學、物理學中的重要性被廣泛關注。石墨烯是碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，可被視為一種獨特的芳香族大分子。陽離子和石墨烯中離域π電子之間的相互作用會引起陽離子在石墨烯表面的富集、溶液中離子及石墨烯結構中電子的重新分布，進而影響石墨烯材料的本征性質及基于石墨烯的器件的性能。深入理解石墨烯體系中的陽離子-π相互作用，對于石墨烯特性的調控、器件的優化設計具有重要意義。石墨烯體系中的陽離子-π相互作用及其應用近年來，朱宏偉教授團隊在石墨烯等新型二維材料的可控制備、結構設計及其在能源（太陽能電池、光電探測、光電催化）、環境（水處理、空氣凈化、土壤治理）、柔性傳感器件等領域開展了大量研究工作，取得了一系列重要進展。該綜述論文以石墨烯體系中的陽離子-π相互作用為切入點，對相關研究報道進行了梳理和討論，并對其發展趨勢和前景進行了展望。本文通訊作者為朱宏偉教授，第一作者為清華大學材料學院2016級博士生趙國珂。本研究得到國家自然科學基金委基礎科學中心項目和面上項目資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905756