本技术基于通用工业 PC 的标准以太网接口，无需实时操作系统可实现高 性能实时同步控制。基于此平台可构建高性能实时同步工业控制系统，控制轴 数可柔性扩展，各控制节点之间可进行分布式布局，且方便与设计、管理网络 的信息集成。特别适合于需要高速、高精、同步控制的伺服运动控制系统和过 程控制系统。目前已初步形成复杂控制器开发平台和基于 CoDeSys 软 PLC 的控 制平台。具备完全自主知识产权，性价比高。已在机床数控系统、机器人控制 系统、生产线控制系统、纺织机械（高速多轴无纺布交叉铺网机等）控制系统 155 成功应用。

图像处理开发软件为开发图像处理算法提供图像数据生成与管理、算 法单元设计、算法流程设计、流程仿真执行与算法性能评估的软硬件环 境，提高了专用图像处理软件、算法流程的设计效率，方便用户快速建 立有效的可移植程序。 图像处理算法设计与评估模块主要由设计与仿真软件、图像合成软 件、性能评估软件以及图像库管理软件组成。利用此软件模块，可以方 便地获取、生成待处理图像数据；可以快捷的建立新的算法

本课题组研究方向为智能交通与车辆主动安全，项目涉及交通信息与安全、行车主动服务、智能网联汽车等领域。相关研究成果可以给予相关部门、 企业提供理论基础和技术支持。研发的车牌识别系统，可以实现停车场出入口收费管理、盗抢车辆管理、高速公路超速自动化管理等功能；基于身份信息的无证驾驶辅助识别方法与系统， 实现司机与车辆信息的匹配，解决无证者的违法驾驶问题，同时预防车辆被盗；基于激光的车头与障碍物间距离检测装置及方法，鲁棒性优良， 避免了传统检测方式的盲区监测问题，减少驾驶员信息处理量， 有助于

飞行控制原理实验室主要承担飞行技术专业的《飞行控制系统》及创新实践类公选课《虚 拟仪器的设计和实验》等课程的实验教学任务，通过实验项目培养学生对飞机控制系统和 仪表的识读及使用等方面的实际操作能力，提高学生对飞行控制系统进行连接、控制的动 手能力，为学生创新活动、毕业设计提供相应的设备和场所，为师生的相关科学研究提供 平台。 飞行控制系统实验设备有CessnaN9258仿真飞机和飞行控制实验展板 可开设的实验项目有 1.主飞行舵面开环、闭环控制实验 2.平飞速度影响因素分析实验 3.舵面信息采集及显示系统 系统用途 该系统能够完成一系列飞行控制实验，有助于学生理解、熟悉、掌握惯性飞行控制原理 和技术。也可以满足其它专业如飞行技术、航海技术、无人机技术、测绘技术等不同专业 的惯性导航技术的科研和教学的使用。该系统为飞行员的基础教育提供了一个非常好的平 台，让学生多角度全方位的理解飞机飞行过程中的状态变化，使学生对于飞机飞行控制有 更加深入全面和直观的理解。 飞行控制系统简称“飞控系统”。它是以飞机为被控对象的控制系统，主要是稳定和控 制飞机的姿态和航迹运动。实施对飞机操纵面(舵面)的控制，从而实现对飞机飞行姿态/方 位、飞行航迹、空速/Ma数、气动构形、乘坐品质、结构模态等的操纵控制。 飞行操纵系统主要由三部分组成：主操纵系统、辅助操纵系统和警告系统。该实验装置 主要模拟了A380空客飞机的主要操纵系统。 主操纵系统包括副翼、方向舵和升降舵，用以改变或保持飞机的飞行状态。主操纵系统 主要用于操纵飞机绕三个转轴的运动。副翼用于操纵飞机绕纵轴的滚转运动；升降舵用于 操纵飞机绕横轴的俯仰运动；方向舵用于操纵飞机绕立轴的偏航运动。 通过此实验可掌握以下主要知识和技能，包括： 1、飞行控制系统的结构、功能、特性、工作原理以及在飞行中的具体应用； 上海紫航电子科技有限公司 Tel : Fax:021-54170905 salse@3dmsens.com 4 2、主操纵系统的结构、功能、特性、工作原理以及在不同飞行阶段中的具体作用； 3、ECAM仪表的显示内容和读识； 4、Cessna182训练机飞机的方向舵、升降舵、副翼和引擎油门的使用； 5、飞机在不同飞行姿态的操纵及仪表读识。 6、学习飞行原理基础知识，掌握平飞，爬升，下降，盘旋四个过程中主要的公式原理。 功能特点 （ 1）较低的价格，可以让众多学生同时动手实验，引领国内飞行控制教学和实验进入普 及化时代； （ 2）国内首家专业定制实验教学平台，可做定量实验，更好的掌握飞行控制原理和飞行 技术； （ 3）提供全面的相关教学和实验配套服务，减轻教师的负担； （ 4）集成度高，包含了飞机主要控制部件； （ 5）实验覆盖全面，从单一运动传感器实验到所有运动传感器融合的综合实验； （ 6）通过自身在国内相关领域的领先技术，实现惯导/航姿/运动传感实验室方案的不断 升级，真正使高校教学/实验/科研水平跟上技术发展的潮流； （ 7）可为学校量身定做相关实验系统

随着信息技术的发展,传统的实验教学环境由于自身环境的静态性、实验资源的有限性， 使得它无法满足计算机实验教学的要求。 一方面，单纯的客户机升级也不能完全满足不断增长的需求，另一方面，各个教育系统 (学校) 中的服务器资源未充分利用。云计算能够通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的计 算资源，为资源整合、按需付费、虚拟化和服务提供了很好的解决方案。本项目将各教育子系 统中的服务器资源构建为一个教育云平台，从而满足师生员工的计算机实验教学等工作。 本系统针对不同类型 (校外用户的单个计算机资源需求和校内用户基于实验室的批量计 算机需求) 的用户需求，以先进性、实用性、前瞻性、可扩展性为设计思路，采用资源按需分 配、动态调整的管理方式将数据中心的存储资源和计算资源合理的分配给不同类型的用户。 特别地，本系统所构建的云计算虚拟实验室系统，能够按需动态配置教学实验环境，为每 个学生的每门实验课程定制一个个性化的实验环境，并便于教师动态设计不同的实验内容，从 而能够促进现有计算机教学实验资源的共享，实现师生之间的实时互动，建立一个有效的网上 学习通道，进而提升实验教学质量。

1 成果介绍网络存储技术从诞生到现在，已经经历了近二十年的历程。在这个过程中，无论是计算技术、网络通信技术还是信息储存技术都发生了翻天覆地的变化。计算技术领域，基于开放操 作系统上的集群计算技术已经取代大型机；网络通信领域，开放架构的 TCP／IP 通信已经统治了一切；在信息存储技术上，单块磁盘的容量已经从 G 级别进入 T 级别。 传统的网络存储设备，无论是 FC SAN、 NAS 还是 IP SAN，都是采用以满足单台服务器存储需要为目标的体系设计，在共享能力、性能、可靠性、扩展性以及总体拥有成本上，已经无法满足企业新的应用需求。如果 仅仅通过外围手段来弥补，必将造成存储架构越来越复杂，用户管理难度越来越大，总体拥有成本越来越高。 为了满足 IT 技术发展的挑战， LoongStore 集群存储采用了代表计算技术、网络通信技术以及文件 系统技术发展方向的体系架构，提供给用户跨平台共享、高性能、高可靠、可平滑扩展、使用和维护简单的高端存储系统。系统以开放架构平台智能存储服务器为基 本节点，通过在千兆以太网基础上不受限制地添加节点，构成了业界最高的性能、可靠性以及极低总体拥有成本的存储集群。 LoongStore 为一种大规模的文件共享存储系统，它面向海量数据、高并发访问的环境。其产品架构图如图所示： 图 1 LoongStore 产品架构 LoongStore 产品架构支持：单文件系统 100PB支持 2000 个以上节点并发支持超过 500 亿文件产品主要特点：产品架构上：实现了横向扩展。从原来的单节点增加 CPU、内存、存储等等的纵向扩展方案往增加节点数量的横向扩展方案的转变，使得容量扩展更加灵活、同时也实现了更低的起始投入成本；产品工作流上：实现了更高效的数据读写方式。通过实现元数据与数据通道分离、将数据条带化存储在不同的存储服务器上，从而高效实现数据的并行读写；产品性能上：实现了高聚合带宽。克服了以前文件集中式存储的瓶颈，实现了文件切片分布式存储方案，实现了高聚合带宽；产品性能上：实现了性能近线性增长。如：（ 1）聚合带宽随着存储集群规模扩大而线性增长， （ 2）充分发挥硬件性能，如网卡性能利用率达到了 80%， （ 3）扩展到 100GB/s 以上的聚合性能；产品可靠性上：实现了无单点故障。通过（ 1）为不同目录的数据设置不同的冗余度， （ 2）自动故障探测与恢复， （ 3）设备恢复速度是 RAID 的 5 倍， 750GB SATA 盘恢复时间 15 分钟， （ 4）元数据服务器每两台互备等，实现了产品的无单点故障；在产品扩展性方面：实现了在线业务扩展容量。支持不停业务在线扩容，并自动迁移均衡数据。从而实现不需要关停业务的方式轻易扩展容量；在产品管理方面：实现了单点配置管理。产品通过单点实现了所有的配置管理功能，通过内置各种自动化处理流程，减少人为参与；产品兼容性方面：兼容各种 X86 架构的服务器和 IP 网络，应用服务器端支持Linux/Windows/Mac 等等。2 应用说明LoongStore 大规模集群云存储系统能够帮助企业加速信息到价值的转换，目前已经在互联网、广电、能源、电信等数据密集型行业帮助企业实现了突破性的价值。 产品主要应用行业与应用案例有：（ 1）互联网：视频， SNS 等，例如中国国家网络电视台（ CNTV），人人网，搜狐；（ 2）能源：大庆油田，中石油勘探开发研究院总院；（ 3）动漫和广电：中影集团，教育电视台等，《建党伟业》、《建国大业》、《孔子》等大片的后期制作就是采用该存储系统；（ 4）教育及其（ 5）军工，航天等等领域。3 技术指标支持 PB 级的存储容量规模，最大容量可超过 100PB；可提供几十甚至上百 GByte/s 的聚合数据读写带宽，而且性能可随存储规模的扩展而线性提升；可高效支持海量小文件的存储和管理，单套系统可高效管理超过 500 亿个文件，现有在线系统已经超过百亿级文件数量规模，而且每天仍然以 2000-5000 万个新文件的速度递增，每天的下载量为 10-20 亿个文件；可支持超过 2000 多个计算节点（或者应用节点）同时高效并发访问同一套存储系统；提供完全符合 POSIX 标准的文件级接口，支持全局共享访问，无须加入第三方共享软件。前端可同时部署 Linux、 Windows、 Mac 等异构计算节点。所有应用可不经过任何修改和移植即可使用存储服务；支持在线扩展存储容量，无需终止应用的正常服务，新增容量即插即用。同时提供在线数据迁移功能，扩容后可均衡所有设备上的存储负载；内置数据高可用机制，一旦发现硬件故障将自动进行数据恢复，无需停止服务。除了能够冗余磁盘故障之外，即使整个存储服务器或者磁盘阵列故障都不影响应用正常服务也不会破坏应用数据。传统存储只能冗余磁盘故障；如果系统中正常设备上的空闲空间总和不少于故障设备上已经使用的空间即可进行数据恢复，无须加入新的设备，传统存储采用 RAID 机制必须加入新的存储设备才能进行恢复。确保了系统无间断持续运行；l 在线控制存储设备的负载。在观察到某块存储设备有异常现象时，可以在线手动禁止这块磁盘的空间分配，设置后系统不再往被禁止分配空间的磁盘内写入新的数据，原有的数据仍然可用。当设备正常时即可在线放开；提供主动数据迁移功能，方便硬件在线更换。当某些设备使用时间超过一定年限，或者是发现设备有安全隐患时，可以主动将该设备上的数据迁移到其它存储设备，迁移完成后即可将设备移除下线，不影响应用的正常服务；简易管理，通过单一图形化界面即可管理和监控整个存储系统；高硬件兼容性，既可以采用传统的 SAN 或者盘阵作为存储单元，也可以采用通用的存储服务器进行构建，硬件选型范围广，成本低，适合用于构建海量的云存储系统。

在国家发改委云计算示范工程、国家自然科学基金、四川省科技计划等项目支持下，攻克云操作系统相关核心技术难题，形成了具有自主知识产权的技术体系，研发出高性能华云操作系统产品HCOS。 提出基于混合系统理论的多层自主故障处理技术，基于预测的自适应多目标优化调度技术，面向热点的动态策略虚拟化安全防护技术等，解决了新一代云操作系统面临的海量资源的高可靠管理、高速调度和高安全防护难题。该成果申请国家发明专利42 项，授权18 项，软件著作权登记35 项，发表高水平论文106 篇，出版专著2 部，

针对云数据库面临的安全威胁与挑战，在国家 863 计划、973 计划等重大项目支撑下，研发了自主可控的“秦盾”云加密数据库系统，提出了云数据库加密参考结构，设计了自适应可定制的数据库列分级加密方法，在保证系统执行效率的前提下，解决数据库系统面临的信息安全问题。 截止目前，“秦盾”云加密数据库系统已经历三次大版本更新，成功上线建设银行公有云平台，服务于数百家企业客户。 主要技术指标 “秦盾”云加密数据库系统所提出的云数据库加密参考结构具有可扩展性和兼容性，可以兼容多种数据存储系统。所研发的系统具有自适应，能够根据应用需求，实现安全策略的自适应调整；具有高效性，支持大规模的并发操作，百万条记录的数据库执行增、删、改、查等操作时间为毫秒级；系统容易部署，对应用和用户透明。 相关成果 “秦盾”云加密数据库系统有两种部署模式：软件部署和硬件一体化部署。软件部署模式可以基于用户目前拥有的硬件设备 ( 工作站、服务器、云虚拟机等 ) 进行软件部署，加密方式采用软件算法加密；硬件一体化部署则基于团队研发的硬件加密一体机进行部署，用户只需要将上层应用接入硬件加密一体机，即可实现云端数据的加密保护，加密算法采用硬件加密卡进行高效加密。

1 成果介绍网络存储技术从诞生到现在，已经经历了近二十年的历程。在这个过程中，无论是计算技术、网络通信技术还是信息储存技术都发生了翻天覆地的变化。计算技术领域，基于开放操 作系统上的集群计算技术已经取代大型机；网络通信领域，开放架构的 TCP／IP 通信已经统治了一切；在信息存储技术上，单块磁盘的容量已经从 G 级别进入 T 级别。 传统的网络存储设备，无论是 FC SAN、 NAS 还是 IP SAN，都是采用以满足单台服务器存储需要为目标的体系设计，在共享能力、性能、可靠性、扩展性以及总体拥有成本上，已经无法满足企业新的应用需求。如果 仅仅通过外围手段来弥补，必将造成存储架构越来越复杂，用户管理难度越来越大，总体拥有成本越来越高。 为了满足 IT 技术发展的挑战， LoongStore 集群存储采用了代表计算技术、网络通信技术以及文件 系统技术发展方向的体系架构，提供给用户跨平台共享、高性能、高可靠、可平滑扩展、使用和维护简单的高端存储系统。系统以开放架构平台智能存储服务器为基 本节点，通过在千兆以太网基础上不受限制地添加节点，构成了业界最高的性能、可靠性以及极低总体拥有成本的存储集群。 LoongStore 为一种大规模的文件共享存储系统，它面向海量数据、高并发访问的环境。其产品架构图如图所示： 图 1 LoongStore 产品架构 LoongStore 产品架构支持：单文件系统 100PB支持 2000 个以上节点并发支持超过 500 亿文件产品主要特点：产品架构上：实现了横向扩展。从原来的单节点增加 CPU、内存、存储等等的纵向扩展方案往增加节点数量的横向扩展方案的转变，使得容量扩展更加灵活、同时也实现了更低的起始投入成本；产品工作流上：实现了更高效的数据读写方式。通过实现元数据与数据通道分离、将数据条带化存储在不同的存储服务器上，从而高效实现数据的并行读写；产品性能上：实现了高聚合带宽。克服了以前文件集中式存储的瓶颈，实现了文件切片分布式存储方案，实现了高聚合带宽；产品性能上：实现了性能近线性增长。如：（ 1）聚合带宽随着存储集群规模扩大而线性增长， （ 2）充分发挥硬件性能，如网卡性能利用率达到了 80%， （ 3）扩展到 100GB/s 以上的聚合性能；产品可靠性上：实现了无单点故障。通过（ 1）为不同目录的数据设置不同的冗余度， （ 2）自动故障探测与恢复， （ 3）设备恢复速度是 RAID 的 5 倍， 750GB SATA 盘恢复时间 15 分钟， （ 4）元数据服务器每两台互备等，实现了产品的无单点故障；在产品扩展性方面：实现了在线业务扩展容量。支持不停业务在线扩容，并自动迁移均衡数据。从而实现不需要关停业务的方式轻易扩展容量；在产品管理方面：实现了单点配置管理。产品通过单点实现了所有的配置管理功能，通过内置各种自动化处理流程，减少人为参与；产品兼容性方面：兼容各种 X86 架构的服务器和 IP 网络，应用服务器端支持Linux/Windows/Mac 等等。2 应用说明LoongStore 大规模集群云存储系统能够帮助企业加速信息到价值的转换，目前已经在互联网、广电、能源、电信等数据密集型行业帮助企业实现了突破性的价值。 产品主要应用行业与应用案例有：（ 1）互联网：视频， SNS 等，例如中国国家网络电视台（ CNTV），人人网，搜狐；（ 2）能源：大庆油田，中石油勘探开发研究院总院；（ 3）动漫和广电：中影集团，教育电视台等，《建党伟业》、《建国大业》、《孔子》等大片的后期制作就是采用该存储系统；（ 4）教育及其（ 5）军工，航天等等领域。3 技术指标支持 PB 级的存储容量规模，最大容量可超过 100PB；可提供几十甚至上百 GByte/s 的聚合数据读写带宽，而且性能可随存储规模的扩展而线性提升；可高效支持海量小文件的存储和管理，单套系统可高效管理超过 500 亿个文件，现有在线系统已经超过百亿级文件数量规模，而且每天仍然以 2000-5000 万个新文件的速度递增，每天的下载量为 10-20 亿个文件；可支持超过 2000 多个计算节点（或者应用节点）同时高效并发访问同一套存储系统；提供完全符合 POSIX 标准的文件级接口，支持全局共享访问，无须加入第三方共享软件。前端可同时部署 Linux、 Windows、 Mac 等异构计算节点。所有应用可不经过任何修改和移植即可使用存储服务；支持在线扩展存储容量，无需终止应用的正常服务，新增容量即插即用。同时提供在线数据迁移功能，扩容后可均衡所有设备上的存储负载；内置数据高可用机制，一旦发现硬件故障将自动进行数据恢复，无需停止服务。除了能够冗余磁盘故障之外，即使整个存储服务器或者磁盘阵列故障都不影响应用正常服务也不会破坏应用数据。传统存储只能冗余磁盘故障；如果系统中正常设备上的空闲空间总和不少于故障设备上已经使用的空间即可进行数据恢复，无须加入新的设备，传统存储采用 RAID 机制必须加入新的存储设备才能进行恢复。确保了系统无间断持续运行；l 在线控制存储设备的负载。在观察到某块存储设备有异常现象时，可以在线手动禁止这块磁盘的空间分配，设置后系统不再往被禁止分配空间的磁盘内写入新的数据，原有的数据仍然可用。当设备正常时即可在线放开；提供主动数据迁移功能，方便硬件在线更换。当某些设备使用时间超过一定年限，或者是发现设备有安全隐患时，可以主动将该设备上的数据迁移到其它存储设备，迁移完成后即可将设备移除下线，不影响应用的正常服务；简易管理，通过单一图形化界面即可管理和监控整个存储系统；高硬件兼容性，既可以采用传统的 SAN 或者盘阵作为存储单元，也可以采用通用的存储服务器进行构建，硬件选型范围广，成本低，适合用于构建海量的云存储系统。