问题类型
全部 前沿科学问题 工程技术难题 产业与技术问题
学科领域
全部 数理化基础科学 生命健康 地球科学 生态环境 制造科技 信息科技 先进材料 资源能源 农业科技 空天科技 其他
征集年度
全部 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018
云网融合 卫星互联网 边缘计算 云边协同
CT通信技术和IT信息技术深度融合带来了信息基础设施的深刻变革，云网融合已经成为全球电信运营商数字化转型的必由之路和制胜之道，无论是互联网企业、设备供应商，还是平台运营商，都在向云、网数字化能力平台演进。云网融合聚焦于云和网的基础资源层，通过实施虚拟化、云化以及一体化的技术架构，实现简洁、敏捷、开放、集约、安全的新型信息基础设施的资源供给，实现云计算资源弹性伸缩和网络资源方便可靠连接的有机融合，使得传统上相对独立的计算资源和网络设施有机融合。与5G移动互联网相比，卫星互联网具有空间覆盖和内容广播方面的独特优势，但在传输时延和带宽容量方面仍存在提高空间，打造云网融合的新型信息基础设施是卫星运营商积极推进的发展战略，也是网络建设的主要切入点。在5G和卫星互联网支撑下，以网为基础、以云为核心，云网融合一体化的卫星互联网能更好地为千行百业提供综合智能信息服务。
推荐机构： 中国宇航学会
2024年度
绿色制药 精准化学 化学反应 分离纯化
“精准化学”是药物化学和材料科学的未来发展方向。精准化学的核心在于通过精确控制化学反应和分离纯化过程，实现药物和功能材料的高效合成和纯化，从而推动化学制药和功能材料产业的可持续发展。然而，实现这一目标并非易事，其理论基础和实际操作都面临着诸多挑战。目前，传统教科书上的理论，在实际应用中往往显得捉襟见肘，这迫切需要我们重新审视和构建新的理论体系。
推荐机构： 中国化学会
冰巨星 就位探测
冰巨星作为研究太阳系和系外行星的蓝本，科学价值高，一直是国际深空探测领域的热点，但对太阳系最远距离冰巨星实施就位（环绕、进入等）探测的技术难度极大，始终是一块空白地，目前也仅有美国对冰巨星开展过飞越探测。实现对冰巨星及其卫星就位探测，不仅可以填补国际深空探测的领域空白，突破科学探测的前沿技术，还将有助于解决包括太阳系形成与演化、宇宙起源和生命起源等在内的重大基础科学问题，彰显国家综合国力和科学发展水平。
低碳 炼铁 非高炉 氢冶金
当前，我国钢铁工业已进入减量阶段、重组阶段、绿色阶段三期叠加的关键时期，钢铁企业既迎来减量化和高质量转型发展的重要机遇，又面临愈发严苛的环境约束和低碳发展的巨大挑战。传统炼铁工艺大量使用碳素作为热源和还原剂，是排放温室气体（CO2）的重点工序之一。除了碳排放之外，前置工序（烧结、球团、炼焦等矿煤造块工序）因碳引起的系列污染问题，也给炼铁流程的生存和可持续发展带来危机，实现炼铁过程节能减排是从根本上解决生存问题的关键。
推荐机构： 中国金属学会
稀薄气体 湍流 多尺度流动 非平衡输运
从微观的角度，流动的本质为分子的运动与相互作用，然而，巨量分子运动与碰撞的系统效应在宏观上表现出多尺度、非平衡特征，形成复杂的流动结构。尤其对于稀薄气体流动和湍流，存在着显著的非平衡流动现象。譬如，稀薄气体分子自由程较大时，连续介质假设失效，分子与壁面相互作用在壁面出现速度滑移和温度跳跃；湍流中涡流大小不一、方向多变，涡旋不断产生、破碎和衰亡，展现出强烈的无序、随机和多尺度特性。因此，考虑分子运动离散性，研究稀薄气体分子单/多组分间碰撞过程、不同条件下分子-壁面相互作用机理；基于多尺度分析手段，开展湍流转捩、大尺度流动分离机理研究；探索多尺度非平衡流动的输运机制和共性问题，建立气体分子或流体微团间相互作用与宏观复杂流动特性之间的联系，从而提高对复杂非平衡流动形成和演化机理的认识，完善多尺度流动基础理论，促进多尺度非平衡流动相关学科的进步。
推荐机构： 中国力学学会
铁路运输 市域铁路 中国列车运行控制系统 移动闭塞
CTCS（中国列车运行控制系统）具有良好的互联互通基础和可扩展性，为进一步提升CTCS在市域铁路上的集成化程度，减少运维成本，节约工程投资，提高运输效率，实现多层次网络互联互通，需要对市域铁路列车运行控制系统进行技术创新。如何实现基于CTCS的市域铁路移动闭塞系统？需要构建基于CTCS的市域铁路总体技术方案，形成基于CTCS的市域铁路移动闭塞标准体系，研制适用于市域铁路的相关装备样机，搭建实验室仿真测试平台，完成样机设备的实验室仿真测试，并进行现场验，以实现关键技术的突破。 市域（郊）铁路是城市中心城区联接周边城镇组团及其城镇组团之间的通勤化、快速度、大运量的轨道交通系统，是实现多层次轨道交通网络互联互通和区域“一体化”“高质量”发展的关键环节。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞技术具有系统集成化程度高、轨旁设备少、运维成本低、行车间隔小、工程投资少、可持续发展等特点，同时继承了CTCS体系的互联互通优势，能更好地服务于市域铁路。 基于CTCS的移动闭塞技术在市域铁路领域尚在研发、未有应用，其实现存在着诸多难题，主要包括：构建基于CTCS的市域铁路移动闭塞总体技术方案，形成基于CTCS的市域铁路移动闭塞标准体系，研制适用于市域铁路的相关设备样机，搭建实验室仿真测试平台，完成样机设备的实验室仿真测试，在试验线路现场验证。 难题难点在于： 1、降低运维成本 市域铁路CTCS-2级列控系统采用轨道电路进行列车占用检查，但轨道电路易出现“红光带”的问题，产生原因既有工务的钢轨锁定不良，支距杆、轨距杆绝缘部分损坏；也有电务的扼流变压器损坏，发送盒、接收盒故障；还有供电的牵引回流不畅等原因。轨道电路出现“红光带”会引起列车停车，解决故障可能会需要运维单位工务、电务、供电等多部门联合处理，需要大量的运维成本。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞取消轨道电路、有源应答器等设备，可减少维护工作量，降低运维成本，需研究车载多源融合定位方法，并在保证列车运行安全的前提下，综合考虑定位精度、技术发展和成本等，是总体技术难点之一。 2、提高运输效率 市域铁路采用的CTCS2+ATO列控系统属于固定闭塞制式，在列车通过能力方面，通过理论计算分析，基本能满足行车间隔180s的要求。但对于个别线路、个别区段或个别时段的大客流量情况，可能需要更小的行车间隔，更灵活的列车运行或列车编组，进而对系统能力有更高的要求。 移动闭塞技术能缩短行车间隔，提升运输效率。目前，移动闭塞设备主要有CBTC和CTCS-N两种。CBTC单线运营指标良好，但不满足市域铁路的互联互通需求，其网络化运营能力仍需要不断的技术创新和工程验证，进展缓慢；CTCS-N继承了CTCS体系互联互通的特点，实现了区间移动闭塞，但未具备全线路移动闭塞、自动驾驶、自动折返等功能。基于CTCS的移动闭塞技术可实现全线路移动闭塞、自动驾驶、自动折返、互联互通，相关系统功能、技术指标的确定是总体技术的又一难点。 3、节约工程投资 市域铁路采用CTCS-2级列控系统且停靠8辆编组的动车组时，贯通式车站到发线有效长度为400m；上海市域铁路某线路根据相关文件优化到发线有效长度为370m，但规模还是较大，仍需优化。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞技术拟采用在出站信号机外方设置防护区段的技术方案，既能保证接发车行车安全，又能进一步减少到发线有效长，进而减小车站建设规模，节约工程投资。 如何应用出站信号机外方的防护区段实现列车运行安全，也是总体技术难题之一。 4、多层次互联互通 基于CTCS的市域铁路移动闭塞技术保留了CTCS2+ATO列控系统的车载功能，既可以实现与国家干线铁路及都市圈城际铁路的互联互通，也可以在市域路网内互联互通，具备小间隔、高密度及灵活运营的优点，同时可为与城市轨道交通互联互通运营打下基础，真正实现“四网融合”的目标。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞创新技术路线，是以CTCS-N新技术为基础创新还是以成熟CTCS2+ATO为基础进行叠加需要进行严谨比选。为保证设备级的互联互通，需要多个设备厂家和设计院共同参与、深入研究，并经过完整功能的现场验证。其技术路线的选择、设备功能确定、技术实现方法及现场验证等都是总体技术的难点。 上海市域铁路要实现路网内部互联互通、与长三角地区近沪城际铁路互联互通、与国铁干线互联互通。上海申铁投资有限公司（简称上海申铁）作为市域铁路建设主体，已开工建设5条线，分别是机场联络线、南汇支线、嘉闵线、示范区线、南枫线，其中机场联络线将于2024年底开通CTCS2+ATO（含自动折返）。
推荐机构： 中国铁道学会
电-氢-碳耦合 煤电转型 新能源消纳 绿色化工
碳排放过量导致的气候变化问题，本质上是化石能源过度开采导致的碳循环失衡，释放到大气中的二氧化碳大于地球系统固化的二氧化碳。解决这一问题有“一减一加”两个途径，一是以清洁能源代替化石能源，减少能源系统碳排放；二是捕集二氧化碳后采用人工合成方式制取甲醇等有机物加以利用，增加人工碳固化。 构建零碳排放的能源系统是实现“一减一加”的基础。在零碳排放能源系统中，可再生能源作为能量的来源，碳元素和氢元素作为能量载体循环利用，随着价态变化实现能量的吸收和释放，将随机波动的风光新能源转化为安全可控的能源产品。通过构建零碳排放能源系统，能够以“先立后破”为原则实现中国能源供应从以煤炭为主过渡到可再生能源为主的，以最高安全、最小代价使得碳循环重回平衡。具体来看以新能源发电为能量来源，以水、空气和煤电排放的二氧化碳等为原料的绿氢、绿氨、绿甲醇等工艺可以实现电-氢-碳耦合发展，为协同解决煤电绿色低碳转型、新能源大规模开发消纳等问题提供了系统性的解决方案。 目前，电-氢-碳协同仍处于理论研究阶段，发展模式尚不明确，需要针对新能源发电、煤电与绿氢、绿氨、绿甲醇等的耦合方式开展研究。同时，更高效率的电制氢技术、可调节、可中断与新能源灵活互动的柔性化工技术、氢氨发电技术等一系列技术问题也亟待解决。
推荐机构： 中国电机工程学会
光合效率 遗传调控网络 分子育种 粮食产量
光合作用是作物产量形成的基础，90%以上的干物质来自光合作用，光合作用效率高低决定着作物产量的高低。高光效的生物学基础是国际上长期悬而未决的重大科学问题，涉及光能吸收/传递与转换、电子传递、碳同化三个复杂的生理生化过程。叶片解剖学结构形成与叶绿体发育也决定着作物光合作用效率。目前主要农作物的光能利用效率仅为1%左右，阐明作物高光效的生物学基础，大幅提升光能利用效率，是从根本上提升作物单产的重要途径，有望引起新一轮的育种革命。
推荐机构： 中国农学会
半导体硅单晶 直拉法 晶体生长控制理论 品质管控技术
硅单晶材料在集成电路产业链中占据首要地位，硅单晶的品质对集成电路芯片性能有着重要的影响。硅单晶制备过程是多场耦合、多相变、大空间、高温、高真空、高洁净的精密生产过程，此过程决定了硅单晶的品质。如何在复杂的制备过程中，通过调控宏观工艺参数，实现对硅单晶微观品质的精准管控，是硅单晶制备产业界和学术界持续关注的难题。通过发展新理论、研究新方法、形成新工艺，实现对硅单晶生长过程及品质的有效管控，达到稳定提升硅单晶材料品质的目的，以满足不断演进的集成电路芯片制程要求。这项技术对建立和发展我国半导体硅单晶产业，实现生产过程的科学化、高效化、实用化，形成市场竞争优势具有重要的理论价值和现实意义。 半导体硅单晶是制造集成电路芯片最重要的基础性材料，90%以上的集成电路芯片都是制作在硅单晶上，硅单晶的制备在集成电路产业链中占据首要地位。半导体硅单晶的品质主要包括：直径尺寸、长度等宏观品质；氧碳含量、晶体缺陷、杂质浓度等微观指标，这些决定了硅单晶制备效率和后端集成电路芯片的性能，同时，也反映了一个国家集成电路产业的发展水平。 目前，半导体硅单晶材料制备产业仍具有高度集中的特点，以直径12英寸硅片为例，日、德、韩等境外5家企业占据90%以上的全球市场份额，形成了世界范围的垄断。代表当今集成电路芯片主流制造水平的20nm及以下制程工艺所要求的高品质、大尺寸半导体硅片，我国主要依赖进口。半导体硅单晶材料从技术研发、产业生产到市场销售具有投资规模大、建设周期长、技术门槛高、产业垄断强的突出特点，成为制约我国集成电路产业发展的关键壁垒之一。
推荐机构： 中国自动化学会
AI眼底血管健康技术 代谢疾病 分级诊疗
代谢性疾病是一类涉及人体内物质代谢异常的疾病，主要包括糖、脂肪、蛋白质等物质的代谢紊乱。这类疾病包括糖尿病、高血压、高血脂、冠心病和肥胖症等。定期进行眼底检查与AI评估有助于及早发现和监测这些代谢疾病，从而减少对患者视力和生活质量的损害。然而，目前眼底血管健康检查技术具有较强的专业性，存在一些限制，如仪器设备的限制、医生技术和经验的限制，以及患者的经济负担等。AI技术在眼底血管健康检查的应用，极大提高了代谢性疾病的诊疗效率。近年来，基于眼底图像的人工智能技术已被开发用于评估心血管病的发病风险。这种技术具有即时、无创、易操作和成本低等优点，能够快速准确地评估个体的心血管病风险。本产业技术问题聚焦我国如何应用AI眼底血管健康技术促进相关代谢疾病分级诊疗。目标是实现不同医疗卫生服务机构疾病诊疗效率一致性，推进代谢疾病早期诊断和风险评估。通过优化分级诊疗路径，AI眼底血管健康技术有助于实现医疗资源的合理分配，提高医疗服务的效率和质量。 目前，综合医院全科医学科已经在基层医疗机构中建立了广泛协作网络。这一网络的优势在于，它能够整合先进的AI眼底血管健康筛查技术，致力于将这些技术无缝嵌入基层医疗服务中，同时确保不会给基层医疗机构带来额外的经济和工作负担。构建一套完整的AI眼底血管健康技术实施策略，以提高医疗服务的效率和质量。
推荐机构： 中华医学会
