在2019年度北京市科技奖励评选中，中国科学院软件研究所参与完成的四项成果获奖。其中，“高安全低功耗嵌入式系统芯片技术及应用”、“航天嵌入式软件可信保障关键技术和应用”两个项目荣获“2019年度北京市科学技术奖一等奖”，“面向物联网大数据的智能服务平台关键技术及应用”、“基于国产基础软硬件的交通行业复杂实时系统关键技术及应用”两个项目荣获“2019年度北京市科学技术二等奖”。                 

　　一、“高安全低功耗嵌入式系统芯片技术及应用”项目获北京市技术发明奖一等奖。

　　完成单位包括：北京航空航天大学、中国科学院计算技术研究所、中国科学院软件研究所、航天恒星科技有限公司、北京中科睿芯科技有限公司、北京大学、华中科技大学。

　　软件所主要完成人为可信计算与信息保障实验室副研究员张蕾(排名第6)。

　　嵌入式系统广泛用于国防和国民经济领域。在复杂环境中，嵌入式系统面临着软件漏洞、数据代码被篡改等严重的安全威胁；功耗问题也已成为制约其进一步发展的瓶颈。现有安全防护技术和功耗优化方法难以满足航空航天、公共安全、军事国防等国家关键领域对于嵌入式系统芯片应用高安全、低功耗的迫切需求。

　　该项目提出了一种基于芯片内置硬件监控机制的安全嵌入式处理器设计方法，实现了系统代码级安全保护。提出了针对程序代码和数据的篡改型攻击模型，设计了安全体系结构；提出了一种基于数据、代码和控制流等状态参数或耦合参数的程序执行安全监控机制；设计了一种高安全、低资源消耗的轻量级密码杂凑函数及数据代码完整性验证算法；分别对静态和动态信息进行标记及验证，实现了从函数级、基本块级、到指令级等不同粒度的安全监控，并提出了系统快速安全恢复机制。针对低功耗需求，建立双逻辑低功耗模型和多层次协同功耗优化模型，系统地降低了嵌入式系统功耗。从逻辑探测、极性搜索和转换等阶段，提出了传统布尔和Reed-Muller (TB-RM)双逻辑电路功耗优化方法；基于深度学习，提出了多层次协同功耗优化设计方法；提出了一种粗时间粒度调压细时间粒度调频的混合动态功耗优化方法。项目成果已应用于制导导航、公共安全监控等关键领域，取得了显著的社会经济效益。

　　二、“航天嵌入式软件可信保障关键技术和应用”项目获北京市科学技术进步奖一等奖。 

　　完成单位包括：北京控制工程研究所、北京轩宇信息技术有限公司、中国科学院软件研究所、华东师范大学、国防科技大学、南京大学。

　　软件所主要完成人为计算机科学国家重点实验室詹乃军研究员 (排名第4)。

　　嵌入式软件是航天器的重要组成部分，其可信性保障是国内外公认的重大挑战。项目提出了以标准、规范和工具为手段的软件可信保障系统解决方案，实现了航天嵌入式软件可信性从局部到系统、从依赖人到依赖工具的转变。

　　该项目建立了航天嵌入式软件可信保障技术体系和集成环境，千行代码缺陷率下降90%，生产率提升20%以上；建立了嵌入式软件缺陷预防、检测和定位的成套方法，软件缺陷检测效率提升3倍以上；提出了混成系统渐近稳定性判定和安全性形式验证以及航天嵌入式软件可信性分级度量评估方法。

　　该项目在载人航天和探月工程等国家重大专项中全面应用，基于项目成果的多项软件产品市场占有率居国内领先，有力支撑了我国重大航天任务的顺利实施，推动了嵌入式软件研制技术的进步。

　　三、“面向物联网大数据的智能服务平台关键技术及应用”项目获北京市科学技术进步奖二等奖。 

　　完成单位包括：北方工业大学、北京易华录信息技术股份有限公司、中国科学院软件研究所、北京华夏星云网络科技有限公司。

　　软件所主要完成人包括：时空数据管理与数据科学研究中心研究员丁治明(排名第四)。

　　物联网大数据是指由嵌入各种物理对象的、互相连接并接入互联网的传感器产生的海量实时数据，通常具有时序特征，有时兼备空间特征。目前主流大数据处理平台缺乏对物联网大数据时空特征的关注，缺少物联网大数据统一表达、高效存取、深度融合、实时分析等相关技术，成为制约大数据产业发展的瓶颈。

　　该成果主要依托于“面向物联网大数据的智能服务平台（简称GSTRIA平台）”。GSTRIA平台是专注于物联网大数据、多媒体采样数据、地理数据的统一表达、高效存取、深度融合、实时分析处理的平台。GSTRIA平台主要技术创新点如下：（1）多源异构海量物联网大数据的统一融合表达技术。针对不同类型的物联网数据特点，创新了数据统一融合表达模型，解决了复杂物联网数据表达的不规范问题。（2）物联网大数据多尺度计算技术与内外存协同的高效存储与索引机制。提出了矢量提取方法，通过监控对象的状态变化模式（称为“状态矢量”，简称“矢量”）来描述监控对象的物理状态，降低了海量物联网数据存取、计算代价。创新了内外存协同的数据存储与多模态数据实时索引方法，降低存取成本，克服大部分大数据系统通过磁盘文件系统共享数据而造成的存储查询性能瓶颈。（3）多源异构物联网大数据深度融合与关联计算技术。攻关了大数据驱动的“空间-时间-人间”多因素关联分析技术，创新了基于“空间-时间-人间”多因素关联的、融合多尺度态势信息的地理空间建模方法，打破了原有模型的固化模式，突破了原有建模方法的性能瓶颈。

　　GSTRIA平台已经在应急管理、智能交通（包括城市交通、城际交通、海上交通）、智慧工厂（包括电厂、电网）、智慧农田等领域得到了广泛的部署和使用。GSTRIA平台具有重大应用前景，中心与中科院国家空间科学中心、清华大学公共安全研究院、内蒙古政府存在长期交流与合作关系；同时与军方开展深入交流与合作。

　　四、“基于国产基础软硬件的交通行业复杂实时系统关键技术及应用”项目获北京市科学技术进步奖二等奖。 

　　完成单位包括：北京市交通信息中心、中国科学院软件研究所、北京工业大学、东华软件股份公司、北京东华合创科技有限公司、北京通途永久科技有限公司。

　　软件所主要完成人包括:软件工程技术研发中心副研究员吴国全(排名第2)、研究员王伟(排名第9)。

　　该项目首次提出基于国产基础软硬件的交通行业实时、高可用流式数据处理、缓冲与存储优化技术，提高了国产基础软硬件环境下实时业务的响应性和可扩展性；创新性提出国产基础软硬件环境下复杂业务系统端到端兼容性测试与分析技术，自动检测并辅助分析复杂业务系统迁移前后在功能方面的不一致，有效提升了国产软硬件整体兼容适配水平；攻克了国产基础软硬件环境下地理空间数据的高效存储、高频查询和实时显示难题，融合内存镜像、分区和索引技术，满足交通行业复杂实时业务对地理空间数据的高效处理需求；研制了国内首个基于国产基础软硬件的综合交通应急保障平台,并突破了基于多维物联感知的重大活动时空影响智能监测与跨领域协同保障技术。研究成果申请发明专利30余项（已获授权15项）、获软件著作权20项，在国内外重要期刊与会议发表高水平学术论文40余篇，出版论著2部，制定行业标准和规范3项。

　　项目实现了国产基础软件环境下10个交通业务构件的迁移，实施了10项以上交通运输领域实时业务示范应用，成果在北京市31家交通行业重点单位进行了部署和实际应用，有力支撑了APEC会议、园博会、世锦赛、“一带一路”峰会、中非合作论坛等重大活动期间的全过程交通应急保障，极大提升了北京市交通系统的服务水平和应急保障能力。项目的实施推动了国产基础软硬件在交通、电子政务等领域的深度应用，近三年累计直接经济效益 1.29亿元，促进了国产基础软硬件自主可控生态体系的建设。

　　“高安全低功耗嵌入式系统芯片技术及应用”项目获2019年北京市科学技术奖技术发明奖一等奖 

　　“航天嵌入式软件可信保障关键技术和应用”项目获2019年北京市科学技术奖科学技术进步奖一等奖

　　面向物联网大数据的智能服务平台关键技术及应用”项目获2019年北京市科学技术奖科学技术进步奖二等奖

　　“基于国产基础软硬件的交通行业复杂实时系统关键技术及应用”获2019年北京市科学技术奖科学技术进步奖二等奖