【光明日報】首都高校前沿科技助力北京奧運會
發布日期:2008-08-10 閱讀次數:
http://www.jyb.com.cn/xy/xylb/xycz/t20080806_186903.htm
來源:光明日報2008年08月06日
編者按:奧運會正在向我們走來。首都高校科技助力奧運、興建奧運場館、培訓奧運志愿者……為奧運會的舉辦做出了積極貢獻。
據不完全統計,高校師生申請奧運會志愿者人數占北京市報名總數的70%以上。首都高校承擔了奧運會志愿服務主體任務的90%以上。
同時,高校站在科技創新的前沿,它們利用自己的科研和智力優勢,把“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”集中體現在高校6座奧運場館和23座訓練場館的建設中,并集成了數十項自主創新的科技成果。
從環境監測到建筑節能,從場館、景觀設計到場館風險評估,從項目信息化管理到智能交通系統……清華大學承擔百余項課題為北京奧運會服務;北京大學承擔的馬拉松賽道所有的路縫不超過5毫米,井蓋高出路面的高度也不超過5毫米,道路拐彎處弧度大于等于11米,達到了一級賽道標準;北京工業大學“羽毛球”體育館房頂長約150米、寬約120米的鋼結構創造了世界建筑史上的新紀錄——世界上跨度最大的預應力弦支穹頂,最大跨度達93米……
清華:創造奧運史上“第一”
本報記者 豐捷 通訊員 顧淑霞
“分單雙號出行,我們能為北京的‘藍天’做多少貢獻?”這是眼下許多北京私家車主關心的話題。而這,正是清華大學大氣污染控制專家郝吉明院士率領的科研團隊全力進行監測、模擬、逐步量化的科學問題。7月底,一份對奧運期間北京市空氣質量情況的預評估報告提交北京市政府,它將為奧運期間減排和限行的舉措提供更為具體的建議。
從環境監測到建筑節能,從場館、景觀設計到場館風險評估,從項目信息化管理到智能交通系統……自2001年北京奧運申辦成功以來的七年間,清華大學積極發揮學科優勢,承擔百余項課題為北京奧運會服務,以實際行動闡釋“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”理念。這些課題涉及清華20多個院系,百余位專家和幾百位師生傾情參與。
奧運史上的首創,科技史上的前沿,是清華承擔的奧運項目的共同特色之一。面對國際奧委會在歷史上首次明確要求主辦城市奧組委對場館建設項目進行定期的風險評估,北京奧組委設立“對場館建設項目進行定期的風險評估”課題,清華建設管理系方東平教授、王守清教授,建筑設計研究院莊惟敏院長等近20位教授和研究生傾情參與,從2003年年底到2005年9月,圓滿完成了這一課題,打造了奧運歷史上的一個“第一”。
在奧運村,“奧運公園節能與可再生能源利用示范項目——奧運村三大理念展示中心”,將各種節能技術巧妙合理地結合利用,實現各種技術之間“用、蓄、補”三原則,以及在世界上首次實現跨季節與夜間蓄冷技術將冬天的冷能轉為夏季冷源,這些都為當前解決能源緊缺問題開了一劑良方。
以“通往自然的軸線”為設計主題,用磅礴大氣的自然山水園消融北京城市的中軸線,和諧地銜接了現代都市和美麗的大自然;中華五千年的燦爛文明為公園中的一山一水增添了氣勢;發達的科技以及時代感的融入更使公園熠熠生輝。這個獨具特色的奧運設計作品——奧林匹克森林公園,出自于清華大學建筑學院胡潔老師帶領的團隊。遵循“綠色奧運”的理念,公園采用了疊山理水的設計方法,這是中國傳統園林典型的設計手法。胡潔巧妙地把森林公園設計成北京的“綠肺”和生態屏障,極好地體現了“中國特色”。
“中國特色”,是清華奧運課題的又一突出特色。不僅僅是奧林匹克森林公園,在清華承擔的眾多奧運課題尤其是美術學院參與的奧運課題中,幾乎每一個都是以奧運特色和中國特色相結合為靈魂。從北京奧運會申奧標志、北京奧運會會徽、奧運會吉祥物,到奧運核心圖形、體育圖標、官方海報,從北京奧運會城市景觀規劃、北京奧林匹克公園城市雕塑、奧運比賽場館環境導識,到城市交通工具色彩規劃、“好運北京”系列測試賽等相關設計項目,“中國特色”都顯得尤為突出。
此外,自動化系承擔的智能交通,立足北京交通特色,為北京奧運會順利召開保駕護航。體育部完成的專業訓練體系,為運動員更好地訓練和參賽提供了良好支撐……
清華承擔的每一項課題至少有一位專家學者領銜,而更多的是幾個人、十幾個人、二十幾個人,甚至是更多人的團隊力量。當奧運的腳步越來越近,回首過去七年的參與過程,美術學院副院長何潔教授不無感慨地回憶說,多少名師生,無數個日夜,大家不辭辛苦、不計報酬,付出了許多的心血,流下了許多的汗水。討論時忘記了吃飯,時間晚了,就睡在設計室……正是這種無私奉獻的精神,一個個極富挑戰的項目以最優秀的形式展現出來……
據統計,清華大學憑借學科綜合優勢,至少有百余位專家和幾百位師生,通過加強重點科研攻關,推動高新技術成果在奧運會各環節的應用,踐行“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”理念。
北工大:服務奧運與發展科研互惠互利
本報記者 王慶環
奧運臨近,作為唯一一座坐落于北京東南地區的奧運比賽館——北京工業大學奧林匹克體育館格外引人注目,它屋面形似扁平的羽毛球,建筑形體輕盈優美,恰與在這里舉行的羽毛球和藝術體操比賽意蘊吻合,弦支穹頂的5道環向鋼索和每環56根徑向鋼拉桿象征著我國56個民族手牽奧運五環,給北京南城增加了濃重的奧運色彩。
可是,你知道嗎?這座體育館從建筑、結構,到空調、照明,所有專業的設計和施工均由我國自主完成,尤其是體育館的穹頂,它是北京工業大學鋼結構學科發揮自己的優勢,在國家自然科學基金和北京市科委奧運專項的資助下,獨立完成了體育館結構靜力、抗震動力模型試驗,并應用自己的專利成果,與設計、施工單位共同創新建設了目前世界上跨度最大的預應力弦支穹頂結構。負責該場館建設的該校副校長張愛林教授說:“我們通過優化設計,一方面大大減少了鋼材用量,保證場館擁有輕盈的外觀,同時,整個結構也絲毫不失堅韌和剛強。”
用自己所長助力“科技奧運”,北京工業大學的教授們活躍在奧運的大舞臺上。
國家體育場“鳥巢”是目前世界上鋼結構跨度最大的體育建筑之一,實現重達40000噸大跨鋼結構的關鍵是24根巨大的柱子,因此研制“大型
鋼桁架柱柱腳——混凝土承臺組合結構”的設計理論與技術成為“鳥巢”建設中的核心問題。北京工業大學建工學院曹萬林教授與中國建筑設計研究院范重教授合作,研制了“柱腳-承臺-樁-土”復雜結構體系的構型及其設計技術,被北京市科委組織的專家鑒定委員會評價為“研究成果總體達到了國際領先水平”,在“鳥巢”應用后效果良好。2007年“鳥巢”被美國時代周刊評為世界十大建筑。
另外,該校北京市大氣污染控制研究中心承擔了兩項北京市科委綠色奧運重點研究項目:“北京市空氣質量達標戰略研究”、“北京與周邊地區大氣污染物輸送、轉化及北京市空氣質量目標”,在深入研究后他們證實了北京及周邊地區大氣的區域性污染確實存在,從而豐富了北京地區大氣污染防治的思路,促進了局部污染控制向區域污染控制的轉變,為北京大氣污染控制戰略方案制定和管理工作提供了重要的科學依據。
同時,該校交通研究中心在詳細分析北京市智能交通基礎和奧運智能交通需求的基礎上,利用仿真工具從宏觀、中觀、微觀對奧運交通組織、管理、運營進行多層次、多方位的仿真測試,為制定完善、周密的奧運交通組織計劃提供了科學的決策依據。
“任何人在任何時間、任何場所都能夠安全、方便、快捷、高效地獲取可支付得起的、豐富的、無語言障礙的、個性化的信息服務”是北京奧運會和殘奧會對無障礙信息服務提出的要求。作為國家自然科學基金重點項目“普適計算研究-手語無障礙信息服務的普適計算”負責單位,北京工業大學承擔起多模式手語信息的同步表達理念研究及系統實現,該校計算機學院尹寶才教授和他的團隊重點研究了在網頁上增加手語信息使聾人更方便、快捷地獲取網上信息的“基于WEB的手語播報系統”,該成果獲得了2007年高校科技進步一等獎,也已被北京奧組委官方網站無障礙信息服務計劃采用,而這樣的服務在歷屆奧運會上是沒有的,不僅體現了“科技奧運”理念,更體現了“人文奧運”理念。
為實現“科技奧運”的理念,社會各屆包括眾多企業、科研院所和高等院校參加了眾多研究和開發工作,取得了一大批科技創新成果。那么,在服務奧運之后,這些成果如何轉化為科技產業,從而推動我國科技產業的發展呢?北京工業大學經管學院教授黃魯成及其團隊在承擔起“奧運科技產業化及基于奧運市場規則的國際化發展研究”項目后開展了大量的研究工作,兩年來發表學術論文60余篇,其中被檢索30余篇,出版專著《奧運科技-我國科技產業新源泉》,國外學者評價這些研究“對管理新興技術做出了重要貢獻”。
服務奧運也反哺了學校。“以科技服務奧運,也促進了我校的科研工作,使我校科技體制改革不斷深化,科研意識進一步加強,學術活動和學術交流空前活躍,從而構筑了良好的學術氛圍。”張愛林副校長這樣說。
北理工:追求創新彰顯科技魅力
本報記者 朱振國
說起純電動客車,人們并不陌生。
奧運會期間,奧林匹克公園核心區內投入使用的50輛純電動大客車,成為一大亮點。
“目前,汽車有害排放已經成為世界性大氣污染、噪音污染的重要來源,加上全球石化能源面臨供應短缺,節能減排已經成為刻不容緩的頭等大事。”項目負責人北京理工大學副校長孫逢春教授說,“北京市向世界莊嚴承諾,將在2008北京奧運會上實現電動汽車的規模化應用,使用零排放電動汽車輛。”
2005年由他帶領的項目組,完成了車輛設計、制造、公告、空載陸試、綜合路況測試等各種準備工作,之后由北京公共交通控股集團有限公司為主承擔了121路市內電動公交專線試驗示范運行。
目前,示范運行的車輛累計行駛總里程超過50萬公里,運行的實測數據以及反饋意見表明:電動車輛主要技術性能完全可以滿足北京城市工況需要;由于消除了發動機噪聲、尾氣零排放以及平穩的起步停車等,使得電動汽車在乘坐舒適度方面明顯優于傳統燃油汽車。
新型奧運用電動客車采用了多項先進技術,具有國際先進國內領先的水平。
比如,提出了動力電池成組應用的理念,首次提出了電池箱內外箱分離、外箱密封的概念,首次應用大容量鋰離子電池進行了規模裝車試驗示范運行工作,解決了電池箱防塵、防水、防火、通風、散熱、對車體絕緣等六方面關鍵技術。
研發項目組首次提出了“電動汽車一體化動力驅動技術”,將先進的全數字矢量控制交流電機和專門設計的三擋機械變速器進行了一體化設計,同時輔之以一體化自動控制裝置,取消了傳統的離合器,研制成功了一體化自動變速動力驅動系統,大大提升了電動客車動力傳動系統的技術水平,使電動汽車技術的關鍵總成獲得突破,已獲國家發明專利授權。
在國際上首次使用的“一體化冷暖電動空調”,簡化了安裝,可以方便地進行制冷、制熱模式切換,實現車用空調的冷暖一體化,實現了空調效果與節能的有機結合。與傳統空調相比節能15%左右,與傳統電熱方式相比制熱能效比提高40%。
2008年8月8日晚8點,第29屆奧林匹克運動會將在北京拉開序幕,屆時一系列中國元素在人們的歡呼聲中接連亮相。
由北理工軟件學院“數字表演仿真技術”團隊成員研發的“大型廣場文藝表演計算機三維智能仿真編排系統”在奧運文藝表演的創意、排練、實施到最后的演出,都將發揮巨大的作用。
“從導演創新手段和表演內容上是一次革命性的創新,也運用大量的數字化的背景。這種現代化手段不僅是彌補了過去手段的一些不足,更重要的是中國人數眾多、改革開放形式、古老文明、和諧發展等特點都得以完美體現。”項目負責人、北京理工大學軟件學院副院長丁剛毅介紹說。
從2007年9月至2008年7月的十個月中間,北京理工大學軟件學院“數字表演仿真技術”的研發團隊的“計算機三維智能仿真編排系統”。
“首先,我們要完成奧運會任務。”研發團隊李紅松老師談到研發這套系統的起因時表示,能夠為北京奧運會做出應盡的力量和貢獻,心里感到很欣慰。
“起初,我們的定位是用計算機展示導演們的創意,后來發展到用計算機來驗證他們的想法,最后我們都慢慢地知道他們的哪些想法可行,哪些想法不可行。我們用計算機給他提供數據,然后他再改進方案。”
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