高校科研助力科技奧運
“科技助奧運成功,奧運促高校發(fā)展”。7年前,北京申奧首次亮出“科技奧運”牌,7年后的今天,“科技奧運”的藍圖已經(jīng)繪就。全國先后有50多所高校參與到科技奧運的各項工作中,在奧運歷史上寫下了濃墨重彩的一筆。
北京奧組委技術(shù)部三級項目專家張繼偉說,高校開發(fā)和應(yīng)用的大批先進、適用的創(chuàng)新技術(shù)成果,結(jié)合了北京奧運會建設(shè)的重大科技需求,發(fā)揮團結(jié)協(xié)作和聯(lián)合攻關(guān)的優(yōu)勢,在奧運場館建設(shè)、運動科技、數(shù)字奧運、奧運交通、賽事準(zhǔn)備等方面都作出了突出貢獻。
高校創(chuàng)造了科技奧運數(shù)個第一
走進北京工業(yè)大學(xué)體育館,記者立刻感到豁然開朗,對此,北京工業(yè)大學(xué)主管場館建設(shè)的副校長張愛林解釋說,體育館內(nèi)部之所以顯得特別高大敞亮,并不是因為體育館的面積大,而是運用預(yù)應(yīng)力弦支穹頂結(jié)構(gòu)將內(nèi)部空間“變”大了。
“北工大鋼結(jié)構(gòu)學(xué)科發(fā)揮了優(yōu)勢,應(yīng)用了自己研究的專利成果,為預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這一獨特設(shè)計方案的實現(xiàn)作出了重要貢獻,達到了鋼結(jié)構(gòu)體系合理與建筑優(yōu)美的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。”張愛林說。
預(yù)應(yīng)力的施加使體育館擁有輕盈外觀的同時,“骨架”卻依然剛勁有力,完美地契合了在這里舉行的羽毛球、藝術(shù)體操這兩項看似輕柔但又充滿力度的運動。
奧運場館歷來是主辦國建筑技術(shù)水平、實力的展示。在奧運場館建設(shè)中已初步形成14大類的技術(shù)創(chuàng)新體系,累計攻關(guān)的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝技術(shù)項目達170多項,其中高校自主創(chuàng)新的科技成果占有很大比例。
“鳥巢”“水滴”“吊傘”……這些奧運場館都以它獨有的屋蓋形狀,吸引著人們的目光。在北京市的12個奧運比賽場館的新建項目中,5個屋蓋結(jié)構(gòu)都采用了天津大學(xué)建工學(xué)院教授劉錫良國內(nèi)首創(chuàng)的3項空間結(jié)構(gòu)技術(shù)。
當(dāng)接到北京奧運會老山自行車館的設(shè)計任務(wù)時,劉錫良和他的科研團隊連續(xù)奮戰(zhàn),僅用1個多月的時間就完成了設(shè)計任務(wù)。在老山自行車館形似“吊傘”的屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計中,他們采用了國內(nèi)最大跨度133.06米的雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)殼通過鋼圈梁支撐于國內(nèi)首創(chuàng)的“人”字形柱上,造型優(yōu)美,受力合理,結(jié)構(gòu)先進,節(jié)約了鋼材。
從場館、景觀設(shè)計到建筑節(jié)能,從項目信息化管理到智能交通系統(tǒng)……自2001年北京奧運會申辦成功以來的7年時間里,高校充分發(fā)揮科研優(yōu)勢,承擔(dān)了數(shù)百項課題并將創(chuàng)新成果服務(wù)于奧運。
今天,要把這些科技成果一一羅列出來,將是一件非常繁雜的事情。這里有幾個“首次”,可以一展高校在服務(wù)科技奧運過程中的魅力。
——首次采用“鳥巢”式新型建筑空間結(jié)構(gòu)形式,多項技術(shù)堪稱世界第一。北京工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)等多所高校參與其中的技術(shù)創(chuàng)新。
——首次實現(xiàn)奧林匹克公園中心區(qū)域交通“零排放”,周邊地區(qū)及奧林匹克交通優(yōu)先路線交通“低排放”目標(biāo)的實現(xiàn)。北京交通大學(xué)、北京理工大學(xué)等高校功不可沒。
——首次對場館建設(shè)項目進行定期的風(fēng)險評估,清華大學(xué)20多位教授和研究生傾情參與這一課題,打造了奧運歷史的一個“第一”。
雖然正值暑假,但是北京交通大學(xué)運輸學(xué)院教師馬繼輝比平常上課還忙。他每天要到公交調(diào)度系統(tǒng)支持中心上班,從早8點到晚8點,有時候晚上還要值夜班。“我主要負責(zé)系統(tǒng)的維護、保障和技術(shù)支持,一旦有突發(fā)事件,我們這里都能第一時間知道,奧運期間,有200多輛救援備用車隨時準(zhǔn)備,任何一條專線出現(xiàn)情況,10分鐘內(nèi)都將有備用車輛趕到現(xiàn)場。”馬繼輝告訴記者。
奧運歷史上的首創(chuàng),科技史上的前沿,成為高校承擔(dān)的奧運項目的最大特色。
服務(wù)奧運促進了科研發(fā)展
服務(wù)奧運也反哺了學(xué)校。有關(guān)專家指出,北京奧運為高校科研拓展了新陣地,使學(xué)校科研意識進一步加強,學(xué)術(shù)活動和學(xué)術(shù)交流空前活躍,從而構(gòu)筑了良好的學(xué)術(shù)氛圍。
近20項科技奧運攻關(guān)項目落戶北京大學(xué),學(xué)校多學(xué)科開展聯(lián)合攻關(guān)就是最好的證明。其中的代表就是國家體育總局水上運動管理中心與北京大學(xué)湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國家重點實驗室的合作,實現(xiàn)了一種全新的合作模式。
曾幾何時,體育科研被認為是跟在教練員、運動員后面,抽抽血、查查尿、出一份結(jié)果報告。特別是高校科研參與競技體育的過程,往往形式大于內(nèi)容,缺乏深層次的合作。而此次北京大學(xué)的科研團隊從流體力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、認知心理學(xué)等多個學(xué)科全方位介入國家隊的訓(xùn)練,這是非體育學(xué)科和運動隊的首次直接合作。
合作過程中,北大湍流與復(fù)雜系統(tǒng)國家重點實驗室主任佘振蘇,帶著一群二十幾歲的年輕人迅速建立創(chuàng)新平臺設(shè)計小組、水流分析小組、試驗小組、數(shù)值模擬小組,開始了日夜苦干的科研征程。他為此放下了很多手中的其他科研工作,專門到國家隊呆了250多天,從各方面了解訓(xùn)練的相關(guān)情況。其他隊員們也都忘我地工作,每天工作時間達到12至16小時,有的學(xué)生累計工作達1000多天。
激流回旋國家隊的成績迅速提升,體育總局有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)感慨地說:“北大人使我們知道了什么叫科技奧運。”北京大學(xué)成為中國奧委會“備戰(zhàn)2008奧運會科技合作伙伴”,這是唯一一家在內(nèi)地擁有此稱號的單位,佘振蘇也被授予“中國奧委會特聘科技專家”稱號。
“這次科研工作的創(chuàng)新和突破,實現(xiàn)了跨越學(xué)術(shù)界和體育界兩個不同領(lǐng)域。”佘振蘇說,“一方面促進了競技體育實力的提升,另一方面,豐富了高校相關(guān)學(xué)科的學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域,產(chǎn)生了許多新的學(xué)科增長點,使研究不僅僅局限在體育層面,可以向諸如人體系統(tǒng)工程研究的社會層面拓寬,同時,高校科研隊伍也得到了充分鍛煉。”佘振蘇的4名學(xué)生先后被聘為國家隊科技助理教練和一線教練。
正是利用了參與奧運科技項目這一平臺,通過科技項目的攻關(guān),逐步完善了高校圍繞國家任務(wù)、社會需求、國際需要做科研的機制與模式,為高校科研的持續(xù)發(fā)展積蓄和儲備了一批人才。
依托“奧運地面公交運力資源優(yōu)化配置系統(tǒng)”課題,北京交通大學(xué)運輸學(xué)院課題組的師生不斷創(chuàng)新,發(fā)表了與課題相關(guān)的各種研究論文10余篇,培養(yǎng)博士碩士研究生12名,獲得軟件著作權(quán)登記4項。
北京工業(yè)大學(xué)經(jīng)管學(xué)院教授黃魯成及其團隊依托奧運科技項目,出版專著《奧運科技——我國科技產(chǎn)業(yè)新源泉》,發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇。黃魯成表示,通過參與奧運科技項目,促進了高校研究機構(gòu)與社會各個應(yīng)用單位之間的聯(lián)系和交流,搭建了理論成果到實際應(yīng)用的良好平臺,不僅提高了參與人員的專業(yè)水平和合作經(jīng)驗,也為學(xué)校相關(guān)科研領(lǐng)域的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
高校科研成果賽后繼續(xù)服務(wù)社會
奧運期間,高校科研的創(chuàng)新成果使用將達到一個高峰期,但是奧運會之后,這些創(chuàng)新成果能不能繼續(xù)發(fā)揮作用呢?答案是肯定的。
從1998年以來,北京市開始實施階段性的控制大氣污染的措施,到現(xiàn)在已經(jīng)進行了14個階段,幾乎每個階段的舉措都有清華大學(xué)科研團隊的工作成果在背后做科學(xué)依據(jù)的支撐。“北京市大氣污染控制戰(zhàn)略與技術(shù)”更是被清華大學(xué)列為校級重點研究項目。
“老百姓關(guān)心的是奧運會之后,北京能否擁有更加長久的藍天,所以,我們的研究既為北京奧運服務(wù),又面對國家的重大需求,還為今后制定控制大氣污染、提升空氣質(zhì)量的措施提供最為直接的依據(jù)。”
“奧運空氣質(zhì)量保障專家組”成員、清華大學(xué)環(huán)境系郝吉明院士說,“我相信北京市控制大氣污染、提升空氣質(zhì)量的工作會一直開展下去,高校相關(guān)的科研也會持續(xù)不斷地進行下去。”
北京理工大學(xué)研制的“零排放”新型奧運電動客車,在奧運會后將被作為北京專線旅游車。而學(xué)校的教授們已經(jīng)開始著手電動環(huán)衛(wèi)車的研發(fā),準(zhǔn)備將這套電動汽車的新技術(shù)運用到生活中去,服務(wù)老百姓。
社會關(guān)注度最高的奧運場館賽后利用問題,一直是歷屆奧運主辦方頭疼的難題,殊不知,在規(guī)劃或改建場館之初,高校就已經(jīng)為后期使用埋下了“伏筆”。
在北京理工大學(xué)體育館內(nèi),學(xué)校黨委副書記、副校長楊賓指著密閉的頂部向記者透露其中的秘密,屋頂其實暗藏著上百個玻璃天窗,在以后的體育教學(xué)中,開啟天窗就可以充分利用自然采光。新增的臨時熱身館采用了新穎的拱形鋼板承重結(jié)構(gòu),施工快捷,便于拆卸和再利用。
談到場館的后續(xù)利用,教育部體育衛(wèi)生與藝術(shù)教育司司長楊貴仁表示,奧運會合理利用高校體育場館,既實現(xiàn)了開源節(jié)流,又可以支持教育,造福廣大青少年學(xué)生,對于群體工作的開展、大學(xué)生體質(zhì)的增強、高校體育運動水平的提高,都將發(fā)揮巨大的積極作用。
事實證明,能參與到奧運會這個國際大型體育盛會,對眾多服務(wù)奧運會的高校科研人員來說,無疑是最佳的成長和鍛煉。
2000年悉尼奧運會結(jié)束后,澳大利亞的許多企業(yè)因為參與過奧運會,獲得了比奧運會之前更好的聲譽。對于中國的高校來說,很多針對奧運會進行的科研項目,在奧運會后會有更好的發(fā)展前景,因為呈現(xiàn)在他們面前的是更大范圍、更廣闊的市場需求。