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上一版3  4下一版 2008年9月11日 星期 放大 缩小 默认
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科技为高水平奥运会提供支撑
———中科院科技奥运成果巡礼
本报记者 郑 杨
国家体育馆100kWp光伏示范电站全景图。

  举世瞩目的北京奥运会圆满闭幕,实现了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的庄严承诺。

  中国科学院从2001年申奥成功开始,就瞄准承办奥运会所面临的大量科技需求,积极参与到奥运筹备工作中来。在科技部、北京市等单位牵头启动的“奥运科技(2008)行动计划”,以及第29届奥林匹克运动会科学技术委员会中,中科院都是领导小组成员单位之一。

  奥运会期间,中科院的一大批科技奥运成果大放异彩,不但在运动科技领域直接助力北京奥运,还在环境、安保、交通、场馆建设、数字奥运、运动科技等方方面面为举办这届高水平的奥运会提供科技支撑。

节能环保树典范

  “绿色奥运”理念需要高科技的支撑,奥运会期间,从奥运村到奥运会主要场馆,从奥林匹克中心区到北京周边地区,处处都能找到中科院“绿色科技”的踪迹。

  奥运园区建设了大量的环保项目,其中,中科院电工研究所承担了4个太阳能光伏发电项目,分别是:国家体育馆100kWp光伏示范电站项目、奥运森林公园80kWp并网光伏发电项目、奥运中心区景观灯柱太阳能遮阳棚项目和奥运村系列太阳能发电项目。这些项目采用了先进的防孤岛效应技术、逆功率反送保护技术和完善的并网光伏发电系统监控技术等,提高了运行的可靠性和电网的安全性,起到了良好的节能减排示范效果。

  奥运中心区的夜晚,可以看到29个造型别致、亮度适宜的景观灯柱,其中沿中轴景观大道东侧南北纵向有25个,庆典广场中有4个。景观灯柱太阳能发电系统中,光伏组件替代了通常用于遮阳棚设计的建筑材料,做到了光伏建筑一体化。白天,在并网发电、向灯柱附属设备供电的同时,也为游人小憩遮阳,在造型和功能上充分体现了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念。 

  在国家体育馆的屋顶上,分布着许多光伏组件,它们发出的电能用来供给体育馆地下车库的照明。该光伏示范电站项目于2007年12月并网运行,安装面积约为1000平方米。值得一提的是,由于配有逆功率保护装置,有效保证了多余电力不返送高压电网。此外,自动数据采集功能和多媒体展示系统,可以更好地向公众宣传光伏发电绿色环保的优越性。

  此外,中科院提供的优质饮用水净化及安全保障设备,满足了奥运村和奥运场馆的供水需求;常温下催化净化甲醛装置,实现了奥运会附属设施室内甲醛浓度低于0.1 mg/m3的国家标准;北京及周边地区奥运大气环境监测和预警联合行动计划,为北京奥运空气质量保障方案的检验与修订做出了贡献……

  中科院有关负责人表示,后奥运时期,对于与奥运会有关的项目,科研人员将继续研究其核心关键技术,系统集成初步成果,对有条件实现产业化的技术加大应用推广力度,促进规模产业化,支持有关企业进行进一步创新,使奥运会带动起来的创新成果走向市场,服务社会。

平平安安办奥运

  8月8日,数万名观众从“鸟巢”的100多个人脸识别系统快速身份验证关口有序入场,参加北京奥运会的开幕式。包括人脸识别系统在内,奥运期间,中科院研制的智能视频监控技术、水下安保系统等一系列高技术成为奥运安保大系统中的重要组成部分,为“平安奥运”做出了积极贡献。

  具有我国完全自主知识产权的人脸识别系统,由中科院自动化所研究人员潜心研制,它在北京奥运会开幕式上的成功应用,开创了人脸识别技术应用于奥运会的先河。

  人脸识别是极具潜力的一种生物特征身份识别方式。经过不懈努力,中科院科研人员为北京奥运会量身定制了人脸识别快速身份验证系统,作为开闭幕式的第一道防线。该系统事先对入场券持有者提交的人脸身份照片进行扫描,提取人脸特征,并录入信息数据库。在进入现场时,利用视频摄像头对入场券持有者进行人脸图像采集,并与数据库中的数据进行对比,从而实现人脸身份识别,对真实票证持有者放行,将冒用者拒之门外。

  中科院有关研究人员介绍,奥运之后,该系统可以广泛应用于各种需要人员身份验证的场合,如大型体育赛事、口岸、机场、景区、大型会议、教育考试、政府机构和企业的出入口控制等。

  智能视频监控系统是另一个成功运用于奥运会安全保障的高技术。奥运会期间,奥林匹克公园平均每天客流量达15万人次,为了应对突发事件,保障公共安全,公园应用了中科院开发的智能视频监控系统。该系统突破了全天候的运动目标检测、分类及行为分析等关键技术,具有完全自主知识产权,能够全天候地对入口区域、人流通道、公交车站、活动区等重要区域的人流状况进行实时密度分析,并通过周边区域的人流状况,预测出重点区域的人流密度在将来一段时间的情况,一旦超过危险密度值便提供报警信息,从而提前启动应急方案。

  此外,中科院还有一系列安全技术在奥运期间发挥重要作用:水下安保系统可对水下目标进行探测、跟踪、识别和报警,已圆满完成青岛奥帆赛水下安保任务,并将承担残奥会帆船比赛的水下安保任务;大空间图像探测与自动定位灭火技术已应用于国家体育馆、国家游泳馆、五棵松篮球馆、老山自行车击剑比赛馆、奥运会乒乓球比赛馆和奥运会国家会议中心等奥运场馆;奥运体育场馆风险评估与性能化设计技术也已在“鸟巢”、国家体育馆、五棵松篮球馆等10余座奥运场馆中成功应用。

科学训练有实效

  北京奥运会上,女子赛艇队“四朵金花”唐宾、金紫薇、奚爱华、张杨杨在四人双桨决赛中勇夺第一,为中国赛艇队实现了奥运会历史上金牌“零的突破”;何雯娜、陆春龙也分别为祖国摘取了奥运女子、男子蹦床首金。运动员的优异成绩离不开训练水平的步步提高,而他们的科学训练中,也凝聚着中科院研究人员的心血和智慧。

  中科院计算所承担的数字化三维人体运动的计算机仿真研究,在国家体育总局多个运动项目管理中心无偿装备了40套软件系统,为提高蹦床等竞技运动的训练水平提供了新的手段。

  蹦床、跳水、游泳等运动项目对运动细节有很高的要求。传统的体育训练主要依靠经验,教练改进运动员动作时,主要是口述指导或示范,运动员只能凭感觉领会教练意图,想要找出动作的细微偏差,真正使动作达到精准和完美,难度非常大。而备战北京奥运过程中,中国健儿可以凭借数字化三维人体运动仿真和视频分析训练系统,解决这一难题。

  在蹦床训练中,科研人员事先在电脑中模拟出一些规范的比赛动作,并分析动作的连贯性和可行性,为运动员制造出可靠的“陪练”。当用鼠标选定屏幕上的一个动作时,虚拟运动员就立即在虚拟蹦床上表演出一套完美的动作。系统还可以将动作进行分解和重组演示,进行一整套新动作的编排。运动员将自己的动作与虚拟运动员进行对比,很容易找出不足,进行深层次的理解。

  另一个在备战奥运中发挥重要作用的成果,是由合肥智能所开发的赛艇测试与反馈训练系统。该系统全面应用于国家赛艇队、皮划艇队和帆船帆板队的训练,对于教练员控制训练强度、监督每堂训练课的效果起到了很好的作用。

  长期以来,由于水上项目运动生物力学研究相对滞后,缺少检测设备和反馈渠道,难以精确把握制胜规律。赛艇测试系统参与训练后,运动员只要打开电源,即可进行反馈训练,一系列问题迎刃而解。比如,过去运动员无法准确知道自己每一桨效果的好坏,训练积极性难以被激发,而该系统以直观、简捷的方式将每一桨的效果展现出来,运动员据此调整动作,大大提高了效率。又如,多人艇需要桨手之间的高度协调,传统的思路是尽量追求外在动作的一致性和同步性,但效果如何只能依靠船速来判断,而该系统能够对8个桨位的力信号、角度信号进行同步采集,结合船速、船体加速度、船体姿态信息,全面分析每个桨位的发力特征和效果,显著提高配艇的实效性。

  “我们一直默契地合作,测试系统在国家队训练中得到了很好的运用,帮助队员们提高。可以说,这块金牌也凝聚着科研人员的功劳。”赛艇冠军唐宾、金紫薇、奚爱华、张杨杨在赛后表示。

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