“科技冬奧”重點專項2021年度項目申報指南 國科發資〔2021〕7號

        為全面貫徹黨的十九大提出的“籌辦好北京冬奧會、冬殘奧會”的要求，落實《北京2022年冬奧會和冬殘奧會籌辦工作總體計劃和任務分工方案》，加快推進“科技冬奧（2022）行動計劃”，科技部會同體育總局、北京冬奧組委、北京市科委、河北省科技廳等部門，共同編寫了國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項實施方案。
        本重點專項面向北京冬奧會和冬殘奧會科技保障重大需求，重點圍繞冬奧會科學辦賽關鍵技術、冬季項目運動訓練與比賽關鍵技術、公共安全保障關鍵技術、全球影響傳播和智慧觀賽關鍵技術、建設綠色智慧綜合示范區等重點方向的關鍵科技瓶頸問題開展研究，攻克一批核心關鍵技術，示范一批前沿引領技術，轉化一批綠色低碳技術，展示一批體現國家實力的高新技術，建立一批綜合應用示范工程，促進冬季運動普及和體育產業發展，為將北京冬奧會和冬殘奧會辦成一屆精彩、非凡、卓越的奧運盛會提供科技支撐。
        本專項執行期從2018年至2022年。按照分步實施、重點突出原則，2021年度指南國撥經費總概算約0.83億元，擬在科學辦賽、運動訓練與比賽等方面安排6項任務，除指南方向2.5為非定向項目外，其他均為定向項目。
        本項目指南要求以項目為單元組織申報，項目執行期1~2年。指南各方向擬支持項目數原則為1項，若同一指南方向下采取不同技術路線，評審結果相近，可以擇優同時支持2項，根據中期評估結果擇優再繼續支持。鼓勵產學研用聯合申報，項目承擔單位有義務推動研究成果的轉化應用，對于典型應用示范類項目，要充分發揮地方和市場作用。所有項目均應整體申報，須覆蓋對應指南研究方向的全部考核指標。除特殊要求外，每個項目下設課題數原則上不超過5個，參與單位總數原則上不超過10個。
       

        本專項2021年度定向項目申報指南如下。
       

        1.冬奧會科學辦賽關鍵技術
       

        1.1北京冬奧會臨時設施搭建與運維關鍵技術

        研究內容：研究看臺、轉播塔、臨時橋架、LED大屏等支承架體的耐寒周轉型高性能架體結構及抗風性能提升技術，開發臨時設施架體復雜山地自適應裝配式模塊化快速拆裝關鍵技術，研究周轉型臨時設施架體安裝質量快速檢測技術，研究臨時設施規劃建設的關鍵技術指標體系與工程設計標準；研究復雜嚴寒山地條件下周轉型臨時設施地基處理關鍵技術，研究大面積高容量臨時設施系統性安全運維保障關鍵技術；研究嚴寒天氣下臨時設施信息快速采集、結構安全智能預警關鍵技術，研究冬奧臨時設施可視化運維方法和大數據智能運維關鍵技術，研究臨時設施可能故障引發人群異常行為模式預測與發現的人工智能應急預案；研發通用型零排放裝配式廁所設施及多功能模塊化設計、裝配、拆解、梯次循環利用關鍵技術，研究臨時設施生活污水低能耗就地消納處理和回用技術裝備，研究污水處理系統低溫增效及穩定運行關鍵技術;研究冬奧獨立單元式、大空間用房等臨時結構可再生能源主導的低碳供熱保溫關鍵技術和模塊化通風及熱回收技術，研究利用可再生能源的離網臨時用房蓄能及供暖關鍵技術。
        考核指標：研發周轉型臨時設施高性能架體產品1套，產品周轉率100%，最大適用高度100米，適用溫度≥-40℃，適用風速≤40m/s，臨時設施架體安裝質量快速檢測裝置1套，質檢準確率不低于95%，建立周轉型臨時設施支承架體行業或國家標準1套，包括快速拆裝技術標準1項，安裝質量快速檢測技術標準1項，制訂冬奧會臨時設施的建設與設計標準各1項，形成冬奧臨時設施標準圖集1部；建立復雜嚴寒山地環境下凍土場地地基多相多場多因素耦合智能分析模型與抗凍融循環地基處理關鍵技術1套，開發大面積高容量臨時設施地基—結構—功能系統性安全運維保障系統1套；研制適用于-40℃嚴寒環境的臨時設施無線傳感裝備及信息智能采集系統1套，雙軸傾斜傳感器的量程大于±10o，分辨率不低于0.01o，連續工作時平均功耗<2mW，三維振動傳感器分辨率不低于1mg，連續工作時平均功耗<2mW，研發臨時設施智能物聯運維平臺，實現不少于10類對象的智能分析，建成人群異?；顒幼R別與分析系統，提供異?；顒于厔蓊A測及人群疏導仿真等服務；建立臨設廁所設置和設計優化方案，研發適用于嚴寒山地環境的裝配式廁所系統1套，可在環境溫度-40℃下穩定運行，研發適用于嚴寒山地環境的污水處理和回用一體化裝備1套，可在-40℃環境下穩定運行、污水100%就地無害化處理，開展工程示范應用不少于2項；建立適應-40℃以上溫度條件的節能圍護結構熱工性能指標及適宜的保溫結構，組團臨建室溫≥15℃的低碳供暖方案，研發100%利用可再生能源的獨立臨建蓄能及供暖關鍵技術，提高觀賽舒適感的個性化供暖設施，依據室內環境需求自動控制的節能通風裝置1套。上述研究成果在延慶、崇禮賽區實際應用。
        有關說明：由北京市科委、河北省科技廳組織申報；其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低于2:1。
       

        2.冬季項目運動訓練與比賽關鍵技術
       

        2.1雪上優勢、潛優勢項目夏冬轉訓融合關鍵技術

        研究內容：旱雪助滑道下滑材料仿雪性能研究;研究大跨度著陸坡接觸層材料復合結構優化設計方案，建成與雪上場地功能高度相似的旱雪訓練場地；研究多源場景轉換下技術、體能、心理差異性評價與趨同性訓練的關鍵技術，研制大時空尺度下運動員轉換適應性訓練最優模式和實時反饋運動輔助訓練系統，實現全部運動參數測量并具備視頻跟蹤拍攝與三維動畫反演同步對照展示功能，綜合利用NB-IoT、LoRa等低功耗物聯網，研制冰雪運動項目相關數據高效傳輸方案；研究多模式、高速沖擊過程旱雪著陸緩沖區域的力學性能，研制與著陸沖擊區雪面本構關系高度相似的變剛度旱雪著陸緩沖支撐層；研發三維變剛度負泊松比吸能緩沖材料，建立變剛度結構的建模表征與多層級并發優化方法，研制出適應夏冬兩季多場景下剛度自適應運動護具，研發自適應剛度運動護具優化設計軟件平臺；研制復雜環境下場地雪面摩擦系數和速度自動測量智能機器人，研制跳臺曲面場地高精度的修整機器人，實現場地數據精準采集、快速反饋、智能化修護的優化集成輔助訓練功能。
        考核指標：同地建成自由式滑雪空中技巧、單板滑雪U型場地等不少于2個優勢和潛優勢雪上項目的夏冬轉訓融合智能化場地系統，旱雪助滑道材料的摩擦系數與自然雪之間的誤差在5%以內，著陸坡的撓跨比≤0.03，并于2021年國家隊夏訓期投入使用；夏冬、冬夏轉訓的技術、體能與心理遷移融合方案各1套，形成雪上優勢、潛優項目運動員轉訓經驗和方案不少于3套，實現無標記點超大空間范圍雪上運動技能三維智能診斷分析和優化功能，全局誤差精度控制在標定范圍2%以內，研制出模擬雪場環境下的運動員姿態調整與作用力變化實時可視化、智能化輔助訓練系統1套，實現位置、姿態和作用力等全部運動參數測量并具備視頻跟蹤拍攝與三維動畫反演同步對照展示功能，提出基于5G的數據高效傳輸解決方案；研制出自由式滑雪空中技巧項目運動員著陸高速沖擊狀態下，緩沖沖擊力人體三維作用力診斷裝置1套，精度在5‰以內，旱雪著陸緩沖區域的應力應變關系與真實雪之間的平均誤差不超過10%，研制變剛度旱雪著陸緩沖支撐層設計方案1套，變剛度范圍與真實雪相差±5%以內；設計出適應夏冬轉換訓練的剛度自適應運動護膝、護肘、頭盔裝備各1套，支撐剛度自調節范圍可達到±15%，較傳統護具比吸能性能提升20%；研制大場地復雜環境雪面摩擦系數數據連續測量、場地維護智能機器人各1套，摩擦系數測量精度達1‰，實現場地自動檢測、數據實時反饋和自動修整功能，解決人工操作繁瑣問題，場地修整工作效率在1平方米/分鐘以上。上述成果在國家隊訓練中應用。
        有關說明：由體育總局組織申報；其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低于1:1。
       

        2.2奧運會運動員心理健康保障關鍵技術

        研究內容：針對東京奧運會和北京冬奧會的參賽需求，結合可穿戴式設備及軟件對奧運會運動員的生理指標、行為和睡眠等信息進行動態監測和評估，構建訓練比賽全周期、多維度心理狀態評估系統；研究奧運會運動員心理狀態相關生物標志物及腦功能，設計精確反映運動員心理狀態的行為測試范式，建立多模態運動員心理相關的腦功能圖譜，構建運動員的多維度生物信息數據庫；基于心理評估系統和生物信息數據庫，結合大數據和人工智能等技術，確定早期識別影響運動員成績及造成運動傷害的心理因素，建立奧運會運動員心理狀態動態預警模型和賽時心理狀態預測模型；融合運動心理學原理和人工智能技術，研發包含心理狀態自動評估、心理疏導、心理干預、心理訓練等多種內容和形式的智能心理服務軟硬件系統；針對新冠肺炎疫情等因素引發的奧運會運動員心理問題，構建個體化心理響應和干預平臺。
        考核指標：建立基于可穿戴設備及軟件的涵蓋壓力、情緒、睡眠等多維度的不少于5種指標的訓練比賽全周期心理評估系統；制定包含3種以上精確反映運動員賽時心理狀態的行為測試范式，構建1套涵蓋生物組學、生理心理學及神經影像學指標的奧運會運動員心理狀態多組學生物數據庫，該數據庫包含DNA全基因組測序、情緒認知調試反饋、多導睡眠監測、腦電圖、腦核磁共振成像等不少于5個維度的多模態檢測指標；確定5種以上影響競技成績的心理和生理因素，建立1套奧運會運動員心理狀態動態預警模型和1套奧運會運動員賽時心理狀態預測模型，預測模型的靈敏度和特異度超過60%；開發1套基于云計算和大數據的智能心理服務機器人軟硬件系統，實現基于人機對話流程的智能化心理保障，提供24小時*7天的心理問題篩查、預警、智能陪伴與疏導服務，該系統涵蓋運動員的動機、自信、自我控制、團隊凝聚力等10類常見心理問題，提供專業心理咨詢標準化流程不少于10套、心理測評工具不少于15套；制定不少于3種針對運動員常見心理問題的無創和個性化干預方案，建立1套奧運會運動員專用的多種心理干預技術多類交互模式線上線下融合的心理響應和干預平臺，運動員精神心理問題發生率降低30%以上。上述成果在花樣滑冰、自由式滑雪空中技巧等優勢與潛優勢項目國家隊中應用。
        有關說明：由體育總局組織申報。
       

        2.3冰雪運動裝備公共檢測關鍵技術及標準研究

        研究內容：開展冰雪運動裝備、防護裝備、場地設備國內外檢測技術標準比對分析，研制滑雪板、壓雪機、造雪機、制冰機關鍵技術標準；研究造雪機、壓雪機、制冰機、滑雪板、冰刀鞋的關鍵安全性能參數測試技術；研發滑雪板、冰刀鞋質量安全性能測試設備；建立冰雪運動裝備檢驗檢測公共技術服務平臺，并開展應用示范。
        考核指標：形成冰雪運動裝備、防護裝備、場地設備國內外檢測技術標準比對分析報告1份，制定關鍵技術標準不少于10項；針對造雪機、壓雪機、制冰機、滑雪板、冰刀鞋運動裝備，形成填補國內空白的關鍵安全性能參數測試技術不少于20項，通過中國合格評定國家認可委員會（CNAS）檢測能力認可不少于60項，形成冰雪運動裝備檢驗檢測公共技術服務平臺1個，完成不少于5個檢驗檢測公共技術服務方案，并示范應用，獲得中國滑雪協會或中國滑冰協會指定實驗室能力認可，通過國際國內實驗室間指定檢測數據能力驗證比對項目，確保檢驗技術能力達到國際標準水平；研發具有自主知識產權的滑雪板脫離力矩檢測設備1臺，脫離力矩值測試設備分辨率達到0.1N·m；研發具有自主知識產權滑冰動摩擦系數測試設備1臺，摩擦系數測試設備分辨率達到0.01；研發滑雪板循環載荷、彎曲震動檢測設備各1臺，測量位移變形測試設備分辨率達到10μm；申請發明專利不少于8項，軟件著作權不少于4項。
        有關說明：由北京市科委、河北省科技廳、教育部、市場監管總局、體育總局、中科院組織申報；其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）和中央財政經費比例不低于1:1。

        2.4高端冰刀研發

        研究內容：研發高端冰刀。
        考核指標：建立冰刀與運動項目的生物力學模型，進行創新性設計，有效提高運動效率；形成批量生產能力，產品主要功能指標和質量達到國際同類裝備水平，提供相關產品的模型設計文件、知識產權證明及第三方測試報告。產品在相關項目國家隊（含殘疾人項目）示范應用。有關說明：由黑龍江省科技廳組織，齊齊哈爾黑龍國際冰雪裝備有限公司牽頭申報。其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）與中央財政經費比例不低于3:1。

        本專項2021年度非定向項目申報指南如下。

        2.5制冰機研發及應用示范

        研究內容：二氧化碳跨臨界制冷機組、二氧化碳跨臨界直冷冰場關鍵技術及整機研發和示范應用。

        考核指標：二氧化碳跨臨界直冷冰場的制冰機組全顯熱回收，制冰系統的冷熱綜合能源利用效率不小于6.5，熱回收水溫可達95℃，制冰系統溫差≤0.3℃、適用于6種以上冰上運動項目對冰質的需求，在不少于5個冬奧會訓練和比賽場館示范應用。
        有關說明：企業牽頭申報，鼓勵產學研合作，鼓勵與海外團隊合作申報，牽頭單位須具備較好的研究基礎和較強的產業化能力。其他經費（包括地方財政經費、單位出資及社會渠道資金等）與中央財政經費比例不低于3:1。

附件

1.“科技冬奧”重點專項2021年度項目申報指南形式審查條件要求.pdf

2.“科技冬奧”重點專項2021年度項目申報指南編制專家組名單.pdf