2022年2月9日 来源:青岛早报、科创崂山
2月4日立春之日,
我们共同迎来一个历史性的时刻,
第二十四届冬季奥林匹克运动会开幕式在北京国家体育场举行,
一场声势浩大的冰雪盛会拉开帷幕。
冰雪运动的速度与激情,和平、友谊、进步书写着
“一起向未来”的共同梦想。
受国家气象部门的委托,
崂山区青岛镭测创芯科技有限公司董事长、
中国海洋大学吴松华教授带领的激光雷达团队
成为北京冬奥会气象保障的“幕后英雄”。
这是激光雷达团队自
2008年北京奥运会、2010年亚运会、
庆祝中华人民共和国成立70周年大会后,
再一次服务于国家重大活动保障任务。
现代“顺风耳”为何诞生在青岛崂山区?
他们为什么能连续服务国家重大项目?
国际上第一台分子光谱直接探测多普勒激光雷达、国际上第一台投入气象业务实验的多普勒激光雷达、我国首台机载船载多普勒激光雷达……镭测创芯技术团队来自中国海洋大学和中科院,从事了超过20年的主动激光遥感技术和产品研发,代表了国内主动激光雷达与主被动卫星海洋遥感的最高研究水平,是创业公司团队里比较少见的“学院派”、科学家与工程师的“兄弟连”,创造了多普勒激光雷达和环境遥感的多项“第一”,他们被业界誉为“追风者”。
2018年,在崂山区和学校的全力支持下,吴松华教授带领团队在崂山成立了青岛镭测创芯科技有限公司,走上了“产-学-研-用”一体化的道路。
此后,镭测创芯团队科技研发开启加速度,2019年联合科研单位研发出国内第一台业务化运行的漂浮式多普勒激光雷达,连同先前的固定式、无人机载等,最终形成了多型创新激光雷达系统。
“我们从2020年接到中国气象局气象探测中心及北京城市气象研究院委托,开始为2022年北京冬奥会开幕式及赛事运行提供气象保障服务。两年间共有三台激光雷达设备、二十余人次参与北京冬奥会鸟巢开幕式现场及张家口、延庆赛区的气象保障服务工作。”吴松华教授告诉早报记者。
团队交付的设备,自2020年起就开始应用于全国冬运会、奥运会预备赛等各项冬季赛事,在内蒙古、延庆、张家口地区都开展了相关的测试和服务。
北京冬奥会对于气象保障的要求是“一场一策,一项一策”,要在时间上精确到分钟级,在空间上精准到百米级。
“为了保障高精度测风服务,我们参与了中国气象局探测中心组织的为期三个月的比对实验,获取高精度比对分析报告。”镭测创芯团队的王琪超博士说。
团队交付的激光雷达被部署在北京国家体育场,对开幕式现场的气象条件开展了长时间的连续前期观测,获取不同高度的高精度、高时空分辨率的风速风向数据,为开幕式举办时间段内的气象条件分析和预报提供历史观测数据,保障开幕式的顺利举办。
国家高山滑雪中心依托延庆小海坨山天然山型规划建设7条雪道,全长21公里,落差约900米,是国内最高等级的高山滑雪赛道。
比赛期间,团队交付的激光雷达为在延庆赛区国家高山滑雪中心进行的高山滑雪分项提供气象保障。
在户外进行的滑雪项目,比赛时,风力大小、雪面状态如何,都直接影响比赛成绩,乃至选手的生命安全。
以高山滑雪为例,选手沿高山赛道进行滑降和快速回转,赛时仅为一到两分钟,比赛期间,运动员速度最高可达每小时140公里,一旦赛场风速超过18米每秒,必须立即停止比赛。可以说,天气预报和赛场气象实况就是雪上项目的发令枪。
“传统的气象测量手段很难覆盖雪山赛道的整体和复杂地形,由于点位的限制,存在较大盲区,激光雷达可以提供一种覆盖整个雪山赛道的风场和湍流场的高时空分辨率的数据,这对于气象保障是至关重要的。同时,这些数据也为气象预备部门进入模式进行同化,提供了数据支撑,保障了雪上项目的顺利安全进行。”吴松华教授介绍。
团队自主研发的三维扫描型测风激光雷达,通过测量发射与空气中微粒反射回来的激光的频率差,也就是利用多普勒效应来观测空气的流动情况,能够实现对40米到6000米范围内风廓线的实时探测,获取高时空分辨率的大气风场,这被公认是精确测量三维风场的有效手段。
除了激光雷达设备要过硬,观测模式也非常关键。激光雷达团队基于自主研制的测风激光雷达,创新研发了适用于复杂地形的扫描探测模式及三维风场反演算法,实现了冬奥赛区和赛道三维风场的精细化探测覆盖,为冬奥会的气象保障提供了强有力的支撑。
“国产自主研制的设备能为北京冬奥会开幕式保驾护航,作为一名科研人员我备感荣耀,这是团队连续20年来努力的结果。”吴松华说,虽然自己没有亲自到北京参与测试,但是参与了远程在线保障和会商测试。
镭测创芯在多普勒激光雷达行业中深耕了20多年,始终保持初心不改。远程遥感测试的背后,是因为吴松华团队对技术的高度自信,源于他们研发的多普勒激光雷达有一颗“中国芯”。
吴松华教授介绍,在设备研发初期,光电转换组件主要依靠国外进口,甚至连技术标准都要受制于国外。经过他们科研人员的不懈努力,团队实现了激光器、光电探测器、数据采集器等核心器件的自主设计和制造,大大降低了设备的生产成本。“我们激光雷达团队一直秉持‘创新引领,精益求精,勇于担当,科技报国’的理念,紧密围绕国家和行业重大需求,坚持自主技术创新和关键技术攻关,掌握了多项国际先进技术。”
“20年来,我们始终聚焦‘多普勒激光雷达’这个赛道,在崂山区和学校的支持下,先后投入了4000多万元研发,已经获得两项PCT专利,7项国家专利,先后发表论文60多篇,已经形成了自主创新体系。”吴松华教授说。
“我们的第一个10年是多普勒激光雷达技术‘从零到一’,第二个10年是多普勒激光雷达技术‘从一到多’,我们的第三个10年,将是从地基探测到立体空间遥感。”吴松华教授对早报记者说。
在吴松华眼里,崂山是他们创业创新的首选地。镭测创芯2018年落户崂山,成立短短三年多时间里,就实现了从“跟跑”到与国际“并跑”的跨越发展。
镭测创芯在成立之初,就获得入驻众创空间的政策支持,不到一年时间便得到了崂山平台公司500万元的天使轮投资。随后,公司又在崂山完成数千万级人民币的融资。
立足全区战略新兴产业布局,崂山区相继出台“人才新政22条”实施了“顶尖人才突破计划”“产业领军人才培育计划”等11个人才专项计划,借助金家岭金融区资本优势,在山东省内率先出台直接股权投资办法,对单个项目最高投资额可达1.3亿元,撬动社会资本助力人才科技成果转化,形成了“人才+技术+产业+资本+服务”的良性互动。
目前,崂山区已集聚两院院士及外聘院士48人、国家高层次人才81人、泰山学者及泰山产业领军人才258人,汇集了中国海洋大学、中科院青能所等高层次科研院所13个,2020年新培育市级以上技术创新中心26家。
“在崂山发展的20多年,我们深切地感受到,崂山不会辜负每一个奋进者,不会辜负每一个创新伙伴。我们将进一步聚集激光遥感产业链,特别是上游器件、高端装备与下游行业的产业链聚集,形成‘长链’生态,我们很有信心,为青岛市、崂山区打造一个国内领先、国际知名的激光雷达遥感产业平台,推进先进遥感技术在各个行业产业协同发展。”吴松华说。
“梦想不是等得来、喊得来的,而是拼出来、干出来的。”崂山区行政审批局副局长蔺海霞经常这么说。
2019年,蔺海霞成为青岛市首批赴深圳体悟实训的干部,在深圳的100天,她就着手对自己所负责的审批业务进行流程再造,牵头开发了比深圳还要便捷高效的企业登记“微查询”秒批系统,通过微信刷脸认证,在手机上就能实现企业登记档案的查阅、下载、打印。
通过这一系列的改革举措,“崂山速度”实现了从按天计算到“秒批”的革新。应用人脸识别、数据云平台等技术,大厅24小时自助服务区布设综合性自助服务终端、证章“无感”领取设备等,可办理企业登记、税务、医保、社保、交通等200余项依申请政务服务事项;工作时间安排帮办专员为企业、群众提供咨询引导、业务办理等贴心帮办服务。
鼓励创新,崂山区印发了《关于健全鼓励创新长效机制的意见》,形成了制度创新清单247项、问题突破清单243项,鼓励创新的红利持续释放。
尊重创新已经成为崂山的“第一原则”。在崂山,创新已经成为一种基因、一种生态,更是一种精神,一种进行时。
清歌一曲梁尘起,腰鼓百面春雷发。创新是引领发展的第一动力,踏着创新的节拍,“崂山创新”必将演绎更加精彩的“诗与远方”的故事……