“科技冬奥”重点专项2021年度项目申报指南

　-1- “科技冬奥”重点专项 1 2021 年度定向

　项目申报指南（公开）

　（征求意见稿）

　 为全面贯彻十九大提出的“筹办好北京冬奥会、冬残奥会”的要求，落实《北京 2022 年冬奥会和冬残奥会筹办工作总体计划和任务分工方案》，加快推进“科技冬奥（2022）行动计划”，科技部会同北京冬奥组委、北京市科委、河北省科技厅以及体育总局等部门，共同编写了国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项实施方案。

　本重点专项面向北京冬奥会和冬残奥会科技保障重大需求，重点围绕冬奥会科学办赛关键技术、冬季项目运动训练与比赛关键技术、公共安全保障关键技术、全球影响传播和智慧观赛关键技术、建设绿色智慧综合示范区等重点方向的关键科技瓶颈问题开展研究，攻克一批核心关键技术，示范一批前沿引领技术，转化一批绿色低碳技术，展示一批体现国家实力的高新技术，建立一批综合应用示范工程，促进冬季运动普及和体育产业发展，为将北京冬奥会和冬残奥会办成一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会提供科技支撑。

　本专项执行期从 2018 年至 2022 年。按照分步实施、重点突出原则，2021 年度指南国拨经费总概算约 0.8 亿元，拟

　-2- 在科学办赛、运动训练与比赛、安全保障等方面安排 5 项任务。

　本项目指南要求以项目为单元组织申报，项目执行期1-2 年。指南各方向拟支持项目数原则为 1 项，若同一指南方向下采取不同技术路线，评审结果相近，可以择优同时支持 2 项，根据中期评估结果择优再继续支持。鼓励产学研用联合申报，项目承担单位有义务推动研究成果的转化应用，对于典型应用示范类项目，要充分发挥地方和市场作用。所有项目均应整体申报，须覆盖对应指南研究方向的全部考核指标。除特殊要求外，每个项目下设课题数原则上不超过 5个，参与单位总数原则上不超过 10 个。

　本专项 2021 年度公开发布项目申报指南如下。

　1 1 、冬奥会科学办赛关键技术

　1.1 低碳冬奥监测与碳中和调控关键技术及示范应用 研究内容：研究面向人-机-物-环等活动体的赛事活动碳排放基础数据天空地一体化采集技术，开发碳排放多源数据智能融合、分析与监测评估技术；制定赛事期间场馆、交通、住宿等领域的直接间接碳排放核算体系、方法与标准，研究赛事相关参与方的碳足迹追踪技术，开发面向复杂环境、多维活动、赛事流程的碳排放动态模拟、预测预报、三维情景展示技术，实现分析和反馈赛事相关参与方碳排放特征的交互平台；研究购买碳配额、碳信用或新建碳汇林等不

　-3- 同类型抵消方式的“碳中和”方案及关键技术，研究并推动大型赛事活动碳普惠机制；制定涵盖社会行为、绿色经济、生态环境、低碳技术、城市设施、区域协同等方面的低碳冬奥遗产评价指标体系与标准，定量评估科技支撑低碳冬奥的衍生效应，预测后冬奥时期冬奥对赛事城市、京津冀地区以及泛冬奥圈低碳和可持续发展的潜在影响及贡献；研发科技冬奥成果评估方法与展示技术，系统评估与展示科技冬奥实施效果，研究科技冬奥技术创新与城市发展的关系，研制科技冬奥与赛事城市、京津冀地区发展的系列成果应用场景模拟平台，形成科技冬奥成果集群和汇编。

　考核指标：建立冬奥会碳排放核算方法 1 套，建立低碳冬奥技术规范和标准 1 套，设计北京 2022 年冬奥会低碳解决方案和低碳成果全球宣传方案 1 套；研制冬奥会碳排放关联活动水平的智能感知和计量装置 1 套，实现对相关活动数据的监测和采集，构建服务于低碳冬奥的数据库 1 套，实现对人-机-物-环等活动体不少于 20 项关键参数的数据管理；建成冬奥会全景式碳排放智能管控与碳普惠云平台 1 套，实现对碳排放关联活动信息的监测、发布，以及碳排放核算、低碳评估、管控、交互等功能，并能支持大型赛事活动碳中和及碳普惠机制的实践应用；形成不少于 20 个方案的后冬奥时期赛区碳管理方案库 1 套，建成奥运遗产评价指标体系1 套，构建科技冬奥低碳技术清单 1 套；构建科技冬奥成果

　-4- 集成与评估数据库 1 套，形成科技冬奥成果汇编 1 套，建立科技冬奥成果多维全景式展示和 VR 展示终端 1 套，完成冬奥牵引京津冀协同发展白皮书，实现科技冬奥成果的对外发布及宣传；申报国家发明专利不少于 3 项、软件著作权不少于 3 项。

　有关说明：由北京市科委、河北省科技厅、工业与信息化部组织申报；其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）和中央财政经费比例不低于 1:1。

　1.2 北京冬奥会临时设施搭建与运维关键技术 研究内容：研究看台、转播塔、临时桥架、LED 大屏等支承架体的耐寒周转型高性能架体结构及抗风性能提升技术，开发临时设施架体复杂山地自适应装配式模块化快速拆装关键技术,研究周转型临时设施架体安装质量快速检测技术;研究复杂严寒山地条件下周转型临时设施地基处理关键技术,研究大面积高容量临时设施系统性安全运维保障关键技术；研究严寒天气下临时设施信息快速采集、结构安全智能预警关键技术;研发通用型零排放装配式厕所设施及多功能模块化设计、装配、拆解、梯次循环利用关键技术,研究临设生活污水低能耗就地消纳处理和回用技术装备，研究污水处理系统低温增效及稳定运行关键技术;研究冬奥独立单元式、大空间用房等临时结构可再生能源主导的低碳供热保温关键技术和模块化通风及热回收技术,研究利用可再生能源

　-5- 的离网临时用房蓄能及供暖关键技术。

　考核指标：研发周转型临时设施高性能架体产品 1 套，产品周转率 100%，最大适用高度 100 米，适用温度≥-40℃，适用风速≤40m/s，临时设施架体安装质量快速检测装置 1套，质检准确率不低于 95%，建立周转型临时设施支承架体行业或国家标准 1 套，包括快速拆装技术标准 1 项，安装质量快速检测技术标准 1 项；建立复杂严寒山地环境下冻土场地地基多相多场多因素耦合智能分析模型与抗冻融循环地基处理关键技术 1 套，开发大面积高容量临时设施地基-结构-功能系统性安全运维保障系统 1 套；研制适用于-40℃严寒环境的临时设施无线传感装备及信息智能采集系统 1 套，双轴倾斜传感器的量程大于±10º，分辨率不低于 0.01º，连续工作时平均功耗＜2mW，三维振动传感器分辨率不低于1mg，连续工作时平均功耗＜2mW；建立临设厕所设置和设计优化方案，研发适用于严寒山地环境的装配式厕所系统 1 套，可在环境温度-40℃下稳定运行，研发适用于严寒山地环境的污水处理和回用一体化装备 1 套，可在环境温度-40℃下稳定运行、污水 100%就地无害化处理，开展工程示范应用不少于 2 项；建立适应-40℃以上温度条件的节能围护结构热工性能指标及适宜的保温结构，组团临建室温≥15℃的低碳供暖方案，研发 100%利用可再生能源的独立临建蓄能及供暖关键技术，提高观赛舒适感的个性化供暖设施，依据室内环

　-6- 境需求自动控制的节能通风装置 1 套。上述研究成果在延庆、崇礼赛区实际应用。

　有关说明：由北京市科委、河北省科技厅组织申报；其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）和中央财政经费比例不低于 3:1。

　2. 冬季项目运动训练与比赛关键技术

　2.1 雪上优势、潜优势项目夏冬转训融合关键技术 研究内容：基于仿生技术研究空中技巧项目旱雪助滑道变密度弹性下滑材料仿雪性能关键技术，研究大跨度着陆坡接触层材料复合结构优化设计方案，建成与雪上场地功能高度相似的旱雪训练场地；研究多源场景转换下技术、体能、心理差异性评价与趋同性训练的关键技术，研制出大时空尺度下运动员转换适应性训练最优模式和实时反馈运动辅助训练系统，综合利用 NB-IoT、LoRa 等低功耗物联网，研制冰雪运动项目相关数据高效传输方案；研究多模式、高速冲击过程旱雪着陆缓冲区域的力学性能，研制与着陆冲击区雪面本构关系高度相似的变刚度旱雪着陆缓冲支撑层；研发三维变刚度吸能缓冲材料，研制出适应夏冬两季多场景下刚度自适应运动护具；研制复杂环境下场地雪面摩擦系数和速度自动测量智能机器人，研制跳台曲面场地高精度的修整机器人，实现机器视觉场地数据精准采集、快速反馈、智能化修护的优化集成辅助训练功能。

　-7- 考核指标：同地建成不少于 2 个优势和潜优势雪上项目的夏冬转训融合智能化场地系统，旱雪助滑道材料的摩擦系数与自然雪之间的误差在 5%以内，着陆坡的挠跨比≤0.03；夏-冬、冬-夏转训的技术、体能与心理迁移融合方案各 1 套，实现无标记点超大空间范围雪上运动技能三维智能诊断分析和优化功能，全局误差精度控制在标定范围 2%以内，研制出模拟雪场环境下的运动员姿态调整与作用力变化实时可视化、智能化辅助训练系统 1 套，提出基于 5G 的数据高效传输解决方案；研制出高速冲击状态下，缓冲冲击力人体三维作用力诊断装置 1 套，精度在千分之五以内，高速冲击状态下，旱雪着陆缓冲区域的应力应变关系与真实雪之间的平均误差不超过 10%，研制变刚度旱雪着陆缓冲支撑层设计方案 1 套，变刚度范围与真实雪相差±5%以内；设计出适应夏冬转换训练的刚度自适应运动护膝、护肘、头盔装备各 1 套，支撑刚度自调节范围可达到±15%；研制大场地复杂环境雪面摩擦系数数据连续测量、场地维护智能机器人各 1 个，摩擦系数测量精度达千分之一，实现机器视觉检测和自动修整、检测场地数据实时反馈功能，解决人工操作繁琐问题，场地修整工作效率在 1 平方米/分钟以上。

　有关说明：由体育总局组织申报；其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）和中央财政经费比例不低于 2:1。

　-8- 2.2 奥运会运动员心理健康保障关键技术 研究内容：结合可穿戴式设备及软件对奥运会运动员心理状态和生理指标进行动态监测和评估，建立训练比赛全周期、多维度心理评估系统；研究奥运会运动员心理状态相关生物标志物及脑功能，设计精确反映运动员心理状态的行为测试范式，建立多模态运动员心理相关的脑功能图谱，构建运动员的多维度生物信息数据库；基于心理评估系统和生物信息数据库，结合大数据和人工智能等技术，确定早期识别影响运动员成绩及造成运动伤害的心理因素，建立奥运会运动员赛时心理状态预警模型；融合运动心理学原理和人工智能技术，研发包含心理疏导、心理干预、心理训练等多种内容、形式的智能心理服务软硬件系统；针对新冠肺炎疫情等因素引发的奥运会运动员心理问题，构建个体化心理响应和干预平台。

　考核指标：建立涵盖压力、情绪、睡眠等多维度的不少于 5 种指标的训练比赛全周期心理评估系统；制定包含 3 种以上精确反映运动员赛时心理状态的行为测试范式，构建 1套涵盖生物组学、生理心理学及神经影像学指标的奥运会运动员心理状态多组学生物数据库；确定 5 种以上影响竞技成绩的心理和生理因素，建立 1 套奥运会运动员赛时心理状态预警模型；制定不少于 3 种针对运动员常见心理问题的无创和个性化干预方案，开发 1 套心理服务智能机器人，实现基

　-9- 于人机对话流程的智能化心理保障，提供 24 小时*7 天的心理问题筛查、预警、智能陪伴与疏导服务；建立 1 套奥运会运动员专用的多种心理干预技术多类交互模式线上线下融合的心理响应和干预平台。

　有关说明：由体育总局组织申报；其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）和中央财政经费比例不低于 1:1。

　3. 公共安全保障关键技术

　3.1 先进机器人技术在冬奥会中的应用 研究内容：针对北京冬奥会和冬残奥会开闭幕式、应急、观赛和服务等应用场景，研究适用、特色、先进和实用的机器人技术；研究开闭幕式、应急、观赛和服务等应用场景下的机器人应用集成解决方案，情景推演和展示技术；并实际应用于冬奥会和残奥会。

　考核指标：适用于冬奥会和冬残奥会的开闭幕式、应急、观赛和服务等一种或多种具体应用场景的机器人各 2 套，技术国际领先、实用、可靠、零排放。应用于冬奥会冰雪项目赛场赛道上的机器人在冰面和雪地上运动时不影响冰雪项目对冰面和雪地的要求，工作环境温度-35℃～40℃；形成适用于冬奥会或冬残奥会开闭幕式、应急、观赛和服务等一种或多种具体应用场景的机器人集成应用解决方案 1 套，集成应用具有适用、实用、展示度强、应用效果好，针对上述

　-10- 一种或多种具体应用场景，形成可视化的机器人应用方案情景推演和展示系统 1 套；实际应用于北京冬奥会和冬残奥会。

　有关说明：1.申报单位应与具体应用场景的冬奥会场馆业主方等应用单位联合申报；2.申报单位应提供资金筹措方案和赛后利用方案；3.每个申报书只针对一个场景进行申报，每个场景拟支持项目不超过 1 项；4. 由教育部、工业和信息化部、广电总局、体育总局、中科院、北京市科委、河北省科技厅组织申报；5. 其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）和中央财政经费比例不低于3:1。