【探访天津“地震大装置”】
根据规划,地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验,一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据,进行智能仿真和数据分析,帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。

《瞭望东方周刊》记者宋瑞 编辑陈融雪

踏入天津大学北洋园校区,教师刘铭劼像往常一样,朝着不远处的建筑工地举起手机,手指轻点后,画面定格。照片中,一幢约10层楼高、红灰相间的巨型钢结构建筑十分显眼,与不远处科技感十足的仿真中心遥相呼应。

这座巨型钢结构建筑是国家大型地震工程模拟研究设施(以下简称“地震大装置”),是我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施。

“我亲眼看着地震大装置从无到有,一点点成长起来,内心非常激动。”刘铭劼是该项目建设管理办公室科学工艺部成员,他告诉记者,随着人防、规划、节能、竣工等验收工作陆续完成,地震大装置即将完成土建工程联合验收。

地下“利器”

走进建设现场,只见起重机正将一些大型设备稳稳吊起,运至相应位置供工人们安装。

地上的繁忙是为了“地下工作”。

“地震大装置的秘密就隐藏在这里。”刘铭劼踩了踩脚下,笑着说,“在整个设施中,最核心的部分就是位于地下的大型地震模拟振动台和水下振动台台阵。”

大型地震模拟振动台基础埋深达18米,20米长、16米宽的台面相当于一个标准游泳池1/3的大小,载重能力最大可达1350吨。

“我们在台面下方放置了作动器。试验中,作动器可以模拟横向、纵向的地震动,影响放在台面上的被测建筑,再通过台面上的传感器和周边摄像头,获取精准的振动数据。科研人员利用这些实测数据,可以研究出更具针对性的抗震性能提升方法。”刘铭劼说。

大型地震模拟振动台台面上方的巨大空间可满足大尺寸模型试验。“我们可以在台面上1∶1等比例还原一栋七层楼高的建筑物,比如住宅楼、医院和学校等,以实物形式对其内部进行抗震性能测试。国内外现有的上千条有记载的地震活动都能在此复现。”刘铭劼说罢,指了指实验中心的另一侧,“那边的水下振动台台阵是这个装置的另一‘利器’。”

水下振动台台阵不仅可以模拟不同位置的地震动,还可以模拟河流、海流、海浪等涉水环境,能为跨海大桥、海底隧道、水工大坝和海上风电等海洋中的“超级工程”提供实验环境,助力工程建设。

精雕细琢

“地基不稳,实验不准”。施工过程中出现的一点小纰漏,都会极大地影响未来实验的精准度。为实现“造地震”的设想,“打地基”工作成为重中之重。

“两个大型设备要在地下10多米的深基坑内安全、有效运转,光工艺设备埋件就多达7000余个,最大预埋件的单件重量超过10吨。更重要的是,要保证预埋件设计精度达到±1毫米,获得的地震模拟试验数据才精确有效。”刘铭劼说,这好比让重量堪比“400头大象”的实验器物“震起来”,但运动的精度却要求是毫米级的,难度可想而知。

据介绍,为实现地下施工的精之又精,2万立方米的混凝土进行了一次性浇筑,混凝土浇筑设备连续运转了60多个小时,近300人明确分工,项目成员轮岗值守,实时监测混凝土性能指标,严格控制温度影响。不仅如此,每寸施工材料都被“精雕细琢”,通过数值模拟分析、试验承重和牢固等方式,确保地震大装置在高频抗震试验过程实现功能。

项目建设管理办公室综合事务部成员杨政龙告诉本刊记者,该团队已连续攻克重大技术难题40余项,设施的技术指标和综合性能已进入国际同类装置领先行列。

“国外常见水下振动台台阵是圆形,防水效果更佳,但为了达到更好的地震模拟试验效果,我们将台阵设计为方形,这就对如何提升防水性能提出了挑战。”刘铭劼说。

从2017年着手研究,到2021年设计定型,项目团队与材料、力学、机械、流体等领域的校内外专家和设备生产厂家团队进行了多轮论证,尝试了几十种材料和分析方法,一遍遍将设计方案推倒重来,反复试验,终于取得成功。

值得一提的是,该项目科研团队的平均年龄仅36岁。

29岁的何金明从研究生期间就开始参与到项目中。他对本刊记者说:“我以工地为家,到现在已住了近3年,工地的每个角落都能如数家珍。每天一推开窗,就能看到项目的进展,像是在见证一个孩子的成长。”

一张简易床、一个办公桌,是他屋内仅有的大件家具。“一到冬天,活动板房里的室温和屋外一样冷,电暖气是唯一的取暖依靠,偶尔遇上停电,只有蜷缩成一团再盖上好几层棉被才能睡着。到了夏天,屋里又像桑拿房,酷热难耐,大伙儿经常‘抢’唯一的淋浴喷头。”何金明说。

“但我们都十分幸运,能够参与‘国之重器’的建设,内心无比自豪、干劲十足。”何金明说,“地震大装置是一本土木工程的‘百科全书’。世界范围内可遵循的建设经验不多,很多难题是第一次面对。每天的工作就是解决一个个新问题,面对一个个新挑战。”

“为了将停留在纸面的科学设想落在实处,每个工作人员都必须有钉钉子的精神,将建设中的各个细节反复演练,预判可能出现的隐患风险并做出有效化解。”何金明说。

十年磨一剑

为什么要“人造地震”?

刘铭劼的思绪回到2008年。2008年5月12日,四川汶川发生特大地震。正是从那时起,天津大学的学者下定决心,要建立一个“人造地震”的重大科技基础设施。

“我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位,地震活动频度高、强度大、分布广,而工程结构的失效和倒塌是造成地震中人员伤亡、财产损失和发展受阻的最重要原因。我们想从科学的角度搞清楚,楼房在地震中的薄弱环节到底在哪里?怎样才能抵御地震的破坏?”项目建设管理办公室科学工艺部成员燕翔对本刊记者说。

随着经济社会的发展需求,我国大型基础工程建设日益增多,高层超高层建筑、跨海超长桥隧、大型水利工程、大型能源工程等重大项目都对抗震能力提出更高要求。

据刘铭劼介绍,最初抗震研究主要通过震后观测开展——研究人员将观测仪器设置在震区的房屋结构上,等地震到来时观测记录房屋结构在强地震作用下的反应。但实际发生的强地震相对较少,靠真实的地震来获取研究数据,不仅机会非常少而且周期长。

后来,国内外开始建设地震模拟振动台,但大多规模较小且实验功能单一,不能同时模拟地震与波浪、水流共同作用下的真实境况,无法满足我国重大工程对抗震安全的迫切需求。

因此,建设地震大装置的想法应运而生。团队的设想是:通过建设大型地震模拟振动台和水下振动台台阵,真实再现多种形式的地震,直观了解工程结构在地震中被破坏的机理和特征,为建筑工程结构的抗震减灾技术发展提供数据支撑,进而找到提高工程结构抵御地震的方法。

从行不行到怎么行,从理论到实践,项目团队十年酝酿,经历了上百次论证,终于在2018年8月,世界最大的地震工程模拟研究设施由国家发改委批复立项。2019年10月,项目由天津大学牵头启动建设。

“为了让项目建设精准完成,我们专人专岗,各司其职,团队制定了详细的工作计划,甚至把日程安排具体到每一天。每个阶段的规划都与上一个阶段的规划环环相扣,我们力图完善每一处细节,按时完成每一项节点任务。”杨政龙说,各个部门都建立了清单和工作台账,将节点、任务、负责人、监督人、协调人等事项逐一精细化,“大大小小的清单、台账摞起来有半个人高”。

2022年8月,地震大装置即将迎来土建工程联合验收。

用好是关键

2022年以来,四川雅安“6·1”芦山地震和四川阿坝州“6·10”马尔康地震牵动着项目团队的心。

“从了解到的情况看,当地不少房屋建筑和桥梁隧道在地震中抗震性能良好,这显示出我国工程领域近年来抗震水平不断提升。”刘铭劼认为,如果建筑物不会在地震中被损毁,地震就不再那么可怕。

“我们要做出前人做不出的成果。地震大装置建成后,用得好才是关键。”他说,项目团队最大的愿望是在建成第一天就能立刻投入地震模拟实验。

根据规划,地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验,一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据,进行智能仿真和数据分析,帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。

不仅如此,年轻的团队还希望其能发挥更大的作用——为全世界地震领域的科学家提供开放共享的实验平台,为全社会普及防震减灾的科学知识。

“我们设计了对外开放端口,希望通过设施、数据、成果共享,吸引世界上更多的科学家和工程技术专家共同研究,为人类科学技术发展作出贡献。”杨政龙说。

据介绍,现在已有上百家工程设计院、施工单位和建筑公司关注着地震大装置的建设进展,前来调研并提出合作设想。项目组为此专门成立了用户库,希望通过前期调研和沟通交流,了解现实需求,为后续更好地服务国家重大工程建设做准备。

“我们‘制造’的‘地动山摇’,是为了让世界更加平安美好。”刘铭劼说。

【聊城抓住科技创新“牛鼻子”,集聚人才“磁场”,强化要素保障】抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。聊城市锚定“走在前、开新局”,以创新赋能发展,以创新引领发展,以创新驱动发展,通过抓住科技创新“牛鼻子”、搭建人才平台、强化要素保障等,加快打造高质量发展先行区,用创新书写“天下不敢小聊城”的新篇章。
科技创新“三步走”
培育发展新动能
  7月29日,在临清市烟店镇的山东宇捷轴承制造有限公司智能化车间,一条条数控流水线正高速运转,经过车、磨、铣、钻、淬炼等工序后,一只只高精度调心滚子轴承排着队依次“走”下传送带……而在公司的数字监控中心,智慧大屏上随时更新着订单监控、质量检测、设备运行等数据。“我们生产线制造的轴承,精度可以达到头发丝的1/20。”公司总经理蔡梅贵介绍,宇捷轴承是国内最大的中小调心滚子轴承生产企业,连续三年产销量居行业第一。
  宇捷轴承能够在国内外市场占据一席之地,离不开研发创新。多年来,宇捷轴承联合山东大学、济南大学等高校、科研院所开展关键技术攻关,创新流程工艺,产品各项指标均达到国际领先水平,产品寿命提升30%以上。公司正在规划建设的“宇捷轴承智能制造园”项目,可实现能源的绿色化、生产的智能化以及产品的高端化。
  高新技术企业是科技创新驱动发展的“牛鼻子”。为更好发挥企业研发机构平台支撑作用,加快培育高质量发展新动能,聊城市开展“规模以上工业企业研发机构全覆盖”行动,通过“研发机构先建一步、企业推动一步、产学研提升一步”的“三步走”方式,全市科技创新能力显著提升,新旧动能转换加速突破。2021年以来,已累计推动1200余家规上工业企业建设研发机构,带动全社会研发投入增长60%,研发(R&D)经费支出占生产总值比重2.95%,有研发活动的企业数量占规上工业企业比例增加43.3个百分点,三项数据增幅均居全省第一。
  今年,莘县燕店镇范海村种植户刘增伟种植的15亩庆丰金蜜甜瓜喜获丰收,每亩地收入8万多元,比往年提高30%以上。这主要归功于位于鲁西种苗谷的莘县农发庆丰种业有限公司提供的瓜苗。
  莘县蔬菜经过30年的发展,已经形成种植、销售、加工的成熟产业链,但在种子研发和种苗繁育方面仍然比较薄弱。“很大一部分是买的外地种子,种苗繁育方面,莘县每年至少有5亿-8亿株的种苗缺口。”莘县农业农村局一级主任科员占丁峰坦言。
  种子号称农业的“芯片”。2020年,莘县率先启动现代农业高质量发展两年行动计划,鲁西种苗谷被列为重点建设项目。经过两年的建设,鲁西种苗谷一期工程已经投入运营。莘县还与北京大学、中国农业大学、中国农业科学院等建立合作关系,聘请吴明珠院士、方志远院士等20名种业专家为顾问,成立蔬菜研究院、蔬菜产业技术研究院等16个科技研发平台,引进了分子标记、基因编辑等育种技术,积极建设集种子研发、种苗繁育、示范种植、质量鉴定、展示推广等功能于一体的全国一流种苗研发中心。鲁西种苗谷以孵化种苗企业为己任,围绕种苗生产,发挥示范、带动、推广、检验检测等作用,为种苗企业提供科技引领服务,被业内人士誉为国内种苗“硅谷”。
  “未来,重点依托鲁西种苗谷,以小麦制种、蔬菜现代育种、数字农业、环境精准控制等技术研发与应用为重点,争取三年内完成年产小麦玉米良种1亿斤、瓜菜种苗20亿株的目标。”莘县农业农村局局长张君印说。
集聚人才“磁场”
搭建干事创业平台
  人才是推动高质量发展、提升创新力的关键所在。近年来,聊城下大力气吸引招徕外地人才,发掘培育本土人才,千方百计集聚人才“磁场”。
  “普通的聚氯乙烯管道,在低于5℃的户外容易开裂,我们参与研发改进的新管道,在低于零下15℃的环境中仍可正常施工,这项技术填补了行业空白。”在阳谷县的山东东信管道科技研究院,重庆大学在读博士单常喜和苏常旺正在做聚氯乙烯管道抗低温和破坏力实验。
  本该在学校攻读博士的他们,为何出现在千里之外的阳谷呢?
  山东东信塑胶有限公司在管道生产能力和规模上处于行业领跑地位,并研制出了世界最大口径1.8米PVC(聚氯乙烯)超级管。“我们专注于生产,只知道我们生产的管子好,好到什么程度、为什么好,却提供不了科学数据支撑。”公司负责人潘福渠告诉记者。
  阳谷县委人才工作领导小组办公室根据企业诉求,积极联络并最终促成企业与重庆大学胡少伟教授团队建立合作关系。2021年4月,由胡少伟教授在东信塑胶建立博士科研工作站,先期派驻3名博士和2名硕士进站研究。2021年8月,双方联合设立山东东信管道科技研究院,建设一流的管道科研人才培养基地,研发国内领先、国际一流的管道关键技术。
  来自武汉大学的博士杨金辉就是这样被吸引过来的。他与东信塑胶的“土专家们”一起搞攻关,最终完善了各项数据,形成了规范标准,并申请了专利。
  常驻阳谷的博士团,在山东阳谷华泰化工股份有限公司也有一支。该公司有着我国橡胶助剂行业唯一的国家级工程技术研究中心——国家橡胶助剂工程技术研究中心,同时设立有博士后科研工作站,每年都有一支博士常备军在此驻扎。
  阳谷县委常委、组织部部长孙建德介绍,三年来,阳谷先后引进博士13名,建立科研课题29项。一届届的博士接力,成就了一支“博士常备军”,有力助推县域经济高质量发展和产业转型升级。
  “县里为我们开通创业创新政策咨询、注册登记、税费减免、金融服务等绿色通道,提供贴息贷款、财政奖补等政策帮扶创业。另外,还有机会参评职称、职业资格认证和人才项目申报。”高唐县汇鑫街道人才党支部党员、超辉农业合作社理事长王庆辉告诉记者。近年来,合作社流转土地1300亩,吸纳社员83户(其中贫困户5户),带动村民种植黑小麦、糯玉米。
  乡村振兴,人才是关键。高唐县在各个镇街创建人才党支部,人才党支部党员创业享受“申请优先、受理优先、审批优先、快速办理”的一站式服务,政府还帮助协调小额担保贷款,争取申领创新创业资金,并将他们纳入基层后备梯队,充分发挥人才和党组织“1+1>2”的杠杆作用。
  2022年聊城市委人才工作会议明确提出,到2035年,全面塑成人才创新创业成本区域领先优势,成为面向冀鲁豫的区域性人才中心和创新高地。近三年来,聊城先后引进培育国家级、省级重点人才42名;选派54名“科技副职”和133名“科技副总”;在全省率先开展农民职称评定,先后评定农民正高级农艺师10名、高级农艺师20名。此外,为233名高层次人才发放“服务金卡”,设立产学研合作专项资金。
加强要素保障
积蓄发展吸引力
  “高性能氢燃料电池系统及整车开发与产业化”是中通客车股份有限公司承担的一项省新旧动能转换重大课题攻关项目。聊城开发区和企业一起,多方联络并组建起骨干研发团队。最终,成功突破了有机液体储氢技术、常温常压氢油加注技术、燃料电池发动机低温冷启动技术及整机集成开发技术。中通客车公司氢燃料客车被选定为2022年北京冬奥会服务用车。
  近年来,聊城开发区创新要素保障,以产业需求为导向,积极搭建企业与人才供需对接的桥梁,帮助企业解决制约创新发展的关键核心技术,陆续建成国家级创新平台3家、省级平台18家、市级平台20家。扶持培育省级专精特新企业13家、瞪羚企业4家、高新技术企业33家、科技型中小企业53家。
  位山灌区和彭楼灌区改造项目是省级重大基础设施项目,却在办理用地审批手续时遇到了难题。“按照一般要求,项目办理用地预审和规划选址意见需要根据不同的立项层级,从县到市再到省逐级会审后出具意见,其中还需要提供涉及地块的矢量坐标。但该项目涉及河段众多,且建设年代久远,很多权属来源材料不齐全,如果机械照搬文件要求,恐怕半年也办不完手续。”了解到这一情况后,聊城市自然资源和规划局“土地服务专员”主动靠前,并与上级部门积极沟通,第一时间出具用地情况说明,为项目的立项奠定了基础。
  “‘土地服务专员’的设立,不仅能更好地服务用地单位,也实现了党员干部工作作风的转变,由以往‘坐门等靠’变为‘上门服务’,由‘被动服务’变为‘主动服务’。”聊城市自然资源和规划局党组书记、局长张玉录表示。如今,由聊城市率先推行的“土地服务专员”制度已在全省范围推行,并逐步建立和完善省市县三级联动的“土地服务专员”制度。
  公共资源交易一头连着市场,一头连着政府,打造规范统一、公开透明、服务高效、监督到位的公共资源交易平台,是进一步落实“放管服”改革、优化营商环境的迫切需要。今年5月,山东东阿古胶阿胶系列产品有限公司在县政务服务大厅,仅用2个小时就完成了分公司在河南荥阳的跨省注册登记。原来,早在半年前,东阿县联合省内及河南、山西、陕西、内蒙古沿黄县(市)区行政审批部门,牵头成立黄河流域政务服务“跨域通办”联盟,让联盟城市的企业和群众享有更多“同城待遇”。
  联盟成立以来,“朋友圈”已从最初的5省32个县市区扩增至44个县市区,可办事项由44项增至156项,仅在东阿受理的“跨域通办”业务就达1000余件。
  针对企业融资难、融资贵问题,聊城市推进金融辅导员制度和“金融管家”试点工作;为满足农村群众对房屋的个性化需求,聊城市探索建立了“群众点单、镇街下单、公司接单、群众评单”的“点菜单”式农村房屋建设服务机制……一项项改革创新,积蓄着全市经济社会发展的潜能和吸引力。“用我们干部的快节奏,来换取群众的慢生活;用干部的辛勤指数,来换取群众的幸福指数。”聊城市委副书记、市长张百顺表示。(来源:大众日报)

【“十大创新”看聊城|科技赋能发展,创新书写新篇】抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。聊城市锚定“走在前、开新局”,以创新赋能发展,以创新引领发展,以创新驱动发展,通过抓住科技创新“牛鼻子”、搭建人才平台、强化要素保障等,加快打造高质量发展先行区,用创新书写“天下不敢小聊城”的新篇章。

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莘县蔬菜经过30年的发展,已经形成种植、销售、加工的成熟产业链,但在种子研发和种苗繁育方面仍然比较薄弱。“很大一部分是买的外地种子,种苗繁育方面,莘县每年至少有5亿-8亿株的种苗缺口。”莘县农业农村局一级主任科员占丁峰坦言。

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山东东信塑胶有限公司在管道生产能力和规模上处于行业领跑地位,并研制出了世界最大口径1.8米PVC(聚氯乙烯)超级管。“我们专注于生产,只知道我们生产的管子好,好到什么程度、为什么好,却提供不了科学数据支撑。”公司负责人潘福渠告诉记者。

阳谷县委人才工作领导小组办公室根据企业诉求,积极联络并最终促成企业与重庆大学胡少伟教授团队建立合作关系。2021年4月,由胡少伟教授在东信塑胶建立博士科研工作站,先期派驻3名博士和2名硕士进站研究。2021年8月,双方联合设立山东东信管道科技研究院,建设一流的管道科研人才培养基地,研发国内领先、国际一流的管道关键技术。

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公共资源交易一头连着市场,一头连着政府,打造规范统一、公开透明、服务高效、监督到位的公共资源交易平台,是进一步落实“放管服”改革、优化营商环境的迫切需要。今年5月,山东东阿古胶阿胶系列产品有限公司在县政务服务大厅,仅用2个小时就完成了分公司在河南荥阳的跨省注册登记。原来,早在半年前,东阿县联合省内及河南、山西、陕西、内蒙古沿黄县(市)区行政审批部门,牵头成立黄河流域政务服务“跨域通办”联盟,让联盟城市的企业和群众享有更多“同城待遇”。

联盟成立以来,“朋友圈”已从最初的5省32个县市区扩增至44个县市区,可办事项由44项增至156项,仅在东阿受理的“跨域通办”业务就达1000余件。

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