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防“風”預險 知識產權為器

2018年09月19日10:55 | 來源:中國知識產權報
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原標題:知識產權為器 直面風雨無懼

連日來,2018年第22號超強台風“山竹”席卷西太平洋,先后對北馬裡亞納群島、菲律賓等國家和地區造成了重大經濟損失和人員傷亡。“山竹”來襲,氣勢洶洶,即將正面迎接史上最強台風的國人卻毫無懼色。各種預測、抗擊台風的自主知識產權“黑科技”,正是人們不懼風雨的底氣所在。

捕“風”捉影

“山竹”的風眼大約在9月11日才逐漸形成,勉強在形式上符合台風的特征。可早在9月4日,“山竹”連名字還沒有時,我國氣象部門便已敏銳地捕捉到它的蛛絲馬跡。

今年5月8日零時起,我國全部國家級氣象業務平台完成“風雲二號”到“風雲四號”衛星業務的切換,中國及亞太地區用戶可正式接受“風雲四號”A星數據。通過這顆我國自主研發衛星的“千裡眼”,全球熱帶氣旋一覽無余。其裝載擁有自主知識產權的可見光掃描輻射計,可提供500米高時空分辨率圖像,反映台風雲結構及其演變的精細化動態信息。“山竹”來華前的瞬息變化,公眾都可以在中國氣象局網站國家氣象中心欄目中通過“風雲四號”A星發來的動態圖片進行了解。

兩個月前的台風“安比”是“風雲四號”A星向公眾展示其“神機妙算”的“首秀”。在對“安比”的監測中,“風雲四號”A星攜帶的干涉式大氣垂直探測儀(GIIRS)實現了兩個“首次”:國際首次大范圍高頻次大氣垂直探測,實現每15分鐘一次對台風目標區快速觀測,精准預報台風路徑和中心降雨情況﹔我國首次實踐交互式“觀測—預報”模式,精確定量預報風雨影響。

“天上”監測到的海量數據,離不開“地上”的決策分析。作為我國台風和海洋氣象預報預警業務的“國家隊”,中央氣象台台風與海洋氣象預報中心開發了擁有自主知識產權的台風路徑集合預報訂正方法(TYTEC)、基於數值模式和衛星反演資料相結合的台風風圈半徑客觀分析方法等,目前24小時台風路徑預報誤差均穩定在60公裡左右,達到世界先進水平。

為了攜手周邊國家和地區共同抵御風災,我國還制定了《風雲衛星國際用戶防災減災應急保障機制》(FYESM)。“山竹”登陸菲律賓前,中國氣象局通過FYESM,將“風雲二號”F星、“風雲三號”和“風雲四號”衛星相關監測數據實時推送給菲律賓氣象部門,幫助菲律賓及時採取有效措施降低了人員傷亡和財產損失。

“山竹”飛速掠過南海,瞬時風力高達17級,所到之處摧枯拉朽。這對設計抗風力為16級的港珠澳大橋提出了嚴峻考驗。有網友戲稱,港珠澳大橋是“一入學就考超綱題”。

9月17日,“山竹”中心風圈離開港珠澳大橋。大橋管理局工作人員登橋檢查,令人贊嘆的是,大橋主體結構、島上房建及收費站結構、交通工程附屬設施均未受到損壞,人工島未有窗戶玻璃破裂,全線供配電系統高低壓運行正常,各泵狀態正常。此次“大考”,港珠澳大橋“完勝”。

對於港珠澳大橋這個超級“學霸”而言,成功經受考驗的背后,是一次次堪比實戰的“模擬考”,西南交通大學風洞實驗室正是港珠澳大橋的“輔導老師”。地處伶仃洋海域的港珠澳大橋,平均每年遭遇1.8次強台風。西南交通大學風洞實驗室經過模擬實驗,通過在檢修車軌道上加上導流板,並對橋塔迎風面結構加以改造,將風漩渦引開、打散,有效化解風力破壞作用。

記者在國家知識產權局網站上以“風洞”為關鍵詞進行專利檢索發現,西南交通大學提交了59件專利申請,其中34件已獲權,多為橋梁風洞試驗裝置。正是這些專利,讓港珠澳大橋穩如泰山。

“山竹”中心瞬時風速超過55米/秒,相當於時速近200公裡。高速行駛的動車組列車比“風馳電掣”更快,要如何在風中疾馳還能行得穩?中南大學校長田紅旗院士“臥底”青藏高原3年,給出了建設自動化大風行車安全指揮系統的答案。

2002年起,田紅旗帶領團隊來到青藏鐵路,進行了為期3年的沿線勘察。2006年,田紅旗和團隊創新研發出了“高原鐵路大風監測預警與行車指揮系統”,實現了鐵路運輸應對惡劣風災害能力的重大技術突破。該項目取得了良好的社會效益,並獲得國家科技進步特等獎。

田紅旗的得意門生、中南大學交通運輸工程學院載運工具運用工程專業教授劉輝在此基礎上更進一步。他提出了“智能鐵路短時風速預測理論與方法”,並獲得中國發明專利,巧妙地將高速鐵路工程的大風風速信號預測技術難題與人工智能前沿科學理論相結合,為保障強風中的鐵路行車安全提供了大風預測能力,該成果已應用於國內的武廣、蘭新、青藏等多條鐵路的大風防災工程中。目前,劉輝擁有中國發明專利27件,在智能鐵路和交通機器人方面形成了完整的、原創性的核心技術體系,可謂“馭風有術”。

9月17日20時,中央氣象台發布台風預報稱,“山竹”在廣西西部減弱為熱帶低壓,此后繼續向西偏北方向移動,強度進一步減弱,其環流中心已難以確定,故停止對其進行編報。“山竹”帶來的大風和降水仍將持續一段時間,受影響地區的生產生活正在迅速恢復正常。手握利器,無懼風雨,在自主知識產權的助力下,未來無論是面臨超強台風還是何種險境,我們或許都能從容應對。(孫迪)

(責編:王小艷、王珩)

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