长安大学公路学院附件：1. “智能机器人”重点专项2017年度项目申报指南（形式审查条件要求 指南编制专家名单）.pdf

附件 3 “重大自然灾害监测预警与防范” 重点专项 2017 年度项目申报指南 为贯彻落实党中央、国务院防灾减灾救灾工作重大部署，按 照《关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方 案》要求，科技部会同相关部门和地方，制定国家重点研发计划 “重大自然灾害监测预警与防范”重点专项实施方案，围绕大地 震灾害监测预警与风险防范、 重大地质灾害快速识别与风险防控、 极端气象灾害监测预警及风险防范、重大水旱灾害监测预警与防 范、多灾种重大自然灾害评估与综合防范等 5 项重点任务开展科 研攻关和应用示范，为提升国家防灾减灾救灾能力，保障人民生 命财产安全和国家社会经济安全可持续发展提供科技支撑。 本专项总体目标是：面向重大自然灾害监测预警与防范的国 家重大战略需求，针对重大地震灾害、重大地质灾害、极端气象 灾害、重大水旱灾害综合监测预警与防范中的核心科学问题，在 成灾理论、关键技术、仪器装备、应用示范、技术及风险信息服 务产业化等方面取得重大突破，形成并完善从全球到区域、单灾 种和多灾种相结合的多尺度分层次重大自然灾害监测预警与防范 科技支撑能力，推动关键技术、信息服务、仪器装备的标准化、 — 1 — 产品化和产业化，建立一批高水平科研基地和高层次专业人才队 伍，为我国经济社会持续稳定安全发展提供科技保障。 本专项要求以项目为单元组织申报，项目执行期 3-5 年。2017 年拟优先安排 30 个项目，约占专项总任务的 30%左右，国拨经 费总概算约 6 亿元。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。对于典型市场导向且明确要求由企 业牵头申报的项目，自筹资金与中央财政资金的比例至少要达到 1:1 以上。如指南未明确支持项目数，对于同一指南方向下采取 不同技术路线的项目，可以择优同时支持 1-2 项，根据中期评估 结果再择优继续支持。除有特殊要求外，所有项目均应整体申报， 须覆盖全部考核指标。每个项目下设课题数不超过 6 个，项目所 含单位总数不超过 10 个。 本专项 2017 年项目申报指南如下： 1. 大地震灾害监测预警与风险防范 1.1 强震危险区活动地块与孕震模型研究 研究内容：主要围绕国家重大战略实施主体地区与强震高危 险区重合的区域，以大陆强震受控于活动地块的理论为指导，研 发基于深部行为和物理机制的活动地块边界带强震孕育动力学模 型；研究我国大陆强震构造环境的具有时间相关性的强震地点预 测理论。 考核指标：建立适用于板块内部的区域强震孕育动力学模 — 2 — 型，研发 2 个以上具有时间相关性的强震预测理论模型，提出地 震危险性理论预测技术规程 1 部。 1.2 区域三维精细壳幔结构研究与巨震震源识别 研究内容：开展京津冀城市群及环渤海地区高分辨率宽频带 地震台阵观测，在雄安、通州等重点区域开展超密集流动台阵观 测，研发三维地壳上地幔速度结构精细成像技术，识别京津冀地 区巨震震源，建立重点区域精细结构模型；开展沉积盆地浅层细 结构探测和长周期强震地面运动研究。 考核指标：在京津冀等重点区域建立横向分辨率 1km 级地壳 上地幔 P 波和 S 波速度、深部 10km 级间断面的三维结构模型， 建立 7 级以上大地震震源深部指标体系，建立沉积层结构模型和 1 秒以上周期的强震地震运动分布图。 1.3 重点强震危险区多尺度结构模型及强震孕育发生背景研究 研究内容：研究重点强震危险区多尺度地下结构和变形特 征，获得不同尺度的三维结构模型，评价并验证结构模型和震源 参数的可靠性和精度； 研究获得岩石圈各向异性结构和变形模式， 研究区域应力场分布及其变化特征；建立区域强震孕育发生的结 构和构造模型。 考核指标：建立川滇地区等重点强震危险区岩石圈三维速度 结构、衰减和各向异性模型及变形模式，分辨率达 50 公里；建 立高分辨率的断裂带三维结构模型，横向分辨率达 3－5 公里； — 3 — 提出精细结构时间变化特征。 1.4 海域地震区划关键技术研究 研究内容：研究中国海域及邻区活动构造框架、近海域与俯 冲带地震构造特征和地震活动性模型，建立海域深厚淤泥和海床 地形模型，研发海域俯冲带地震影响及地震动传播规律，形成海 域地震区划方法与技术系统。 考核指标：建立海域地震构造和地震活动性模型（典型海域 比例尺不小于 1:100 万） ，研发深厚淤泥和海床地形模型及地震动 预测模型 2-3 项，构建海域地震区划方法与技术系统 1 套，编制 3 个典型海域地震参数区划图。 1.5 基于密集综合观测技术的强震短临危险性预测关键技术 研究 研究内容：针对地壳断层研发基于密集地震台阵、地球化学、 地壳形变、岩石地温等观测技术的强震发震紧迫程度判定技术。 研究基于震例资料和震源物理模型的异常判定技术，建立强震短 临预测模型，给出年尺度强震发震紧迫程度判定技术方案。 考核指标：建设强震短临危险性判定基础数据库 4~6 套；开 发实用化短临危险性预测软件 5~7 套；搭建 1 套危险性判定技术 综合服务系统。 1.6 区域与城市地震风险评估与监测技术研究 研究内容：研究城市建筑强震反应观测新型传感器及组网观 — 4 — 测技术；研究基于多元数据的工程结构地震破坏监测方法和性态 评估方法；建立基于性态的区域和城市大震风险动态评价指标和 评估体系；研发区域与城市大震灾害风险监测与评估技术系统； 开展典型区域和城市应用示范研究。 考核指标：研发工程强震反应观测新型传感器 20 套，组网 观测技术 5 项；建立工程结构易损性动态分析模型 5 项。建立区 域和城市大震风险动态评价指标 30 项。风险评估空间分辨率达 到 1 公里级，城市实现重要单体建筑风险动态评估功能。完成工 程示范应用 2-3 项。 1.7 大型、新型工程结构地震成灾机理与减隔震技术研究 研究内容：针对强震区城市群与大城市交通、能源等重大基 础设施中的大型、关键工程结构，如：高层建筑、大型复杂交通 枢纽、城市地下管廊等，开展地震非线性反应与损伤破坏模拟、 失效破坏模式与灾变机理模型、基于灾变模型的减灾技术理论与 方法及技术等研究，研发抗震、减震、隔震新的结构体系，发展 抗震、减震、隔震设计理论。 考核指标：建立基于性能和失效模式控制的抗震设计理论与 方法，研发 5 种以上高性能和绿色环保的结构抗震新体系、10 项 以上结构减隔震控制新技术， 形成 2 部以上抗震设计规程或规范， 获得发明专利不少于 10 项，应用成果 8 项以上。 1.8 重大工程地震紧急处置技术研发与示范应用 — 5 — 研究内容：研究轨道交通、燃气管网等重大工程强震影响下 安全运行状态评估方法、预警预测模型与策略；研究重大工程的 处置风险概率模型、处置策略、误报恢复及震后恢复运行技术； 研究地震预警信息实时接收平台，研制地震预警信息专用接收终 端系统及紧急处置系统；开展地震紧急处置示范工程。 考核指标：形成紧急处置技术及恢复运行成套技术体系；研 制重大工程地震预警信息专用接收终端系统（装置）及紧急处置 软硬件系统 4 套以上；组织轨道交通、燃气管网等企业在重大工 程设施开展地震紧急处置示范应用。 1.9 大地震灾后灾情快速调查关键技术 研究内容：研发基于无人机的震后快速动态灾情调查和分 析技术系统；研究基于卫星遥感的震后动态灾情调查和快速分 析技术；研发地震应急期灾区社会影响调查技术与分析系统； 研发基于多通信手段的应急现场灾情采集技术系统；研发现场 烈度图动态生成技术和模式；研究基于现场实时信息的损失动 态评估技术。 考核指标：灾情分析模型误差 30%；形成基于无人机与卫星 遥感的震后动态灾情调查技术系统，可在 24-72 小时多期成图； 损失动态评估技术模型误差 30%，构建 1 套空天地一体化现场后 方协同灾情综合研判和指挥调度技术系统， 实现与后方协同功能， 并在典型区域开展应用示范。 — 6 — 2. 重大地质灾害快速识别与风险防控 2.1 强震区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究 研究内容：研究断裂不同活动方式下的地质灾害效应及成灾 模式，开展斜坡地震动响应机制及其动力致灾机理研究，确定隐 患区早期判识方法，建立滑坡泥石流运动分析模型；研究强震区 灾害动态演化机制及长期效应，揭示震后泥石流形成机制并建立 其分析模型和地质灾害风险预测方法技术，研发基于地质灾害链 的综合监测预警技术与仪器设备。 考核指标：揭示强震区特大滑坡泥石流致灾机理及长期效 应，提出 3 项地震区斜坡稳定性和泥石流危险性定量评价方法， 地质灾害隐患成功识别率不低于 25%，建立次生灾害（链）观测 与模拟平台 2 个，研发地质灾害链监测预警仪器设备 1 套，形成 发明专利不少于 5 项。 2.2 水动力型特大滑坡灾害致灾机理与风险防控关键技术研究 研究内容：研究强降水和库水变动环境下特大滑坡破坏机制， 提出滑坡失稳判识模型；揭示水动力型滑坡致灾过程与时空演化规 律，研发灾害链空间预测与风险评估技术；创新滑坡智能互联监测 预警技术，发展水动力型滑坡新型防护结构设计方法与技术标准。 考核指标：建立强降水和库水变动环境下特大滑坡评价方法 2 项，提出滑坡灾害链空间预测与风险评估技术 2 项，发展新型 结构阻滑工程设计方法 3 项，形成发明专利 4 项以上。 — 7 — 2.3 岸坡堤坝滑坡监测预警与修复加固关键技术及示范应用 研究内容：研究膨胀土岸坡和堤坝滑坡渗透演化规律，建立 全生命期行为预测模型和渗透失稳预警方法；提出膨胀土岸坡和 堤坝滑坡渗透滑动无损探测的检测识别关键技术。研究不同渗透 滑动条件下的柔性防渗墙防控设计理论方法，形成岸坡和堤坝渗 透滑坡的柔性防护非开挖修复集成系统。 考核指标：建立柔性防渗墙质量控制和验收标准（征求意见 稿）1 项；形成岸坡和堤坝渗透滑坡检测识别技术发明专利不少 于 4 项；堤坝渗透滑坡在线修复防控技术示范推广 5 处。 2.4 基于演化过程的滑坡防治关键技术及标准化体系 研究内容：建立滑坡灾变控制模型，提出与演化阶段相适应 的重大滑坡综合控制体系，研究基于演化过程控制的抗滑桩和锚 固工程优化设计技术；构建滑坡-防治结构体系多参量时效稳定性 评价体系、防治方法技术标准，建立基于演化过程的滑坡防治关 键方法技术应用示范。 考核指标：建立重大滑坡综合控制体系，分别提出抗滑桩和 锚固工程优化设计方法；形成发明专利不少于 5 项，建立基于演 化过程的滑坡防治关键技术标准（征求意见稿）1 项，开展复杂 滑坡防治应用示范 2 处。 3. 极端气象灾害监测预警及风险防范 3.1 气溶胶对极端天气气候事件的影响机理及预测方法研究 — 8 — 研究内容：开展气溶胶、云、降水的地面、飞机和卫星综合 科学观测实验；研究气溶胶对对流天气发生发展过程的影响及其 机理；探究气溶胶对降水发生时刻、强度、潜热和辐射的区域影 响、形成机理和可能的反馈机制；构建高污染条件下的气溶胶云相互作用参数化方案。 考核指标：产生不少于 4 个夏季的京津冀地区气溶胶和对流 性云、降水的地面、飞机和卫星综合观测数据集；产生 1 种云内 潜热反演算法并形成相应产品；形成 1 套气溶胶-云相互作用参数 化方案，京津冀区域模式降水评分提高 8%。 3.2 强风暴起放电过程和雷击机理研究 研究内容：发展高精度闪电通道实时三维成像技术，结合新 型气象探测手段，开展自然和人工触发闪电综合观测，研究雷击 过程及其效应，研究强风暴闪电多维度信息与雷暴结构的时空配 置演变规律，发展雷电预警预报技术。 考核指标：形成闪电通道实时连续三维成像系统；明确雷击 破坏效应，建成雷击机理试验平台；给出融合闪电多维度信息的 参数化方法，建立雷电 0-12h 临近预警和短时预报一体化的业务 示范平台。 3.3 台风强度/结构变化的关键动力-热力过程及预报理论研究 研究内容：研究台风强度/结构变化的关键动力-热力过程机 理；研究卫星等多源资料在台风分析和预报中的应用、发展台风 — 9 — 初始化及卫星等资料同化技术；研究台风强度与结构预报的不确 定性；开展 3-7 天台风强度、结构预报的新理论及数值预报模式 关键技术的研究；发展台风集合预报和统计动力预报的新方法， 建立实时台风监测预报试验示范平台。 考核指标：提供时效达 3-7 天、精度达到国际同类水平的实 时台风路径、强度、结构的客观预报产品；建立西北太平洋台风 风雨分布监测预报国际合作技术应用示范平台。 3.4 垂直综合气象观测技术研究及试验 研究内容：研究探空、微波、激光等多种垂直观测相结合的 协同观测方法，以及多种遥感观测结果互为附加信息或约束条件 的反演技术；分析比较各种设备的垂直探测能力，研究多种观测 数据的比对、检验和质量控制方法；建立主动和被动遥感相结合 的大气三维结构及垂直廓线的综合探测方法。 考核指标：建立大气垂直综合探测方法和技术规范；建立多 种气象要素实时观测数据的集成融合方法；建立综合气象观测数 据实况场及三维可视化显示和检验分析平台；在 2-3 个超大城市 开展不少于一年的综合观测试验。 3.5 东亚区域气象资料融合技术研发及大气再分析资料集建立 研究内容：收集整理东亚区域观测资料并结合我国气象业务 观测资料，充分利用雷达、卫星、地基 GPS/Met 等高时空分辨率 观测资料；完善资料质控方法，形成再分析观测资料集；研究适 — 10 — 用于对流尺度的高分辨率资料同化技术，建立高分辨率区域再分 析资料同化系统；优化区域数值预报模式，发展再分析技术，建 立适合东亚区域的高分辨率再分析系统；建立长时间序列高分辨 率再分析资料集并完成检验评估。 考核指标：建立适合于水平分辨率不小于 3 公里的对流尺度 循环同化技术体系，并可业务化运行；建立东亚再分析资料，时 间范围含 1950-2018 年，水平分辨率不低于 3 公里，性能优于全 球再分析资料，并实现资料共享。 3.6 高精度可扩展数值天气预报模式研究 研究内容：发展对大气多尺度运动具有高仿真模拟能力的大 气数值模式新算法，研究尺度自适应物理过程参数化方法和软件 库。研究灵活的高可扩展性并行框架，适合未来众核计算环境下 与地球圈层其它分量模式耦合。 考核目标：研发的数值天气预报模式，其大气运动的守恒属 性和对多尺度大气运动的仿真性显著优于目前业务使用的半隐式 半拉格朗日格点模式，精度不低于 2 阶，局地灾害天气快速预报 预警达到百米级分辨率，全球/区域一体化满足全球数公里分辨率 预报需求，并行构架带有耦合器功能且能支持十万核运行。预报 可用性从 7 天提高至 8.5～9 天。 3.7 短期精细化无缝隙预报技术方法研究 研究内容：研究高影响天气发生的环流形势和大气环境条件 — 11 — 的典型信号特征及客观量化识别方法；研发高时空分辨率资料同 化技术和公里尺度模式技术；发展短时短期灾害性天气精细预报 技术和集合概率预报方法；研发适用于我国复杂下垫面和地形条 件的高分辨率数值预报智能化格点解释应用技术；建立 24h 内无 缝隙灾害性天气和精细化预报系统。 考核指标： 建成快速更新的全国 3 公里分辨率数值预报系统， 在前 12 小时的预报水平明显优于同期的全球模式；建成 24 小时 内灾害性天气和气象要素逐小时预报精细化气象要素产品，预报 准确率平均提高 5-10%。 3.8 副热带地区区域模式关键技术及其应用 研究内容：开展复杂下垫面（城市化、湖泊分布、地形及海 陆分布）对气象要素精细化预报的影响研究，改进高分辨率区域 数值预报模式关键技术，研发 0-6h 气象要素外推与数值预报的融 合方法；发展基于高分辨率数值模式和集合预报产品的短时预报 技术和集合概率预报方法；建立 24h 区域精细化预报系统。 考核指标：建成高分辨率（1 小时更新、1 公里空间分辨率） 区域数值预报系统，在前 12 小时的预报水平明显优于同期的全球 模式，并在华东区域开展应用；预报准确率平均提高 5-10%左右。 3.9 天气-气候一体化模式关键技术研究 研究内容：研发高效率、高精度且具备良好物理仿效能力的 数值算法，基于全球准均匀网格等国际前沿技术，发展具备多尺 — 12 — 度（大气环流尺度至云分辨尺度）应用潜力的模拟框架系统；发 展非结构网格球面高精度、正定保型传输算法。 考核指标：建成分辨率灵活可调（10-100 公里）且具有高效 数据结构的非结构网格系统；发展对方程物理约束具有较强模拟 仿效能力的离散化策略；建立计算精度在 2-3 阶的非结构网格传 输算法；建立稳定性、效率和精度能够满足未来天气气候一体化 模拟需求的模式框架。提高 0～90 天无缝隙预报能力。 3.10 多模式集合气候预测方法和应用研究 研究内容：研究多模式集合预测理论和方法，发展具有动力 学意义的多模式集合最优信息提取和解释应用技术，开发中国多 模式集合（CMME）系统业务平台，开展基于 CMME 系统的确 定性和概率性预报产品研制和应用研究。 考核指标：提出分别针对初值不确定性和模式物理过程不确 定性的多模式集合预测理论和方法。形成基于动力学诊断的多模 式集合最优信息提取和解释应用技术。建立中国多模式集合气候 预测业务系统，实现基于 5-6 个气候模式的集合预测能力，开展 实时的次季节-季节尺度气候预测，集合预测技巧高于单模式预测 3-5%。建成多模式集合系统运控与数据集散平台，形成逐日更新 的次季节至季节尺度无缝隙集合预测业务产品体系。 4. 重大水旱灾害监测预警与防范 4.1 大范围干旱监测预报与灾害风险防范技术和示范 — 13 — 研究内容：研究大范围长历时气象、水文、农业干旱灾害成 灾机理、演变规律及历史序列重构方法，构建综合干旱监测评估 技术以及旱情预报技术， 研究旱灾风险动态评估及灾害防范技术， 在典型区域进行示范应用。 考核指标：建立长序列历史干旱灾害数据库，构建重大干旱 灾害监测、预报和风险动态评估技术体系，在 3 个区域开展示范 应用，旱情监测评估精度提高 20%，旱情预报精度提高 10%，成 果纳入国家防汛抗旱指挥系统中应用。 4.2 山洪灾害监测预警关键技术与集成示范 研究内容：分析山区暴雨洪水时空演变特征和不同地区成灾 山洪暴雨阈值，研究山洪多要素立体监测技术与体系，开展山洪 模拟模型和设计洪水计算方法研究，研发基于暴雨与土壤含水量 动态监测的山洪灾害实时动态预报预警集成技术，构建山洪灾害 动态预警与风险评估平台，开展示范应用。 考核指标：提出山洪模拟、动态预警与风险评估模型；在全 国 4 个典型流域开展示范应用，构建山洪灾害动态预警与风险评 估平台，山洪洪峰流量预报精度由 40%提高到 50%，山洪灾害预 警期延长 20%以上，山洪灾害应急抢险应对处置时效提高 10%。 4.3 堤防险情演化机制与隐患快速探测及应急抢险技术装备 研究内容：开展全国重点堤防现状调研、分类、工程信息建 库与信息化管理研究，研究堤防管涌、冲刷、崩岸、漫顶溃决的 — 14 — 破坏机理与险情演化机制，研究堤防工程安全评估指标体系、安 全控制标准和安全运行风险评价体系，研究堤防风险识别与监测 预警技术，研发堤防隐患快速探测、应急抢险、快速修复技术与 装备，研究险情处置应急预案和应急避险技术。 考核指标：建立重点堤防工程全寿命服役期安全数据库，研 发堤防隐患快速探测预警设备 3 套以上，提高堤防隐患探测精度 20％，研发堤防工程抢险关键技术与装备 2-3 套，应急抢险效率 提高 30％，在 3 项以上工程开展示范应用。 4.4 城市洪涝监测预警预报与应急响应关键技术研究与示范 研究内容：研究环境变化对流域产汇流特性及城市洪涝灾害的 影响，建立城市暴雨、洪涝立体监测技术体系，建立城市洪涝预警 预报模型，研发城市暴雨、洪涝、高潮位一体化的城市洪涝仿真模 拟系统，构建城市洪涝灾害预测预警、风险管理、综合防控、应急 响应和实时调度决策支持平台，在典型城市开展示范应用。 考核目标：构建城市洪涝灾害预测预警、风险管理、综合防 控、应急响应和调度决策支持平台，在 4 个以上典型城市开展示 范应用，纳入当地防汛抗旱指挥系统应用，实现城市洪涝信息全 面实时监测和灾害评估，城市洪涝预报精度提高 5%以上，城市 洪涝灾害应急处置时效提高 10%以上。 4.5 林果水旱灾害监测预警与风险防范技术研究 研究内容：针对影响我国范围内林果生产的水旱等主要灾 — 15 — 害，研究其致灾、成灾机理及其演变规律，构建多维度、多尺度 的林果主要灾害综合监测预警技术体系，研究林果灾害风险评估 技术，研发林果综合减损保产、提质增效技术，并在我国北方苹 果、葡萄等主产区进行示范应用。 考核指标：建立长时间序列我国林果灾害综合数据库，研发 综合监测预警技术体系 2 套，构建林果水旱灾害综合监测预警与 风险评估平台 1 个；减损保产、提质增效技术体系 4 套，开发减 灾产品 4 个以上；技术示范推广面积 50 万亩以上，减少损失 5% 以上。 5. 多灾种重大自然灾害评估与综合防范 5.1 多灾种重大自然灾害评估、救助与恢复重建技术研究 研究内容：研发多情景、多层级、多主体的自然灾害损失、 风险与社会影响评估技术，灾害救助需求、能力与效益评估技术， 综合救助方案快速精准构建、人员转移安置、资源保障、社会力 量协同参与等灾害救助关键技术；研发恢复重建规划、监测、评 价等关键技术；研发重大自然灾害救助与恢复重建决策业务支撑 系统，开展重点区域关键技术应用示范。 考核指标：研发重特大灾害评估、救助与恢复重建关键技术 不少于 4 项，建成技术示范系统 1 个，在 5 个以上省份开展不少 于 20 个重大灾害案例的关键技术应用示范。制修订国家或行业 标准（征求意见稿）不少于 4 项。 — 16 — 5.2 区域多灾种重大自然灾害风险综合防范技术与应用 研究内容：研发区域多灾种综合风险评估、灾害损失与社会 影响评估、区域应急救助与恢复重建、灾害（巨灾）保险等关键 技术与巨灾防范模式，开展区域多灾种全链条风险综合防范技术 体系研究，在京津冀、长江经济带、珠三角等重点地区开展应用 示范。 考核指标：建成区域自然灾害综合风险防范技术示范平台 1 个，综合防范信息服务覆盖率超过 70%；在京津冀、长江经济带、 珠三角建立区域多灾种风险综合防范示范基地各 1 个；申请发明 专利和软件著作权不少于 8 项。 — 17 —