依托大科学装置的科学园空间布局及对策研究——以散裂中子源为例

张玲玲¹，赵明辉¹，赵道真¹，杨 振^2,3

(1. 中国科学院大学 经济与管理学院，北京 100190; 2. 中国科学院 高能物理研究所，北京 100049； 3. 散裂中子源科学中心 科研计划办公室，广东东莞 523803)

摘 要:大科学装置是国家科技创新的重要驱动力，依托大科学装置的科学园空间布局合理是其功能定位得以实现的重要保证，同时其功能定位又决定了相关产业的设置和空间布局的方式。根据对英国哈维尔等创新科学园区实地调研的一手资料，首先进行散裂中子科学园和标杆科学园的功能定位分析，然后根据功能定位确定内部空间要素，最后依据相关空间布局理论，结合英国哈维尔综合创新园区、美国硅谷经济带、美国橡树岭国家实验室、日本J-PARC质子同步加速器中心等国际标杆科学园空间布局分析，提出外部资源内含式和内部中心扩散式的科学合理的空间布局策略。

关键词:大科学装置；散裂中子源；空间布局

引言

大科学装置作为实现国家重大科学技术目标的大型综合研究设施，一直承担着国家尖端科技领域创新发展的重要角色，其需要面向科学技术前沿，为国家经济建设和社会发展做出战略性、基础性和前瞻性贡献。在一些发达国家，大科学装置已发展为集群式的大型科学研究基地，成为国家科技创新的重要驱动力^{[1, 2]}。大科学装置的建设也是国家创新体系建设中的重要内容，我国现有的大科学装置包括北京正负电子对撞机、北京同步辐射装置、合肥同步辐射装置、兰州重离子加速器、上海同步辐射装置等^[3]，以北京正负电子对撞机为例，其已经取得了良好的科技及经济社会效益，科技成果转化也实现了一定的突破^[4]。

当一个中等能量的质子打到重核之后会导致重核的不稳定而“蒸发”出20~30个中子，可以大大提高中子的产生效率，按上述原理工作的装置称为散裂中子源^[5]。散裂中子源作为目前世界上研究物质微观结构最为尖端的科学设施，其不仅在物理学、材料学、医药、化学、生命科学和新型核能开发等领域中发挥带动作用，还能引领相关产业的技术升级，推动区域经济发展^[6]。日本J-PARC作为世界上最高量级加速器的散裂中子源，其生命材料科学装置内部专设两条产业化谱仪用于推动企业合作。2014年，J-PARC相关技术辐射和带动的市场价值已达52万亿日元，相当于日本年度国民生产总值的10%^[7]。中国散裂中子源是我国刚刚建成使用的处于国际前沿的多学科应用研究平台^[8]，是继美国散裂中子源、日本散裂中子源、英国散裂中子源之后的全球第四大散裂中子源^[9]。

对两种算法在饱和度50%～1 000%下的误差范围进行统计，见表2，窗宽自适应形心修正算法在非饱和波形下与传统形心算法有相似的误差范围，对于饱和波形误差范围在-0.5～0.5 ns之间，可实现7.5 cm的测距精度.

目前，依托大科学装置的科学园空间布局研究较少，随着我国的大科学装置建设进入跃升期，大装置落成之后相关的产业化模式及空间布局成为亟待解决的问题。孙礼军、廖雄等根据不同使用功能将大科学装置园区分成主装置区、实验配套区、辅助设备区，在总体布局中，三大功能区之间必须以主装置区为核心，各功能区之间既独立又联系密切，并且将未来可持续发展作为园区空间布局的一大特点^[10]。结合当地的总体规划，大科学装置园区布局融入地域特色的同时，更应当致力于营造浓厚的科研氛围^[11]。李斌等以兰州重离子医用加速器产业化为例对所处的空间环境作了细致分析^[12]，兰州重离子医学中心拟建工程场地位于兰州市城关区北面滩，北面紧邻黄河风情线，南邻湿地公园，东邻高速路黄河大桥，总规划用地面积200 亩，全部为政府划拨用地，周边土地性质多为商住和办公用地，以及一处规划面积1万亩左右的湿地公园。吴群刚等分析了拟在怀柔建设的以同步辐射光源为核心的大科学装置群的空间环境，认为大科学装置用地大、投入大，需要各层级政府在土地供应、发展空间预留等方面加大统筹力度^[13]。

本文以散裂中子源为例，主要研究依托大科学装置的科学园空间布局及其对策。散裂中子源具有重大的科技和社会经济效益，在科学研究和产业化应用方面均具有良好的前景，其衍生出的相关技术对行业能够产生巨大的改进与提升作用。散裂中子科学园以散裂中子源为核心的空间布局具有独特性和一般性，对其他科学园的布局规划有一定的参考和借鉴意义。合理的空间布局是科学园功能定位得以实现的重要保证，是相关产业环环相扣、发挥联动作用的基础，同时科学园的功能定位又决定了相关产业的设置和空间布局的方式。因此，为了更好地发挥科学园的科学研究和产业带动功能，本文首先进行散裂中子科学园和国际标杆科学园的功能定位分析，然后根据定位功能确定内部空间要素的分布，最后依据相关空间布局理论，并结合哈维尔、硅谷、橡树岭、J-PARC等国际标杆科学园空间布局分析，利用环境、社会、经济、政策等因素对空间形态进行修正，从而达到科学合理的空间布局。

1 科学园功能定位与空间要素分析

1.1 标杆科学园功能定位与空间要素分析

园区内部功能分区作为一种当下应用最广泛的布局理论，受到传统城市规划理论“功能分区”和“功能混合”布局理论的共同影响。“功能分区”理论指出在城市规划中，城市要与其周围影响地区作为一个整体来研究，城市规划的目的是解决城市四大功能，即居住、工作、游憩和交通^[14]。“功能混合”理论批判了功能分区理论追求分区清楚而牺牲城市的有机构成，主张将城市建构为一个综合性、多功能的有机体^[15]。现代园区布局思想在两大传统布局理论影响的基础上，将“功能分区”的独立性和“功能混合”的统一性相结合，将园区看作一个整体，根据内在不同需求划分功能区，同时结合各功能区的自身特点进行相对混合布局，使各个功能分区之间既能相互独立、高效运转，又能在功能上相互辐射、并行协作，使之形成一个有机共同体。

分析英国哈维尔、美国硅谷、美国橡树岭、日本J-PARC等标杆科学园的内部布局，可以发现高新技术产业园应主要实现生产、生活、服务三大功能。生产功能作为园区的核心，结合服务功能与生活功能，共同满足整个园区的发展需求，并在一定程度上相互协作。在生产功能方面，研发机构和大学作为智力资源，不断地向孵化器及企业输送科技创新动力，使之成为科学园中的发动机。同时，管理部门和金融、信息、科技成果转化等服务机构充当整个科学园区的管理者，向园区提供有力的组织保障。此外，科技人员必要的住宿、休闲、交流构成了园区必备的生活功能，保障了园区人员的基本生活需求，具体内容如表1所示。

表1 标杆园区功能定位与内部空间要素

从表1中可以看出，作为标杆的国际知名科技产业园区，其内部空间要素主要包含以下三方面：管理服务性质的基础设施；以大装置为主的实验室、实验平台及其综合设施；除自然条件外要考虑的其他配套因素，如高校、研究机构、企业等。

1.2 散裂中子科学园主要功能分析

散裂中子科学园的功能组成由其自身的性质、作用和发展定位而决定。依托散裂中子源，可引进更多国家级乃至世界级的重大科学装置和实验室，以及一批项目研究所及研究型大学分部，搭建和运营国家实验室群；发展新材料、民用核技术、生物医药和科技服务等配套产业，促进散裂中子源的科技成果转化。因此，科学园建设的目的需要满足科学研究、教育科普、产业孵化以及相关配套服务等四大功能需求。

1）科学研究功能

中子科学园的科研用地包括大科学装置、谱仪与实验室、相关研究中心三个部分。中子科学园中的科研用地核心要素是大科学装置，包含大型加速器设施，以及满足不同研究手段所需要的中子射线谱仪。同时，谱仪作为研究粒子的载体，还直接与相关实验室构成一个完整的研究体系。围绕各种谱仪，还会有相关研究平台、中心及国家实验室群，协同推动科学研究的发展和实验设备的升级。

2）教育科普功能

根据CV变异系数和泰尔指数的计算公式，可以得出2010～2016年福州市市辖区和县域经济差异的变异系数和泰尔指数(表1、表2)。

大科学装置的创新动力源自大批高素质人才，建立大学和研究机构分部可加强各领域的科研合作，提高年轻学者和技术人员的科学素养，培养具有一线大科学装置操作经验的实验科学家，为国家科学事业提供有力的人才保障。基于大科学装置建立科普馆有助于提升民众的科学素质，普及科学知识，消除民众与大科学装置之间由于信息不对称而产生的误解与恐慌。同时，向企业普及大科学装置蕴含的高精尖技术及其适用的产业领域，能够为企业带来新的发展视角，为企业向产业链高端转型提供源动力。

然而，由于阅历的不断丰富，在后来很长的一段时间，我常常反思我的那段经历：许多时候我们只是在为自己巧妙的课堂设计和表演而自喜，却不是为学生的收获和成长而欣慰；许多时候我们只关注对学生基础知识和基本技能的培养，却忽略了某种更加重要的东西——基础教育的价值本位。

3）产业孵化功能

程式语的固定及半固定的特征使得英语学习者在辨认和使用它的时候能从整体上来学习和记忆这类语言。程式语能提升说话者的流利性，促进实时交流的进行，并减少对工作记忆的负荷。程式语的使用频率高于控制短语成分单词间的过渡概率（transitional probability）大于非程式语单词间的过渡概率，这种高频性和高过渡概率将导致程式语可预测性的增力。受试在加工程式语的部分单词后就能准确预测其剩余部分，进而缩短了加工时间，程式语的加工速度得到了提高(李更春，2017)。

由表1可以看出经过拉底进路高度比设计高出平均0.8 m，49#、4#和14#进路设计出矿量与实际出矿量基本相同，实际生产中没有进行集中拉底，是由于盘区整体高度不等造成的。而25#进路、26#进路29#进路实际出矿量比设计矿量大的多，现场对该处进路拉底高度局部到达了1 m高度，平均拉底高度也达到了0.8 m，底板出现了锚杆，证明已经该处矿体资源回收完全。4#进路正常回采底板就见灰，而6#进路拉底矿石量为700 t，该部分矿可能为1138分段首采分层受当时施工条件影响没有回收干净的残矿。目前，工区采用充填板墙为400 mm厚度板墙，板墙并没有出现开裂现场。图5为进路充填所砌筑的板墙。

4）服务配套功能

中子科学园在实现科研功能的同时，还需借助高精尖的科研优势大力发展技术成果产业化，促进高技术创新企业蓬勃发展，带动区域经济增长。实现产业化功能需要构建孵化器、产业化促进部门以及相应的产业化配套服务部门等。

中子科学园内的服务配套用地分为园区管理部门和商务生活区。园区管理部门负责协调管理整个园区的运作，宜在整个园区的中心位置。在生活及商务区的布局上，由于科学园内从业人员与其他大部分科学园区一样，以科技人员为主，具有年轻、高收入、乐于交流等特点，应注重布局含有交流功能的会议中心、咖啡厅、餐厅及休息室等设施。同时，园区应当具备基本保障的住房、医疗、购物、体育等设施。

2 科学园空间布局理论

2.1 以大科学装置为核心的科学园的区位选择

1）装置近邻原则

各类功能区围绕一个核心功能区呈放射性的扩散布局。优点在于各项基础设施集中，各功能区都能得到较近的辐射优势，便于各部门人员交流，减少交通负担。缺点在于集中度过于密集，科研办公环境不够开阔，园区绿地用地不够充分，不便于规划长期用地。

图1 中子科学园与大科学装置区位关系

1）独立型

园区与大科学装置在地理区位上相互独立。一般园区已规划建设独立的大科学装置、相应的实验室群、对应的产业孵化器以及完善的配套设施，对周边的大科学装置依赖程度低。此类自给自足型的园区可完全针对自身的发展需求对园区进行转型规划，发展规模未来扩建完全不受限制。但缺点是成本大，抑制了与周边大科学装置协同发展的集聚效应优势。

2）边缘型

园区与大科学装置毗邻或相近，此类园区同样需要周边大科学装置的技术支持，发挥协同效应，但同时拥有自给自足的大科学装置及科研设施的配套，未来园区与周边大科学装置可以形成双核互补，也可发展成两个独立的园区。边缘型区位选择的优势在于双核都可以按照自己的发展布局，并形成相应的协同合作。劣势是占地面积较大，需要大量投资形成一个完整的独立园区。

3）内含型

园区的发展极大程度上依赖于周边的大科学装置的技术优势支持，或者以周边大科学装置的核心技术优势为主，发展成完善的配套园区，扩大科研技术优势，促进技术成果转化，完善相应生活娱乐配套设施，不断吸引科技人才，逐步形成具有生态循环的科学-技术-产业-教育综合型科学园园区。

2.2 以大科学装置为核心的科学园的内部功能分区

园区的内部功能区布局模式深受“城市增长极理论”的影响，即1957年法国地理学家J.Boudeville和其他学者提出的园区对周围区域的发展会同时产生正负影响效果，即极化和扩散的作用^[17]。极化作用为园区带来了规模经济效应与经济聚集效应，而扩散作用则带来了地区发展的“位势差”，从核心地区到外围扩散的发展。在此理论基础上，按照科学园区的功能区组合方式和发展模式的不同，分为中心式、综合式、平行式和交叉式^[18]。

图2 高科学园区各功能区组合方式

1）中心式

综上所述，新时期下的初中数学教学困境并不是一成不变的，在实际教学推进的过程中每一名初中数学教师都应当充分的结合课堂设计以及学生的自身情况来展开有效调节，在不断发现问题、解决问题的同时带领广大初中生养成良好的学习习惯，通过对教学手段的多元化调节，来实现教学目标的落实。愿每一名初中数学教师都能够在实践中成为学生发展、前行的一盏启明灯。

2）综合式

将科学园区划分为若干个组团，每个组团都能独立于其他组团，包含完整的由实验、研究、开发为主，生活、娱乐为辅的功能区。优点是避免园区内部高度竞争，有利于发展多个核心功能区，各功能区之间可以独立发展各自优势。缺点是缺乏集聚效应，占用大量土地面积，且投资大。

3）平行式

将功能区并行布置，适用于科学园区规模较小，且各功能区之间关系明确的园区建设，不适用于园区规模大的科学园，会导致各功能区距离增加。优点是功能分区比较明确，集聚效应明显，结构清晰。缺点是不利于长远分期建设，已布置好的功能分区无法得到有效的扩展。平行式布局还可以根据住宅与办公的区位选择细分为一般式与尽端式。一般式即各功能区并行布置，且住宿生活区尽可能贴近办公地点，又靠近交通要道，以方便的交通性为主。尽端式主要考虑相对安静独立的住宿环境，在一定程度上远离办公地点。

1. 装置近邻

将园区内部按照不同的功能区进行既独立又渗透的布局。布局方法是结合“功能分区”和“功能混合”理论的特点，既考虑了一定的功能区集约程度，又考虑了各功能区之间的相互联系。

3 国际标杆科学园空间布局研究

3.1 哈维尔综合创新园区

1）科研功能区

核心科研功能在园区的中心位置，包含大科学装置、实验室及研究中心等科研要素。产业化功能呈环形环绕在科研功能要素之外，包含企业以及企业配套的相关应用实验室等要素。园区配套功能包含园区管理、生活配套等要素，以园区管理部门为起点，单线向外依次按照酒店、餐饮/会议中心、医疗、体育、商业、住宿等进行布局，园区管理部门和餐饮/会议中心也布局在园区的中心，商业中心及住宿区则采用尽端式布局在园区的最北端，可以有效隔离商务对科研的干扰因素，保证优质的科研办公氛围。

3.2 硅谷经济带

硅谷经济带内含多个国家实验室群、大科学装置等，以旧金山湾为中心，依次以产业化功能、生活配套功能、大学科研功能呈放射性布局。硅谷所采用的内含中心式布局中，将大学等科研要素设立于居住圈层和生态圈层之间，既可享受城市优质的生活服务，又可浸润优美的自然风光。此外，居住圈同样设立于科研功能区和产业化功能区之间，最大程度地将科研与产业化通过居住圈联系起来。

围绕在旧金山湾的滨水地区为休闲游憩带，紧靠休闲游憩带外布局了相关产业化功能要素，包含科研产业区和企业总部等。环绕在产业研发区外的是居住区，实现生活配套功能。紧邻在居民区周围的是大学、实验室等科研要素。此外，硅谷的产业化配套要素主要分布在斯坦福大学周围，包括律师事务所、风投公司、会计事务所、企业孵化器、猎头公司等。环绕在最外层的是山地林区，优美的景色同样为硅谷提供了良好的生活配套服务^[19]。

3.3 橡树岭国家实验室

美国橡树岭国家实验室与两大科学装置高（中子）通量同位素反应堆（HFIR）和散裂中子源（SNS）呈近邻式布局，两大科学装置位于园区西南、东北方向，园区则沿公路的一侧依次进行平行式布局。园区是以科研功能为主、配套功能为辅的研究型科学园区。园区配套功能区则以园区管理部门为中心，会议中心、咖啡厅等休闲交流场所布局在周边，尽量辐射到园区的各个位置，方便科研人员交流。

3.4 J-PARC园区

日本J-PARC园区是科研功能为主、产业化功能为辅、及园区配套功能服务的研究型科学园区，内含三大加速器装置，东邻北太平洋，西沿高速公路。受到地理位置的限制，在满足一定交通便利的条件下，园区呈南北方向的平行尽端式布局。选择沿海布局更多地考虑到了核废料研究领域的燃料运输问题，通过海运形式可以最大程度地避免核泄漏事故。J-PARC园区的规模占地并不大，因此内部分区明确。园区外设有较多的产学研合作研究机构，如东京大学分部物性研究所、三菱材料中央研究所和国立研究机构核燃料再利用研究所等。同时，园区外设立有向民众普及大科学装置的科普馆。

园区的核心科研功能要素三大加速器装置布局在园区的最南端，依次向北平行布局相应的谱仪、实验装置和相关领域的研发楼等。同时，园区的产业化功能要素为生命材料装置内部下属的两条谱仪，用于推进科学研究的产业化应用。园区管理机构布局在中心位置，超市、餐饮则布局在园区的南北两侧，同时辐射狭长的园区。住宿区全部安排在园区之外的东海村内，可以保障相对安静绿化的居住环境。

3.5 标杆园区布局的借鉴意义

哈维尔综合创新园区、橡树岭国家实验室、J-PARC质子同步加速器中心作为国际一流大科学园区的标杆，以服务科学研究为核心，助力产业应用为辅助。分析以上大科学装置园区标杆的布局模式，总结出目前发展成熟的科学园区需要满足装置近邻、交通便利、住宿-办公尽端、功能区集聚、配套功能独特并具有辐射效应五大特点。具体见表2。

表2 大科学装置关联园区共性特点

4）交叉式

科学园以科学研究为核心，尽可能以内含式或近邻式布局在大科学装置周围，发挥科研集聚优势。哈维尔综合创新园区内含脉冲散裂中子源ISIS、同步辐射光源DIAMOND和中心激光光源RAL，橡树岭国家实验室近邻高通量同位素反应堆HFIR、散裂中子源SNS和能源试验复核设施，J-PARC内含三大加速器及三大实验装置，各标杆园区尽可能紧邻大科学装置，以此集聚各类实验室进行相关领域研究，吸引知名企业推进产业化利用。

2. 交通便利

政府必须回归到市场经济下政府的职能本位上来，将“经济建设”的职能交还给市场，政府要履行好公共财政的基本职能。首先要正确地认识什么是真正的公共财政，就是怎么样去定位政府与市场的关系，政府究竟应该做什么？过去我们经常讲，政府包办天下，政府做了太多管不好也管不了的事，今天“万能政府”的影子还见诸各个行业，凡是国家权力干预的地方和行业必然是效率低下和垄断程度很深的。我们的微观经济生活管得太深、管得太死，要回归到政府的公共财政的建设上面，把资源配置和经济建设的职能主体要交还给市场和私人部门。

便捷的交通条件能够为科学园吸引更多的高端人才，推动园区的投资发展。哈维尔、橡树岭、J-PARC园区虽然因为特殊战略需求布局在郊区，但同时都有临近的城市。哈维尔园区距离最近的牛津只有约30公里的路程，橡树岭国家实验室也位于橡树岭市郊，J-PARC距最近的日立那珂市也只有5公里左右。各标杆园区在考虑相对独立安静的地理区位时，同时都考虑了园区临近城市的区位优势，紧挨高速公路进行布局，可以尽量缩短到达机场、配套商业区的时间，为园区发展和员工生活带来了巨大的交通便利性。

3. 住宿-办公尽端式布局

住宿区布局在远离园区办公区的位置，为员工创造相对独立办公氛围的同时，给员工安静休息的舒适环境。哈维尔园区将科研功能区设立在园区的中心，以此向外进行放射性扩张发展，同时将员工的住宿区布局在园区的最北端，形成相对独立的生活区，与办公区呈尽端式对应。J-PARC则更是将住宿区全部布局在园区外，以创造良好的独立生活条件，短期用户住宿区设立在园区附近，长期用户设立在距园区较远的东海村内。

科创板“选秀”闪烁“行政化政绩幻觉”，搞“拉郎配”，致使一些企业带病上市，混入资本市场。那些在地方政府“怂恿”下原本内生动力不强而侥幸挤进资本市场的企业，光靠资本操作玩“虚”的，而罔顾实体经营，尽管也能制造出连续若干个涨停的奇迹，但毕竟中气不足，只是春风一瞬，最终不得不戴上ST小红帽。

4. 功能区集聚

科学园内的功能区应结合园区规模进行不同划分，规模较小的园区可将功能区进行明确的独立划分，发挥各装置实验室的集聚优势。规模较大的园区可采用功能区组团的方式，将各个功能区交叉布局，发挥协同效应，在规模较大的园区中任何一处都能够得到所有功能区的辐射。J-PARC园区中，南部集中布局大科学装置等基础设施，北边则布局用于实现科研功能的实验研发楼及研究中心，与J-PARC相关的用于实现产业化功能的企业研究所则相对集中地布局在园区外的一处。

5. 配套功能独特并具有辐射效应

科学园规划建设配套设施时，应满足科技人员这一独特的人力资源群体的需求，除了具有必备的园区管理部门、商业中心、银行、超市、酒店及会议中心等基础设施外，在考察园区规模用地及人数的基础上，结合科研人员年轻化、较高的消费需求、高频次的交流以及强身健体等个性化要素，可建设咖啡馆、餐厅、体育设施。同时，园区管理部门及生活娱乐配套设施应相对集中在园区中心，便于管理和辐射整个园区。

从教育和精神文明建设方面来看，2016年末，河北省31.4%的村有幼儿园、托儿所，62.13%的村有休闲健身场所。农村文化基础设施人均占有量、规模等还不能与城市相较，特别是博物馆、科技馆等工程量较大的设施目前只出现于城市中。

4 散裂中子科学园空间布局研究

4.1 散裂中子科学园空间布局原则

散裂中子科学园区的规划建设，应遵循以下6项原则。

科学园是以国家实验室群和科研机构等智力资源为主，产业化设施为辅，相关配套设施完善的高科技创新园区。大科学装置是科技创新的核心动力源，科学园与大科学装置的区位关系由双方用地面积、规模大小、功能组成、未来规划等内部因素以及周边地区地貌、城市发展水平、交通状况等外部因素共同决定。从地理空间的角度，可以将科学园与大科学装置的区位关系分成三种形式：独立型、边缘型、内含型，如图1^[16]所示。

中子科学园依托大科学装置发挥产学研协同效应，应尽可能邻近现有的大科学装置，以散裂中子源为核心不断凝聚其他相关的高精尖大科学装置平台，充分发挥装置集聚优势。

2）生态保护原则

然后对有效问卷的变量进行探索性因子分析，各潜在变量的衡量指标的因子负荷都在0.6以上，且得到的主成分与潜在变量一致，表明本文研究量表结构效度较高。详细的各变量指标的标准化因子负荷见表4。

中子科学园需要与当地生态区域形成协同环保效应，发挥相互吸引、相互带动的发展优势。大面积高科技创新园区的建设需要借助周边的优美环境吸引高端人才，同时，发挥高精尖的大科学装置吸引外部投资带动经济转型，与生态保护相互依存。

3）交通便利原则

（1）公众及舆论监督。“走群众路线”是党的优良传统。治理水污染，保护水资源，同样需要相信与依靠群众。水污染治理涉及广大人民群众的根本利益，有他们的积极参与监督，犹如增加了海量的智能监测终端，企业的违法排污行为很难躲避群众的监督。以往水污染问题的查处，人民群众与新闻媒体发挥了重要作用。相信随着信息技术的发展，智能手机的普及，公众举报电话、公众网络监督平台、乃至公众“测水亭”免费测水质的设置等，为人民群众积极参与监督创造了越来越多的方便条件（见图1）。

中子科学园的长远发展离不开便利的交通条件，应尽量依靠周围已有的交通配套设施，吸引高端科技人才进行科研活动。

4）中心扩散原则

大规模的科技创新园区以园区科研功能为核心向四周布局，尽可能将核心功能辐射到整个园区。园区依托已有的散裂中子源，吸引诸多大科学装置在中子科学园中心落户建设，同时围绕大科学装置建设相应谱仪、实验室及相关产业化平台。

5）配套辐射原则

中子科学园除了实现主要的科研及产业化功能，还需要一系列联动园区内部辅助功能的配套设施，包括园区管理中心、超市、餐饮、酒店、体育设施、医疗中心等。辅助设施应以园区中心地带为核心进行布局，辐射整个园区。同时，园区内的休闲场所包括餐饮、咖啡、休息厅等，以实现交流沟通为主，方便各领域科技人员进行交流讨论。

6）生态宜居原则

中子科学园科研人员的居住环境应结合本地的绿色生态优势，依托成熟的科技产业园区布局模式，将长期在园区从事科研活动的用户住宿区布局在中圈层生活区。同时，将短期从事科研活动的用户住宿区布局在中子科学园内的尽端，实现住宿与办公相隔离，创造独立的办公氛围和相对安静的休息环境。

4.2 散裂中子科学园空间布局对策

4.2.1 外部资源内含式布局

中子科学园紧挨松山湖生态绿化带，南部近邻散裂中子源大科学装置，北部靠近相关配套成熟的松山湖科技产业园区，东南方向紧靠高速公路，具有便捷的交通优势。该布局为内含式布局，主要特点如下。

经济学是很多大学的热门专业，更有许多专业的财经类院校每年都会招生大量的经济管理专业学生，他们不仅需要掌握系统的经济学和管理学相关知识，包括财政学、金融学、经济学、统计学、管理学、审计学、税务学、会计学等内容非常丰富，还需要兼修文学、法学、理学、工学等多门知识，这样才能更好的满足就业需求，服务社会发展。我国已经进入经济发展新常态时期，现代经济管理对社会发展至关重要。

1）科研集聚

以散裂中子源为依托，借助散裂中子源已有相关科研优势，建设互补性大科学装置，有助于发挥集聚效应。同时，以散裂中子源相关成熟技术为基础设立产业化促进部门，发挥产业化优势，带动地区经济发展。

2）交通便捷

园区紧邻常虎、莞深高速公路和即将开通的高铁松山湖南站。近邻东莞理工大学松山湖校区，借助大学资源优势为中子科学园不断输送科研人才。

3）环境宜居

围绕松山湖生态绿化带进行布局，充分发挥松山湖优美怡人的环境优势。科研人才将享受到城市背景山体公园、南端松山湖广场以及剧院、音乐厅、影城和艺术博物馆等文化配套设施。

4）园区间协同发展

北部紧邻松山湖科技产业园，将借助园区已有优势产业和支撑服务相互促进、协同发展。松山湖科技产业园区已有IT产业、光电产业、生物技术产业、环保产业、装备制造业等有巨大潜力的新兴产业和高科技产业，将为中子科学园发展相关高精尖学科及产业化提供重要支撑。同时，将借助松山湖市场中介服务业以及金融、物流、会展、旅游等支援服务业，为大科学装置带动区域经济发展发挥重要纽带作用。

4.2.2 内部中心扩散式布局

中国和英国两国基本国情不同，意味着我国很难像英国一样依靠职业足球俱乐部主导的社区足球与完善的精英青训体系进行青少年足球人才的培养。但是，英国校园足球与职业足球并存的双轨制足球人才培养体系架构与理念确实值得我们学习与借鉴。通过本研究，启示我国在进行足球人才培养体系建设时要努力探索多元化合作途径，积极利用教育系统资源，切实加强基层足球师资培训工作，尝试构建区域性校园足球联赛体系，统筹考虑校园足球场地建设数量与质量问题，继续强化校园足球在我国青少年运动员培养体系的主体地位。

对标国际上以大科学装置为核心的科学园区的经验，中子科学园内部宜采用中心扩散式布局，应具有科研功能、产业化功能、配套服务功能和教育科普功能，同时兼顾生态环保。

哈维尔综合创新园区内含多个大科学装置（脉冲散裂中子源ISIS、同步辐射光源DIAMOND等），由于没有受到周围地形条件的限制，布局模式采用内含中心式，即以科研功能要素为中心，依次以产业化功能、园区配套功能向四周扩散式发展。园区坐落于英国牛津郡南部的哈维尔村西南部，占地300公顷，整体呈菱形分布，周边都是开阔的乡村，园区内以科研、产业化、园区配套三大功能为主进行空间布局。

中子科学园相比高新技术产业园、开发区，最大特点是依托大科学装置，建立相关程度高、专业领域强的实验室，从而实现园区的研究和开发等科技功能。科研功能区布局在园区的中心位置，将核心功能辐射到整个园区。核心要素包括大科学装置、围绕大科学装置建立的实验室群及相关领域独立的研究机构。

大科学装置要素包含加速器、谱仪和大装置配套的相关设施，布局在园区的中心位置。园区内应尽量布局互补程度高的大科学装置以发挥协同效应。其中，加速器为大科学装置的核心设施，具有占地面积大的特点。加速器将根据不同的实验目标将实验粒子加速至不同能量水平，依靠谱仪衍射到相关领域的实验室以用于具体领域的科学研究工作。

实验室群要素为借助大科学装置进行科学研究的活动场所，需紧密布局在大科学装置附近。这些科研工作需借助大科学装置衍射出的粒子束进行研究，因此需要消耗大科学装置的机时。同时，还可以将不同实验室相关程度高的谱仪聚集到一起，执行某些特定的科研项目。

研究机构要素主要为相关学科领域建立的国内外研究机构，与大科学装置既依赖又独立。这些机构的实验原材料需要通过大科学装置获取，根据不同研究进展又需要借助大科学装置来持续改良实验所需的原材料。同时，这些研究机构又具有独立性，不需要占用过多的机时去拓展相关的学科领域。

2）产业化功能区

国内外大科学装置园区在实现核心科研功能的基础上，越来越重视大科学装置产生的经济价值，借助大科学装置高精尖的技术驱动力带动区域经济转型和发展已成为未来园区发展的重要方向之一。中子科学园产业化功能区围绕核心科研功能区进行环形扩散布局，包含孵化器、产业化促进部门及产业化相关配套设施要素。

孵化器作为中子科学园内部技术成果产业化的重要组成要素，它的主要作用是为中子科学园内已有的高新成熟技术提供企业化的发展支持，为科技项目的启动提供相关科研和办公场所，协调相关研究机构、高等院校、金融服务机构与科技型中小企业的合作发展，并给予科技型中小企业法律、商务以及管理方面专业化的服务援助。

产业化促进部门作为企业与园区技术链接的纽带，为具有研发实力的企业寻找相关技术领域的发展机会，为企业提供拓展市场的核心技术合作。同时，主动到知名企业进行大科学装置技术宣讲交流，将园区内部相关研究技术与进展进行汇报，帮助知名企业发现相关市场价值与契机，推动科技项目合作带动经济发展。

产业化相关配套为园区发展的初创企业提供专业化的服务支持，包括人力资源、金融、技术转移、管理咨询、财务以及法律援助等。各产业化相关配套服务形成一个完整的服务体系，为依托高精尖技术成立的微创企业提供所需的任何服务，提高了企业的经营效率和成长质量。

3）教育功能区

中子科学园在构筑科研和产业化功能区的同时，还需不断吸引全国高校人才进驻中子科学园，利用大科学装置营造培养高学历人才的独特氛围，推动高科技创新发展。同时，应向各领域企业和普通民众不断宣讲普及大科学装置的科学意义和经济价值，培养企业的战略视野，增强民众的科学意识。教育功能区相对于科研功能区和产业化功能区具有一定的独立性，包括大学分部和科普知识馆。

吸引国内外知名大学建立相关学科领域分部旨在不断吸引高端人才，同时提升高学历人才的科学意识，为中子科学园的发展源源不断地输送人才资源，带动相关领域的学术合作，拓展大科学装置的科学意义。

经济结构的转型离不开市民科学素养的提高，更离不开企业研发战略的升级。成立科普知识馆可以提升市民的科学素养和探索精神，发挥中子科学园的科研价值和社会价值。同时，向企业普及大科学装置涉及的高精尖技术能够带来巨大的经济价值，进而促进经济结构转型升级。建议科普知识馆布局在园区正门附近，位于交通干道旁，方便学生、民众、企业家等第一时间观摩了解所接触到的大科学装置。

4）配套服务功能区

中子科学园内部的相关配套服务功能，需坚持“以人为本”的原则为园区特有的高端人才打造优质化园区服务。中子科学园配套服务功能包括园区内部管理部门以及生活、商业服务配套设施。

中子科学园园区内部的管理部门建议布局在园区中心，最大化覆盖整个园区，以便于辐射管理。相关生活、商业服务配套设施包括会议中心、超市、餐饮咖啡厅、酒店、用户住宿区、医疗中心及体育中心等。其中，会议中心、超市、餐饮咖啡厅、酒店应尽量布局在园区中心，有利于辐射到整个园区。同时，需考虑设立相对便于交流的咖啡茶座、休闲长廊来方便科研人员进行交流。用户住宿区则建议布局在园区相对独立的东北端，远离办公区，既创造了良好的办公氛围，又邻近松山湖，具有幽静的休憩环境。同时，也能够近距离享受到松山湖科技产业园的相关商业服务配套设施。医疗中心和体育中心则平行布局在园区中心至用户住宿之间，相对临近用户住宿区的同时又顾及整个园区的辐射效应，最大化地为园区内的科研人员提供医疗保障和体育锻炼设施。

5 结语

本文以散裂中子源为例，主要研究依托大科学装置的科学园空间布局及其对策。散裂中子源本身具有科学研究的属性，大科学装置的相关技术与多个领域的前沿科学紧密相关。不同于其他大科学装置，散裂中子源不仅在科学研究方面，在产业化应用方面也具有良好的前景，所衍生出的相关应用领域可对行业产生巨大的改进与提升作用。为使科研功能与产业化功能有机结合，更好地发挥联动作用，本研究首先总结了标杆科学园哈维尔、橡树岭、J-PARC、硅谷等的功能定位及其内部空间要素分布，同时梳理了散裂中子科学园的功能要素。然后依据区位选择和功能布局相关理论，参考上述国际标杆科学园空间布局经验，结合空间布局基本原则，提出了外部资源内含式和内部中心扩散式的空间布局策略。散裂中子科学园以散裂中子源为核心的空间布局具有其独特性和一般性，随着我国大科学装置建设进入跃升期，本研究为大装置落成后其他科学园的空间布局规划亦可提供有益的参考和借鉴。

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Research on the Spatial Layout of Science Park based on Large-scale Scientific Facilities: A Case Study of Spallation Neutron Source

Zhang Lingling¹, Zhao Minghui¹, Zhao Daozhen¹, Yang Zhen^2,3

(1. School of Economics and Management, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2. Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Office of Research and Planning, Spallation Neutron Source Science Center, Dongguan, Guang dong 523803, China)

Abstract: A large-scale scientific facility is an essential driving force for innovation in science and technology in the country. A reasonably spatial layout for the development of a science park is a vital assurance for its function positioning. Furthermore, the function of the science park determines the setting of related industries and the way of spatial layout. Based on the first-hand information of the Harwell Campus in England, this paper first analyzes the functions of the Spallation Neutron Source, a benchmark science park, and then determines the internal space elements about the positioning function. Finally, based on the spatial distribution theory and the analysis of the spatial layouts of benchmark international science parks such as Harwell Campus in England, Silicon Valley and Oak Bridge in the United States, and Proton Accelerator Research Complex in Japan, the paper proposes layouts for setting up external resource-embedded and internal center proliferation projects.

Key Words:large-scale scientific facilities; Spallation Neutron Source; spatial layout

中图分类号:G322.7

文献标识码:A

文章编号:1674-4969(2019)04-0338-11

DOI:10.3724/SP.J.1224.2019.00338

收稿日期:2019–07–18;

修回日期:2019–07–31

基金项目:广东省科技厅软科学重大项目“珠三角建设国家大科学中心的战略规划与路径选择研究”（2016B70703002）；广东省东莞市发改局地市级项目“东莞市散裂中子源关联产业布局与发展战略研究”（Y53901P1G4）；广东省东莞市发改局地市级项目“中子科学城发展规划”（Y85302E1G4）

作者简介:张玲玲（1974–），女，博士，教授，研究方向为知识管理、数据挖掘、技术创新。E-mail: zhangll@ucas.ac.cn

赵明辉（1993–），男，博士研究生，研究方向为知识管理、数据挖掘、技术创新。E-mail: zhaominghui1993@foxmail.com

赵道真（1989–），男，硕士研究生，研究方向为知识管理、数据挖掘。

杨 振（1986–），男，硕士，从事科研管理与规划工作。

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