2022年北京冬奥会无论是场馆建设、场馆运营,还是赛会组织、观赛体验、疫情防控等,都体现着“科技冬奥”的理念和元素。多家科技创新企业携手,全方位参与了奥运筹备过程。通过提供多维度技术服务与决策支持,以科技赋能精彩北京冬奥。
开 幕 式
中国航天科技集团 11大项支撑冬奥会浪漫开幕
航天科技集团是冬奥会开幕式的重要保障单位,共承担了地面舞台(含旗杆设备)、威亚、火炬、冰立方(含五环)、指挥监控、通信系统、地面显示系统、冰瀑、指挥中心、央视视频播放及VR、视频渲染机房等11个大项目。
火炬
主火炬燃烧系统是主火炬的核心组成部分,团队根据组委会要求,做了不少创新。例如,针对火焰颜色可视化需求,团队在氢气火焰区中以特殊方式植入微量显色剂配方,以安全、环保的方式实现氢气火焰的可视性;采用线性多点式耦合燃气分配技术,实现火焰“飞扬”飘逸的造型;在“雪花”异形屏方面,采用彩LED直显屏方案,出光面根据舞美造型随型设计兼顾美观镂空,实现灯光图案的多彩变化……
此外,项目团队利用航天器回收着陆试验场构建模拟主火炬的试验环境,为确保点火仪式的各个环节可靠、顺畅作出了重要贡献。
舞台、地屏、国旗
开幕式上,鸟巢中央巨大的舞台和巨幅地屏令人震撼。在整个开幕式中,雪花台、火炬等众多创意表演均在这个中央升降台完成。依托自有的工业互联网平台——长征云平台,数万个屏幕被串起来,温度、湿度、电压,它们的工作状态被时刻监控,一旦出现异常,就会立即报警。
舞台的两侧,高耸的旗杆上旗帜飘扬。这些旗杆的设计工作也由航天人完成。相较于2008年北京夏季奥运会的旗杆,此次冬奥会的旗杆增加了旋转功能,可以更好地适应鸟巢风向的变化,让旗子在任何时刻都可以迎风招展。
通信系统
即便受天气和疫情影响,冬奥会开幕式演职人员大幅压缩,但仍高达3000余人。为保证整个开幕式稳定通信,项目团队根据实际需求,开发出三类子系统,分别是有线内通系统、无线通信系统和无线FM广播系统。通信系统终端由48块面板、52个有线腰包、36个无线腰包、700个无线对讲机、7000个FM接收器组成。这3个子系统完全相通。比如,控制面板可以直接联通无线FM系统或某台无线对讲机,在应急处理时能“一针见效”。
指挥监控
冬奥会开幕式的指挥监控系统同样基于“长征云”工业互联网平台研发,能够给分场导演、舞台总监、技术保障人员等提供指令信息。此外,为更好把控开幕式上各类硬件设备状态,该团队在鸟巢新安装了130余个摄像头,“盯着”类似升降舞台内部等多个“视觉死角”。监控视频信息可根据各岗位在不同活动环节的监控需求,自动按流程推送到各岗位面前。如果出现问题,该系统会通知各岗位,应急预案将第一时间启动。
京东方 8K超高清地面显示系统、基于低功耗广域网LoRa的低延迟控制系统等
此次开幕式的舞台地面,是目前全球最大的8K超高清地面显示系统。该地面显示屏整体面积达10393m²,同时采用多个8K级分辨率的画面融合技术,超大规模的光学校正算法可对每个显示画面进行像素点级的光学校正,可实现100000∶1超高对比度、3840Hz超高刷新率,以及29900x15096超高分辨率的超高清绚丽画面。
伴随着圣火点亮,巨型的“雪花”形主火炬台成了所有人关注的焦点。当火炬点燃的那一刻,巨型雪花屏由中心向四周辐射开来,闪耀出波浪般层层递进的璀璨光芒,快速变换、完美同步的显示画面背后,采用的是京东方AIoT技术体系及自主研发的同/异步兼容信发系统。据介绍,异步集控能在极短时间内将大规模视频内容快速下发,同步集控确保102块双面屏幕实现毫秒级响应;此外,“主路 环路”备份的高冗余控制系统确保了火炬台播控系统的超高可靠性。同时,通过采用LoRa(远距离无线电)低延迟控制系统搭配同步播放时间校正技术,进一步确保指令下发万无一失,实现视频画面完美协同。
不仅如此,京东方还通过8K专业级显示技术助力国际顶级冰雪赛事的首次8K直播,并研发出数字胸牌,用智慧显示和物联网科技让赛事更精彩。
英特尔 3DAT三维运动员追踪技术、基于AI的大型演出实时特效系统等
开幕式中人与艺术效果的默契配合成为了演出成功的关键。而这种“默契配合”并非精准排练的结果,它来自于一个更高效、更科技的手段——英特尔® 3DAT三维运动员追踪技术,它带来了可以让地面的屏幕瞬间对演员位移做出实时反馈并呈现艺术效果的技术方案。英特尔联合北京电影学院专业团队基于英特尔的3DAT技术针对冬奥开幕式场景定制开发的 “基于AI的大型演出实时特效系统” 是实现整个节目创意的关键技术。
西门子 TIA全集成自动化+NX MCD数字化仿真解决方案、虚拟调试解决方案等
西门子TIA全集成自动化+NX MCD数字化仿真解决方案实现了自动化组件的完美协同,让演出舞台的升降和“行走”更加灵活安全。同时,西门子团队以虚拟调试解决方案对舞台控制系统进行高效测试和验证,确保国家级重大演出活动万无一失。在火炬点火环节,西家科技助力火炬稳定升空,并为点火仪式的供电和通讯提供了有力保障。
西门子虚拟调试机电一体化仿真方案架构图
SEW 传动控制等
据悉,2022年北京冬奥会开、闭幕式共使用了几百台SEW减速电机和智能产品,主要用于大型中央舞台升降开合等复杂运动,冰立方的同步升降,以及主火炬的点火创意等关键驱动环节,其他赛区主要场馆的索道及服务设施也大量使用了SEW公司的订制化产品。
场 馆
“冰丝带”——无线传感器
杭州大学
作为冬奥会北京主赛区标志性场馆,国家速滑馆(又称“冰丝带”)的屋盖结构是由79根钢索编织而成的马鞍形索网,其结构、建造技术以及受力状态十分复杂。为顺利建成和维护“冰丝带”,浙江大学罗尧治教授团队自主开发了无线传感器,用以监测场馆结构的受力、变形、温度以判断场馆安全性。据罗尧治教授所说,该团队在“冰丝带”的整个建造过程中大约布置了1000多个传感器,可见传感器对此项工程的重要性。
“冰立方”——室内环境监测传感器
清华大学、哈尔滨工业大学、同济大学、中建一局、商汤科技以及志愿加入的东北农业大学等
相比起“冰丝带”的1000多个传感器,由“水立方”转换而来的“冰立方”则更厉害了,场馆内设置的楼宇设备管理系统直接配备了4000多个传感器。这套以4000多个传感器为主的楼宇设备管理系统,能够实时监测场馆内的温度、湿度、PM2.5浓度等的变化,保障场馆内的环境条件符合冰壶比赛的要求,让国家游泳中心实现从普通场馆向“智慧场馆”华丽转变,积极践行了“科技冬奥”理念。除了管理系统,“冰立方”入口处的蓝牙体温检测仪器上也有着温度传感器的身影。
“雪如意”的变角度斜行电梯——水平传感器
“雪如意”是中国首座符合国际标准的冬奥会跳台滑雪场地,其顶部与地面落差高达160多米。在冬奥比赛期间帮助运动员等人在“雪如意”的顶部至地面间实现快速通行是一个不可忽视的问题。“雪如意”旁的变角度斜行电梯就应此而生。电梯轨道是依靠复杂的实体走势而建,要想平稳、快速的运行并不容易。技术人员则凭借着水平传感器、伺服驱动器及防倾覆装置等设备和技术调试,建成了目前全球速度最快的变坡斜行电梯。
配套新媒体中心
威图
威图中国IT服务团队为2022年北京冬奥会配套新媒体中心提供解决方案。该方案设计理念秉承了空气热动力学与蒸发冷却技术相结合的模块化设计理念,基于威图标准化机柜,并运用最新技术使整体解决方案更加安全、节能。
2022北京冬奥会(2月4日—2月20日)
奥运热情点燃了这个冬天里的一把火。赛场上运动员们刷新纪录,而场馆内外则见证着科技应用的不断突破。正如奥运选手们不断追求更高、更快、更强,人们将科技奥运推向新高度的追求也将继续下去。
内容来自网络
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