冬奧場景背後有(yǒu)多少“黑(hēi)科技”？

北京2022年冬(dōng)奧會既(jì)是(shì)世界體育運動(dòng)的頂(dǐng)級盛事(shì)，也(yě)是重(zhòng)要先進科技的全球展示平台(tái)。截至目前，冬奧(ào)場景(jǐng)下先後測試和(hé)使用了200多項技(jì)術，涉及信息工程與(yǔ)軟件工程、公共安全(quán)、高清視頻(pín)、5g和新(xīn)能源(yuán)等領域，适(shì)用智慧(huì)、綠(lǜ)色、安(ān)全、防疫等60多個(gè)細分應(yīng)用(yòng)場景(jǐng)。在這(zhè)些技術中，已确定賽時應(yīng)用70餘項。其中20餘(yú)項在技術(shù)先進(jìn)性和(hé)應(yīng)用展示(shì)度方面極(jí)具代表性(xìng)，亮點紛呈(chéng)。

機器狗巡(xún)檢(jiǎn)，保(bǎo)障冬(dōng)奧電力

考(kǎo)慮到疫情(qíng)防控風險，在延慶賽(sài)區，将由機器狗和防撞無人(rén)機(jī)代替人工(gōng)對場館電(diàn)力設施進(jìn)行巡檢。兩類設備(bèi)均(jun1)裝(zhuāng)設了3d成(chéng)像和紅(hóng)外檢測(cè)裝置(zhì)，迅速捕捉(zhuō)電力設(shè)備的異(yì)常情況，同時通(tōng)過5g通信方(fāng)式，快速将現場設備(bèi)運行狀态(tài)傳遞(dì)到指揮中心，同(tóng)時也解決了延慶賽區複雜山(shān)地環境和(hé)有限空間條件下，人(rén)工巡(xún)視困(kùn)難的(de)問題。

2021年10月26日，北(běi)京冬奧電力運(yùn)行保(bǎo)障“智(zhì)慧大(dà)腦”上(shàng)線運行，“機器(qì)狗”代替(tì)人工(gōng)對場館電力設施進(jìn)行(háng)巡檢。 新京報記者(zhě) 李木易 攝

賽區還配(pèi)備防塵(chén)照(zhào)明系(xì)統，即使在黑暗(àn)環境下，也(yě)能夠(gòu)完成設(shè)備(bèi)的現(xiàn)場視頻拍攝；移(yí)動箱變(biàn)車可以(yǐ)靈活便捷(jié)地實(shí)現負荷轉供，具有升壓和降壓兩種功能，能夠(gòu)滿足多種供電(diàn)場景(jǐng)；應急(jí)充電子母(mǔ)方(fāng)艙、應急照明(míng)燈(dēng)塔能夠(gòu)裝配(pèi)在應急搶修皮(pí)卡車上，可(kě)快速到達(dá)複(fú)雜(zá)環境(jìng)下的搶修(xiū)現場，迅速(sù)提供(gòng)應急電(diàn)源和照(zhào)明。

智(zhì)能體(tǐ)溫貼(tiē)可24小時實時監(jiān)測

各場館(guǎn)防疫舉措紛紛采取各種科技手段。北(běi)京通過組織(zhī)科技防疫技術(shù)攻關、專家論證(zhèng)、現場測試等形(xíng)式，在體溫監測(cè)、環(huán)境消毒等環節，推進(jìn)多項技(jì)術成果應(yīng)用。

2021年11月24日(rì)，首都(dōu)體育(yù)館，現場展示(shì)24小(xiǎo)時實時體(tǐ)溫監(jiān)測裝備。新京報(bào)記者(zhě) 陶冉(rǎn) 攝

公(gōng)共空間氣(qì)溶膠新冠病(bìng)毒(dú)監測(cè)系統可(kě)實(shí)現場(chǎng)館内空(kōng)氣的病(bìng)毒監(jiān)測預警和(hé)快(kuài)速檢測，檢測(cè)靈敏(mǐn)度比傳統檢測(cè)手段(duàn)提高(gāo)了3倍，同時在國家速滑館(guǎn)、冰立(lì)方等場館(guǎn)進行(háng)了相(xiàng)關(guān)測試(shì)。此(cǐ)外，還研發出了(le)基于開(kāi)源芯片(piàn)、邊緣(yuán)計算等技(jì)術的多體征感(gǎn)知設(shè)備。

首(shǒu)都(dōu)體育館還為(wéi)工作(zuò)人員配(pèi)備(bèi)了647個(gè)智能(néng)體溫貼，直(zhí)接貼(tiē)于(yú)人(rén)體腋(yè)下，可以進行(háng)24小(xiǎo)時的實時(shí)體溫監測(cè)，單次充電能維(wéi)持10天以上。在實時連續監(jiān)控人體體(tǐ)溫的同時(shí)，場(chǎng)館(guǎn)利用人工智能(néng)與大(dà)數據(jù)分析技術(shù)，可以對連(lián)續體(tǐ)溫信号(hào)進行特(tè)征提取(qǔ)與(yǔ)分類，對重點(diǎn)人群進(jìn)行持(chí)續的(de)體溫(wēn)監測及疑(yí)似新(xīn)冠篩查。

給場(chǎng)館(guǎn)内空(kōng)氣(qì)做“核酸(suān)檢測(cè)”

為(wéi)了監測空氣(qì)中的氣溶(róng)膠，清華大(dà)學、北(běi)京大學、中國醫學科學院病原生物學(xué)研(yán)究所(suǒ)、昌平(píng)實驗室等(děng)科研(yán)人(rén)員開展(zhǎn)緊急攻關(guān)，聯合研制(zhì)出公(gōng)共空(kōng)間生物氣(qì)溶膠新型冠狀病毒(dú)監(jiān)測系統(tǒng)。目前(qián)，多台(tái)樣本采(cǎi)集(jí)器已在冬(dōng)奧會多個(gè)場館“上崗”。

2022年1月18日，北京生(shēng)命科(kē)學研究所(suǒ)，公共空間生物(wù)氣溶(róng)膠新(xīn)冠病(bìng)毒(dú)檢測實驗室(shì)，工作人員将采(cǎi)樣管放入(rù)監測(cè)系統(tǒng)中。新京報(bào)記者 陶冉 攝

相(xiàng)較(jiào)于給人做核(hé)酸檢測(cè)，給空氣(qì)做“核酸檢測”并(bìng)非易事。由(yóu)于氣溶膠(jiāo)樣(yàng)本體積(jī)大，空氣中的病毒載量(liàng)比較低(dī)，遠遠低于(yú)從人(rén)的咽喉直(zhí)接采樣，同時，病毒rna穩(wěn)定性(xìng)差，這就要(yào)求收集方法要高效(xiào)，檢(jiǎn)測(cè)方法(fǎ)要非(fēi)常靈(líng)敏。

生物氣溶膠新冠(guàn)病毒監測系統(tǒng)由便攜式氣溶(róng)膠采集(jí)器和一(yī)體化(huà)高靈(líng)敏新冠病毒核酸檢(jiǎn)測儀兩部分組(zǔ)成。

氣溶膠采(cǎi)集(jí)器由(yóu)北京(jīng)大學(xué)環境學(xué)院要茂(mào)盛教(jiāo)授(shòu)團(tuán)隊研(yán)發，外形小(xiǎo)巧輕便，适合在熱身室、裁判室等狹小密閉空間使(shǐ)用，30分鐘内可采(cǎi)集(jí)12立方米内的(de)氣溶膠顆(kē)粒(lì)，并(bìng)收集(jí)到采(cǎi)樣管(guǎn)中。

一體(tǐ)化高靈(líng)敏新冠病毒核(hé)酸檢測儀(yí)由清(qīng)華大(dà)學醫學院(yuàn)生物醫學(xué)工程系劉鵬團隊應急開發完(wán)成，該(gāi)系統采用微流(liú)控平台結(jié)合新(xīn)型核酸提取與(yǔ)擴增技(jì)術(shù)，使新冠病(bìng)毒的檢測(cè)靈(líng)敏度達到20拷(kǎo)貝/毫(háo)升，比常(cháng)規(guī)方法靈(líng)敏10倍。全流程分(fèn)析(xī)時間(jiān)小于(yú)40分鐘(zhōng)，實現自動(dòng)化和全封(fēng)閉式的新冠檢測。

為(wéi)了(le)推動這項技術在北京冬奧(ào)上(shàng)的應用，北京(jīng)市科委組(zǔ)織專(zhuān)家對技術(shù)進行(háng)論證(zhèng)。研發(fā)團隊按(àn)照(zhào)專家(jiā)意見(jiàn)進(jìn)行了實(shí)驗驗證，證明了(le)氣溶(róng)膠采集的安全(quán)性。

測試賽(sài)期間共采(cǎi)集和檢測了348例标本(běn)，檢測成功率100%。該(gāi)監測(cè)系統在冬(dōng)奧測試賽(sài)中進(jìn)行了(le)廣(guǎng)泛的應(yīng)用和驗證(zhèng)，并針(zhēn)對賽(sài)時的(de)防疫(yì)條件進行(háng)了相應的優(yōu)化，貼合(hé)冬奧(ào)比賽場景的要(yào)求。并且，通(tōng)過測試賽的實(shí)操演(yǎn)練(liàn)，該産品(pǐn)已經形成(chéng)了完整的閉(bì)環管理(lǐ)情形下(xià)的(de)氣溶膠新(xīn)冠病毒監(jiān)測操作規(guī)範，得(dé)到冬(dōng)奧場館防(fáng)疫部門(mén)的認可。

冬奧期間，預計(jì)有(yǒu)100多台(tái)樣本采(cǎi)集器(qì)将(jiāng)在(zài)冬(dōng)奧(ào)會多(duō)個場館“上(shàng)崗”，臨時檢測站(zhàn)也将(jiāng)設(shè)置(zhì)多台(tái)檢測(cè)儀。從采樣(yàng)到接樣運輸(shū)再(zài)到檢(jiǎn)測(cè)出結果，整個過程将不(bú)超過(guò)4個小時。

世(shì)界冰(bīng)面最穩定(dìng)賽道(dào)

國家雪車雪橇中心(xīn)，被譽(yù)為“雪上f1”。全球範圍内(nèi)，雪車雪橇賽(sài)道也僅有16條(tiáo)，遠比f1賽車(chē)車道(dào)少見。

2021年10月25日，國(guó)家雪車雪橇中(zhōng)心，“地形氣候(hòu)保(bǎo)護系統(tǒng)”的(de)研發(fā)不僅(jǐn)克服了氣(qì)象條件對(duì)賽道(dào)的影(yǐng)響，同時還(hái)起到節能減排(pái)的作用。新京報(bào)記者(zhě) 陶冉 攝

雪(xuě)車雪橇(qiāo)賽(sài)道均(jun1)為露天(tiān)而(ér)建，随(suí)着不同季(jì)節、不(bú)同時(shí)段日照溫度的(de)變化，冰面(miàn)的硬度有所差異。全世界其他(tā)的賽道(dào)均位(wèi)于(yú)北坡，而國家雪(xuě)車雪橇中心受(shòu)地理(lǐ)條件制約(yuē)，是(shì)唯一一(yī)條在(zài)南坡的賽道，冰(bīng)面面臨更(gèng)大的(de)挑戰(zhàn)。在(zài)這樣的情況下，如何保證冰(bīng)面(miàn)質量，成(chéng)為設計團隊的(de)一大(dà)難(nán)題(tí)。

針對(duì)這個問(wèn)題，國家雪車(chē)雪橇中心(xīn)設計團隊研發(fā)出了獨特的“地(dì)形氣候保護系(xì)統”，這(zhè)樣不僅克(kè)服了氣象(xiàng)條件(jiàn)對賽道的影響(xiǎng)，同時還能起到(dào)節能減排的作用。

“地形(xíng)氣候保(bǎo)護系(xì)統”是通過(guò)地形、遮陽棚、遮(zhē)陽簾構成(chéng)降低(dī)太陽(yáng)輻射(shè)對賽道影(yǐng)響的一套(tào)系統(tǒng)。

通(tōng)過“地形(xíng)氣候保護系統(tǒng)”，使得(dé)國家(jiā)雪車雪橇中心賽道(dào)成為全(quán)世界冰(bīng)面最為穩(wěn)定的(de)賽道。目(mù)前(qián)，這項(xiàng)技術(shù)已經申請(qǐng)了專利。據(jù)了解(jiě)，國家(jiā)雪(xuě)車雪橇中心已獲得授權專(zhuān)利73項(xiàng)。

“發充(chōng)儲放”一體化(huà)充(chōng)電站

國家(jiā)高山(shān)滑雪中(zhōng)心在冬奧供(gòng)電保障環境中具有低寒(hán)、積雪(xuě)、溫差大、地(dì)形複雜等(děng)特點，對電(diàn)力設備的(de)正常運行、運維人員(yuán)的實時保(bǎo)障均提出了“低溫”挑戰。

2021年12月23日(rì)，國家(jiā)高山滑雪(xuě)中心，停放在“發(fā)充儲(chǔ)放(fàng)”一(yī)體化充電站内的冬(dōng)奧會工作(zuò)人員大(dà)巴(bā)車。新京報(bào)記者 陶冉 攝

為(wéi)此，國網(wǎng)北京電(diàn)力大(dà)力推進關鍵技(jì)術攻關，結(jié)合(hé)冬奧(ào)供(gòng)電保(bǎo)障實際需求，創(chuàng)新研發出(chū)了适(shì)用于冬奧(ào)保電(diàn)特點的新技術、新(xīn)裝備。位(wèi)于延(yán)慶賽區(qū)的“發充(chōng)儲放”一體化充(chōng)電站便(biàn)是其中之一(yī)。

國網(wǎng)北京延慶(qìng)公司發展策劃部(bù)主任何彥彬介紹，國家(jiā)電網冬奧發充儲放綜(zōng)合(hé)示範站是(shì)國家重點(diǎn)研發計劃(huà)項目(mù)“支撐(chēng)低(dī)碳(tàn)冬奧(ào)的智(zhì)能電(diàn)網綜(zōng)合示(shì)範工(gōng)程”課(kè)題(tí)之一，采用了(le)國内(nèi)最先進的(de)交直流混合配(pèi)電網技術。建成的國内(nèi)首(shǒu)座采(cǎi)用“發(fā)充(chōng)儲放”一(yī)體化(huà)充電(diàn)站，也(yě)是冬(dōng)奧延(yán)慶賽(sài)區内唯(wéi)一一座充電(diàn)站(zhàn)。該充電(diàn)站(zhàn)内(nèi)設6個直流(liú)充電樁和4個(gè)交流充電樁，可同時為(wéi)10輛電動汽車提供充電服務，滿足賽(sài)區綠(lǜ)色出行需求。

雲(yún)轉播采訪可實(shí)現隔空對(duì)話

作(zuò)為科技冬奧三大重(zhòng)點布(bù)局産(chǎn)業之一，雲(yún)轉播(bō)将重資産、高門檻的(de)傳(chuán)統轉播(bō)輕量雲化，通過雲化(huà)采編(biān)播技(jì)術，實現了轉播設備雲(yún)端化和人員(yuán)服(fú)務遠程(chéng)化。除現場攝像(xiàng)設備(bèi)以外(wài)，所有(yǒu)導切(qiē)制作均在(zài)雲端完成(chéng)，隻要(yào)有網(wǎng)絡，導播人(rén)員就(jiù)能夠利用一台筆記本在(zài)任何地(dì)點(diǎn)連入雲端(duān)完成(chéng)信号(hào)制作。

2022年1月21日，首(shǒu)鋼園，工作人員演示遠程(chéng)無人(rén)混合采(cǎi)訪。新京(jīng)報記者 陶(táo)冉 攝(shè)

雲(yún)轉播系統前(qián)端不僅支持專(zhuān)業廣(guǎng)播級(jí)攝像(xiàng)機的信号(hào)采集，支持(chí)手機、非專(zhuān)業(yè)攝像(xiàng)設備等(děng)，同時支持其他(tā)系統流信(xìn)号接入。現場信号通(tōng)過5g方式回(huí)傳到(dào)雲端，在雲端進(jìn)行制作(zuò)，并(bìng)将最終的(de)轉播信号(hào)分發(fā)給多(duō)種平(píng)台，同(tóng)時(shí)通過雙(shuāng)雲設備提(tí)供可靠性保障。通過(guò)雲端(duān)的制作，提供專(zhuān)業(yè)的現場(chǎng)賽事攝像(xiàng)、導播(bō)和混(hùn)音技術服(fú)務。

在冬奧(ào)會(huì)期(qī)間，一些賽事将(jiāng)通過“子彈時間(jiān)”服務實現360度無(wú)死角地(dì)呈現短暫時間發(fā)生的賽事全(quán)景。所謂(wèi)“子彈(dàn)時(shí)間”就是(shì)可以讓(ràng)比(bǐ)賽的畫(huà)面(miàn)暫停或者(zhě)慢速回(huí)放。通(tōng)過多視角編碼技(jì)術、智(zhì)能校準多路中心點、ai算法(fǎ)生成(chéng)虛拟視角(jiǎo)、4k視頻(pín)防(fáng)抖算法(fǎ)、多路視頻切片管理等(děng)系列技(jì)術，觀衆(zhōng)可更好地觀賞到各種(zhǒng)精彩的(de)瞬間。

整(zhěng)個測試賽的“雲(yún)上制(zhì)作(zuò)中心”位于雲(yún)轉播科技(jì)公(gōng)司的首鋼辦公區，一台筆(bǐ)記(jì)本、一個(gè)屏幕就(jiù)完成(chéng)了(le)“雲上制(zhì)作中心”的(de)搭建(jiàn)，通(tōng)過(guò)5g背包傳來(lái)的前(qián)端(duān)信(xìn)号，導(dǎo)播人員在辦公(gōng)區統一(yī)完(wán)成多畫面的導切、音頻(pín)及(jí)字幕的制(zhì)作，最後将信号(hào)分發到(dào)多(duō)個媒體進行(háng)直播。

此外，超高清雲轉(zhuǎn)播平台(tái)及5g雲轉(zhuǎn)播背包，背(bèi)包+平(píng)台的制作方式同時具備(bèi)了傳(chuán)統廣電制作模(mó)式(shì)和互(hù)聯網技(jì)術的(de)優點，提供(gòng)音頻、視頻(pín)、通話、時鐘(zhōng)、同(tóng)步等功能，能夠為大型(xíng)賽事(shì)的轉播工(gōng)作提(tí)供專業(yè)的(de)服務(wù)。5g+雲轉播系(xì)統提供(gòng)基于4k超(chāo)高清(qīng)編解碼和大(dà)帶(dài)寬(kuān)信号傳(chuán)輸技術，能夠為(wéi)專業媒體(tǐ)機構第一時間提供(gòng)高質(zhì)量的視音頻信(xìn)号。

基于雲(yún)轉播的遠(yuǎn)程無人混(hùn)合采(cǎi)訪系統可實現(xiàn)不同(tóng)空間的(de)人員隔空對話，保(bǎo)證了(le)媒體和運(yùn)動員(yuán)之間順(shùn)暢采訪(fǎng)交流。使用(yòng)5g+雲轉播技術，不(bú)僅減(jiǎn)少了(le)現場技術(shù)人員(yuán)聚集，還進(jìn)一步提升(shēng)了賽(sài)事轉播(bō)安(ān)全。