“超級大腦”上線——國家速滑館“冰絲帶”建成智慧場館走筆

既要建成外觀驚艷、功能齊備的“實(shí)體速滑館”，也要建成智慧示范、服務(wù)長期發(fā)展的“數(shù)字速滑館”。據(jù)了解，歷經(jīng)多年科研攻關(guān)，國家速滑館“冰絲帶”正式建成智慧場館?；凇俺壌竽X”等技術(shù)，場館在硬件運(yùn)維、服務(wù)保障方面呈現(xiàn)諸多科技亮點(diǎn)。

場館有感覺，會呼吸，有記憶，會思考

智慧場館建設(shè)正引領(lǐng)中外體育場館建設(shè)方向。作為北京冬奧會唯一新建冰上競賽場館、北京冬奧會標(biāo)志性場館，“冰絲帶”將智慧場館建設(shè)視作重要科研課題。

與既有體育場館在硬件運(yùn)維、防疫管理等領(lǐng)域增加技術(shù)設(shè)備體現(xiàn)“智慧化”不同，“冰絲帶”致力于將場館整體打造為智慧場館?！爸腔刍背蔀楦采w工程建設(shè)、賽事保障、賽后利用等全生命周期的核心關(guān)鍵詞。

據(jù)國家速滑館總工程師李久林介紹，在工程建設(shè)階段，場館應(yīng)用BIM（建筑信息模型）技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)，先后破解索網(wǎng)屋面、幕墻系統(tǒng)、制冰系統(tǒng)等建設(shè)難題，保障硬件設(shè)施竣工投用。而作為場館軟件建設(shè)重點(diǎn)，智慧系統(tǒng)建設(shè)也在按期推進(jìn)。近年來，建設(shè)者長期追蹤國內(nèi)外最新科技應(yīng)用，為場館打造出“數(shù)字基座”。

“經(jīng)科研攻關(guān)，目前‘冰絲帶’已經(jīng)配備由北京建院和中科院軟件所聯(lián)合研發(fā)的‘超級大腦’，在接入36個(gè)系統(tǒng)、近10萬點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，場館做到了‘有感覺，會呼吸，有記憶，會思考’。”李久林說。

有感覺——場館建筑布設(shè)各類物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以多種網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)時(shí)捕捉室內(nèi)外溫度、濕度、空氣質(zhì)量、光照度等場館運(yùn)行數(shù)據(jù)。

會呼吸——通過場館屋頂氣象站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，場館可根據(jù)空氣質(zhì)量主動(dòng)吸入空氣開啟室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)室外光線強(qiáng)弱自動(dòng)升降電動(dòng)遮陽簾或啟閉大廳燈光。

有記憶——“超級大腦”會記錄場館各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)，經(jīng)數(shù)據(jù)挖掘分析后，主動(dòng)提出場館各空間合理運(yùn)行參數(shù)。在保障人員安全、健康、舒適的前提下降低場館耗能。

會思考——“超級大腦”會根據(jù)不同比賽場景、競賽需求、觀眾數(shù)量、防疫形勢，自動(dòng)控制座椅送風(fēng)系統(tǒng)、制冰溫度、場地除濕系統(tǒng)、屋頂電動(dòng)窗系統(tǒng)、防疫消殺系統(tǒng)，在保障賽事進(jìn)行的同時(shí)，服務(wù)觀眾舒適觀賽。

“超級大腦”實(shí)現(xiàn)毫秒級管控確保數(shù)據(jù)安全

“智慧場館建成后，建筑面積約8萬平方米的‘冰絲帶’，仿佛變成了一部易于操控、可以不斷升級更新的‘智能手機(jī)’?！崩罹昧终f。

在國家速滑館地下機(jī)房，通過電腦屏幕可以看到場館“超級大腦”。這套平臺系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測場館運(yùn)行數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息，做到運(yùn)行控制和風(fēng)險(xiǎn)管理。

據(jù)北京建院副總工程師劉潔介紹，這顆“超級大腦”支持毫秒級管控。重要模擬數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間僅24毫秒，5萬點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢時(shí)間為0.82秒。該系統(tǒng)有一顆“中國芯”，全部基于國產(chǎn)技術(shù)打造，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

“從底層數(shù)據(jù)庫到所有數(shù)據(jù)接口，場館實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)自主上傳，可在局域網(wǎng)內(nèi)獨(dú)立進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的采集、存儲、管理和高速計(jì)算，完全和外網(wǎng)剝離?！眲嵄硎荆@最大限度確保了場館數(shù)據(jù)安全，成為場館運(yùn)行的核心優(yōu)勢。

基于“超級大腦”，相關(guān)企業(yè)建設(shè)出場館可視化運(yùn)維系統(tǒng)和全域數(shù)字孿生系統(tǒng)，將場館運(yùn)行工況生動(dòng)地呈現(xiàn)在場館管理者面前，便于監(jiān)控場館運(yùn)行情況并作出決策。

在觀眾集散廳位置，映入眼簾的是國家速滑館數(shù)字孿生操作系統(tǒng)大屏。場館公共安防、設(shè)備監(jiān)控、能源優(yōu)化、健康環(huán)境運(yùn)行情況直觀可見。以設(shè)備監(jiān)控為例，實(shí)時(shí)展示出冷水機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等設(shè)備的啟停狀態(tài)、季節(jié)模式，甚至包括換熱器的進(jìn)出水溫度。

值得一提的是，該系統(tǒng)還將周邊城市信息集成在大屏中反映，這將便于場館管理者了解城市層面運(yùn)行情況，在舉辦大型活動(dòng)時(shí)研判場館外圍交通情況等信息。

李久林介紹說，為精準(zhǔn)核算場館運(yùn)行碳排放情況，北京理工大學(xué)和北京航空航天大學(xué)還為場館建立“天地空一體化二氧化碳檢測系統(tǒng)”。通過館內(nèi)60個(gè)分布式傳感器、館外車載紅外光譜測試儀和溫室氣體探測衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對場館周邊區(qū)域碳排放的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并整合構(gòu)建出場館自身的碳排放數(shù)據(jù)庫。

“黑科技”提供場館觀賽、體驗(yàn)、訓(xùn)練“新福利”

除服務(wù)場館管理者的智慧技術(shù)，場館還在觀賽、體驗(yàn)、訓(xùn)練方面呈現(xiàn)新亮點(diǎn)。國家速滑館已經(jīng)建構(gòu)“AI+AR”智能室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)。工作人員打開手機(jī)軟件終端后，可以直觀展示出場館看臺、衛(wèi)生間、零售店等的具體位置信息。

基于5G（第五代移動(dòng)通信技術(shù)）的云網(wǎng)霧端架構(gòu)使場館還可提供“8K+VR”包廂服務(wù)、低延時(shí)視角定制等觀賽服務(wù)。佩戴專用體驗(yàn)設(shè)備后，可實(shí)時(shí)觀看場館不同角度的超高清比賽實(shí)況。據(jù)悉，這套系統(tǒng)已在此前國際測試賽中進(jìn)行了測試。

李久林透露，目前，場館還自主研發(fā)了基于3D人工智能芯片和圖像融合算法開發(fā)的滑冰、滑雪冬奧項(xiàng)目游戲軟件。通過與攝像機(jī)集成形成體感互動(dòng)平臺，可準(zhǔn)確識別人體動(dòng)作，體驗(yàn)者在館內(nèi)無需佩戴傳感設(shè)備就能完成游戲動(dòng)作，進(jìn)一步提升了觀眾體驗(yàn)冰雪運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的互動(dòng)效果，也利于推廣冰雪運(yùn)動(dòng)。

此外，場館還建立了針對速度滑冰項(xiàng)目的訓(xùn)練體能監(jiān)測管理系統(tǒng)。這套系統(tǒng)可以全面采集、監(jiān)測人員運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的速度、加速度、心率、軌跡等數(shù)據(jù)，向管理者、教練、科研人員反饋運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練參數(shù)和運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)，有助于提升速度滑冰訓(xùn)練的科學(xué)性和安全性。

李久林表示，國家速滑館將高標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)于北京冬奧會賽時(shí)保障，同時(shí)也著眼于場館長期可持續(xù)經(jīng)營。冬奧會結(jié)束后，科技亮點(diǎn)紛呈的“冰絲帶”將面向公眾開放，讓大家感受到更多科技冬奧成果。